Углеводы

Углеводы — это обширный класс органических соединений, состав­ляющий приблизительно половину всех известных в настоящее время органических веществ. В человеческом организме на их долю приходит­ся около 2% сухой массы тела.

Углеводы (глициды) принято рассматривать как производные много­атомных спиртов. Образуются углеводы при окислении спиртов и пред­ставляют собой альдегидоспирты и кетоспирты. Примером альдегидо-спирта может служить глюкоза, а кетоспирта — фруктоза.

Углеводы подразделяют на 3 группы:

— моносахариды,

— олигосахариды,

— полисахариды.

Моносахариды

Моносахариды — простые углеводы, состоящие из одной молеку­лы. В зависимости от числа атомов углерода, которые образуют угле­водородный скелет молекулы, моносахариды объединяют в подгруппы с общим названием, например, триозы — моносахариды, состоящие из 3 атомов углерода; тетрозы — из 4-х атомов углерода; пентозы — из 5 атомов углерода; гексозы — из 6 атомов углерода и т. д.

Моносахариды представляют собой твердые кристаллические ве­щества, растворимые в воде, сладкие на вкус, в растворах вращают плоскость поляризации плоско поляризованного луча света. Последнее свойство положено в основу количественного определения моносахари­дов в биологических жидкостях с помощью прибора — поляриметра. Чаще всего поляриметрически исследуют глюкозу в моче.

Наиболее важными представителями моносахаридов является груп­па пентоз и гексоз. Из пентоз следует назвать рибозу и дезоксирибозу.

Это углеводы нуклеотидов, из которых состоят РНК и ДНК, выпол­няющие функции носителей наследственной информации в организме. Кроме того, дезоксирибоза входит в состав нуклеотида, лежащего в основе молекулы АТФ (аденозинтрифосфорная кислота), которая является основным куммулятором энергии, образующейся в организме. Среди гексоз наибольшее значение имеет глюкоза. В организме чело­века глюкоза является основным источником энергии; участвует в по­строении клеточных мембран; является детоксикантом, то есть спо­собствует обезвреживанию и выведению из организма токсических веществ. В быту глюкозу часто называют «сахаром крови».

Сахар в норме при исследовании крови равен 3,33-5,55 ммоль/л.

Другие гексозы, например, галактоза, фруктоза представляют инте­рес только как источник питания, в организме легко превращаются в глюкозу, пополняя ее запас.

Из моносахаридов слагаются молекулы более сложных углеводов.

Олигосахариды

Группа углеводов, молекулы которых состоят из двух-, трех- или небольшого количества моносахаридов. К ним относят­ся, в частности, такие дисахариды как: сахароза, лактоза, мальтоза.

Сахароза — свекловичный сахар, состоит из молекулы глюкозы и фруктозы. Ценный пищевой продукт.

Лактоза — молочный сахар, состоит из молекулы глюкозы и галакто­зы. Углевод молока.

Мальтоза — солодовый сахар, состоит из двух молекул глюкозы, является основным структурным элементом крахмала и гликогена.

Полисахариды

Полисахариды — это высокомолекулярные углеводы, состоящие из многих сотен и тысяч моносахаридов и их производных. Подразделяются на гомополисахариды и гетерополисахариды.

Гомополисахариды со­стоят из множества моносахаридов одинакового строения. Они широко распространены в природе, например, крахмал и гликоген, построенные из глюкозы. Либо инулин, состоящий из фруктозы.

Гетерополисахари­ды (мукополисахариды) состоят из множества различных моносахари­дов и их производных, нередко связанны с веществами иной природы. Среди производных моносахаридов следует назвать:

— Гексуроновые кислоты. К ним относятся глюкуроновая кислота, производная из глюкозы, а также галактуроновая кислота, производная из галактозы. Выполняют защитные функции в организме — обезврежи­вают токсические продукты, играют роль смазки в суставах.

— Аминосахара. Образуются при замене у второго углеродного ато­ма гексоз ОН-группы на аминогруппу — NH2.

— Нейраминовые кислоты.

— Сиаловые кислоты. Представляют собой нейраминовые кислоты, соединенные с уксусной кислотой и аминокислотой глицином.

— Гетерополисахариды участвуют в построении клеточных мембран.

При воспалительных поражениях тканей клеточные мембраны разру­шаются и в крови можно обнаружить повышенное содержание как самих гетерополисахаридов, так и производные моносахаридов, входя­щих в их состав. Наиболее доступными для исследования в клиничес­кой лаборатории являются нейраминовые и сиаловые кислоты. Их ис­пользуют как вспомогательные тесты в диагностике таких хронических заболеваний как ревматизм, туберкулез.

Гетерополисахариды по структуре и свойствам подразделяются на нейтральные и кислые. Нейтральные гетерополисахариды в своем со­ставе содержат мало кислот, в основном кислоты представлены нейраминовыми и сиаловыми. Реакция таких гетерополисахаридов нейтраль­ная, либо близкая к ней. Кислые гетерополисахариды, наоборот, со­держат в себе много кислот, что и определяет их кислую реакцию. Наиболее важными для организма являются гиалуроновая кислота, хондроитинсерные кислоты и гепарин.

Гиалуроновая кислота входит в состав межклеточного вещества и представлена, главным образом, в соединительной ткани. Образует вяз­кие растворы, которые склеивают соединительнотканные волокна, чем обеспечивают прочность соединительной ткани. Наличием этой кислоты обусловлена также прочность вообще клеточных мембран и их нор­мальная проницаемость. При развитии воспалительного процесса в тка­нях увеличивается активность фермента гиалуронидаза, который рас­щепляет гиалуроновую кислоту. Это приводит к нарушению целостно­сти клеточных мембран и их повышенной проницаемости. В результате возникает отек тканей и другие признаки воспаления.

— Хондроитинсерные кислоты. Входят в состав хрящей, сухожилий, костной ткани. Обеспечивают их прочность.

— Гепарин является первичным антикоагулянтом прямого действия. В этой роли выступает только в связи с антитромбином III. Без после­днего теряет свои антикоагулянтные свойства. Принимает также участие в липидном обмене, активирует фермент липопротеидлипазу, кото­рый расщепляет хиломикроны (мельчайшие жировые шарики), появля­ющиеся в кровяном русле после приема пищи.