Angliavandenių apykaita organizme
5 (100%) 1 vote

Angliavandenių apykaita organizme

Angliavandenilių biologinis vaidmuo ir cheminė prigimtis

Angliavandeniams (sacharidams) priskiriami organiniai junginiai, turintys aldehido arba ketono grupę ir hidroksilo grupes.

Angliavandeniai yra visų ląstelių sudėtinė dalis, labai plačiai paplitę gamtoje, ypač augaluose. Jie sudaro 70-80 proc. visų sausųjų augalo rnedžiagų. Gyvūnų organizme angliavandenių gerokai mažiau (apie 2 proc. sausųjų medžiagų), tačiau ir čia jie labai svarbūs.

Angliavandenių būna labai ivairių: mažos ir didelės rnolekufinės masės, kristalinės ir amorfinės būsenos, tirpstančių ir netirpstančių vandenyje, hidrolizinamų ir nehidrolizinamų, lengvai oksiduojamų ir redukuojamų bei oksidacijai patvarių junginių. Jų funkcijos ir biologinis vaidmuo labai įvairūs. Visų pirma angliavandeniai yra pagrindinis energijos šaltinis. Gyvūnų organizme maždaug 60 proc. energijos išsiskiria angliavandenių oksidacijos metu. Tokių audinių kaip smegenų ar kraujo ląstelių gyvybinei veiklai reikalinga energija gaunama oksiduojantis gliukozei. Tai energinė angliavandenių funkcija. Angliavandeniai, būdami visuose be išimties audiniuose, yra ir plastinės medžiagos (plastinė funkcija). Jų yra ir ląstelės organelose, ir ląstelių apvalkale, jie ir jų tarpiniai. Apykaitos produktai vartojami kitų medžiagų, pavyzdžiui, nukleorūgščių, baltymų, lipidų, fermentų ir kitų medžiagų sintezei. Augaluose angliavandeniai atlieka atraminių medžiagų vaidmenį (celiuliozė ir kt.). Angliavandeniai gali kauptis organizme kaip atsarginės maisto medžiagos (pvz., krakmolas – augaluose, glikogenas – gyvūnų orgarizme), kurios prireikus panaudojamos (rezervinių maisto medžiagų funkcija). Angliavandenių ir jų darinių (pvz., mukopolisacharidų) esti ivairių liaukų išskiriamuose sekretuose. Jie suteikia šiems sekretams klampumą, glitumą ir tuo apsaugo virškinimo trakto, bronchų ir kitų organų sieneles nuo mechaninių pažeidimų, mikroorganizmų ir pan. (apsauginė funkcija). Maiste esanti celiuliozė skatina žarnyno motoriką (reguliavimo funkcija). Tam tikri angliavandeniai atlieka ir specifines funkcijas organizme – dalyvauja perduodant nervinius impulsus, susidarant antikūnams, yra vieni iš kraujo grupių specifiškumo veiksnių ir kt.

Angliavandeniai organizme būna laisvi ir sujungti (pvz., nukleotidų, nukleorūgščių, glikolipidų, glikoproteinų bei kitų junginių sudėtyje).

Angliavandenius gamtoje sintetina augalai iš CO 2 ir H20 vartodami Saulės šviesos energiją (fotosintezė). Šio proceso esmę sudaro vandens fotolizės ir CO 2 redukcijos reakcijos. Vandens fotolizės metu susidaro atominis vandenilis ir molekulinis deguonis. Vandenilis redukuoja CO 2, o deguonis patenka į atmosferą. CO 2 redukcija nevyksta tiesiogiai. Jis pirmiausia įjungiarnas į ribuliozės difosfatą, kuris kinta toliau pagal šią schemą ir susidaro heksozė:



Tai sudėtingas biocheminis procesas, kurio metu susidaro įvairūs tarpiniai sintezės produktai.

Angliavandeniai sudaro didelę dalį maisto produktų.. Jų daug yra duonoje, kruopose, vaisiuose, daržovėse ir kitur. Gyvuliniuose produktuose jų palyginti nedaug. Gyvūnų organizmai Saulės šviesos energijos sintezės procesams tiesiogiai naudoti negali, todėl ir negali sintetinti angliavandenių iš CO2 ir H2O. Gyvūnų organizme angliavandeniai sintetinami iš maisto medžiagų apykaitos tatpinių produktų.

Sintezės būdu angliavandeniai pirmą kartą gauti 1861 m. (A.Butlerovas).

Angliavandenių klasifikacija ir nomenklatūra

Pagal struktūrą sacharidai skirstomi i monosacharidus, oligosacharidus ir polisacharidus. Monosacharidai yra paprasčiausi angliavandeniai, hidrolitiškai neskaidomi į mažesnius vienetus. Savo struktūra jie yra polihidroksialdehidai arba polihidroksiketonai. Pagal karbonilo grupę jie skirstomi i aldozes ir ketozes. Pagal anglies atomų skaičių molekulėje aldozės ir ketozės skirstomos i triozes, tetrozes, pentozes, hektozes, heptozes. Monosacharidų, kurių C atuomų skaičius didesnis kaip 7, gamtoje beveik nerasta.

Oligosacharidai sudaryti iš 2-20 tarpusavyje sujungtų monosacharidų molekulių (disacharidai, trisacharidai, tetrasacharidai, pentasacharidai, heksasacharidai ir t.t.). Gamtoje plačiausiai paplitę, ir organizme didžiausią reikšmę turi disacharidai. Monosacharidai ir oligosacharidai dažniausiai yra saldžios medžiagos ir todėl vadinamos cukrumis.

Polisacharidai yra stambiamolekuliai junginiai, sudaryti iš daugelio monosacharidų likučių. Jie skirstomi i homopolisacharidus ir heteropolisacharidus. Pirmųjų sudėtyje yra tik vienos rūšies monosacharidų likučių{ (pvz., krakmolas ir glikogenas sudaryti iš n molckulių D-gliukozės, inulinas – iš β-fruktozės ir t.t.). Antrieji yra jvairių monosacharidų bei jų darinių junginiai. Jie sudaro kompleksus ir su kitomis, dažnai netgi ne sacharidų tipo, medžiagomis. Angliavandenių klasifikacija:



Monosacharidai, jų savybės ir struktūra

Tai kristalinės, vandenyje tirpstančios medžiagos. Tam tikromis sąlygomis jos lengvai oksiduojasi ir redukuojasi. Redukuojantis aldehido bei ketono grupei, monosacharidai virsta polihidroksialkoholiais. Oksiduojantis aldehido grupei, susidaro monokarboksihidrooksirūgštys (aldono rūgštys). Veikiant stipresniais oksidatoriais, oksiduojasi ir aldehido, ir pirminė alkoholinė grupės. Tada susidaro
ūgštys-cukraus rūgštys (glikaro rūgštys). Oksiduojantis tik pirminei alkoholinei grupei, susidaro urono rūgštys. Šios dažniausiai randamos augaluose, kur dalyvauja susidarant įvairioms kitoms medžiagoms, tarp jų- heteropolisacliaridams:



Svarbiausias urono rūgščių atstovas yra gliukozės oksidacijos produktas – gliukurono rūgštis. Organizme ji sujungia alkoholius, fenolius bei kitas organizmui kenksmingas medžiagas ir tuo apsaugo ląsteles nuo kenksmingo šių medžiagų poveikio.

Monosacharidai, išskyrus ketotriozę-dihidroksiacetoną, turi vieną ar kelis chiralinius (asimetrinius) C atomus. Priklausomai nuo jų skaičiaus monosacharidai gali būti įvairių stereoizomerų pavidalo. Pavyzdiui, aldoheksozė turi 4 chiralinius C atomus, taigi šiuo atveju gali būti 16 stereoizomerų ir t.t. Monosacharidų izomerų gamtoje randama ne tiek daug. Pavyzdžiui, iš 8 galimų aldopentozių izomerų gamtoje daugiausia randama ksilozės,

arabinozės, ribozės ir deoksiribozės, iš 16 galimų aldoheksozių izomerų – gliukozės galaktozės, manozės ir t.t. Priklausomai nuo OH grupių išsidėstymo monosacharidai priskiriami D arba L eilei.

Monosacharidai (pentozės, heksozės) gali būti atviros ir cik1ines (pusiau acetalio) struktūros. Naujai susidaręs hidroksilas yra pusiau acetalinis, o pirmasis C atomas iš simetrinio virsta chiraliniu. Kadangi ir apie jį H ir OH gali isidėstyti dvejopai, ciklinė manozė turi dvi -α ir β – formas (du anomerus). Šios forrnos gali virsti viena kita perėjusios atvirą aldehidinę struktūrą, pavyzdžiui:

Šiuo metu Jūs matote 32% šio straipsnio.
Matomi 942 žodžiai iš 2945 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.