Углеводы

Углеводы

Наиболее распространенной на Земле группой органических соединений являются углеводы, или сахариды.  Они входят в состав клеток всех живых организмов.

Углеводы — это соединения углерода, водорода и кислорода, причём на 1 атом кислорода, как правило, приходится 2 атома водорода, иначе говоря, соотношение водорода и кислорода в молекуле углевода равно 2:1, как в воде.

Мономерами сложных углеводов является глюкоза. Несколько остатков простых сахаров могут объединяться между собой и образовывать молекулы сложных углеводов.

Общая формула таких углеводов 

Углеводы являются первичным продуктом фотосинтеза. Животные и человек не синтезируют углеводы и получают их с пищей. Поэтому в клетках животных содержание глюкозы невелико — от 1 до 5%, а в растительных клетках может достигать 90%.

По строению молекулы углеводы разделяют на 3 класса:

моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Моносахариды, или простые сахара – хорошо растворимые в воде бесцветные кристаллы, имеющие ярко выраженный сладкий вкус. Молекулы моносахаридов могут находиться в природе как в свободной форме, так и служить мономерами для более сложные углеводов.

Наиболее важными для организмов являются простые сахара:

-молекулы глюкозы являются мономерами таких полисахаридов, как крахмал, гликоген, целлюлоза;

-фруктоза, входящая в состав клеток растений;

-галактоза – мономер лактозы, или молочного сахара;

-рибоза, входящая в состав РНК, АТФ, некоторых ферментов и витаминов,

-дезоксирибОза – важный компонент молекул ДНК.

Олигосахариды образованы двумя или несколькими моносахаридами. Большинство из них растворимы в воде и имеют сладкий вкус. Если сахариды образованы двумя моносахаридами, то их называют дисахариды. Они имеют наиболее широкое распространение. Это сахароза (тростниковый сахар), мальтоза (солодовый сахар) и лактоза (молочный сахар).

Полисахариды — высокомолекулярные соединения, содержат в составе своей молекулы десятки и даже тысячи моносахаридных звеньев. Полисахаридами являются крахмал, гликоген, хитин, целлюлоза и другие. Эти вещества не имеют сладкого вкуса и не растворимы в воде. Сладкий вкус и растворимость понижаются с увеличением числа мономеров в молекуле углевода.

Углеводы входят в состав всех без исключения клеток живых организмов и выполняют в них жизненно важные функции.

Основная функция углеводов – энергетическая. При окислении 1 г углеводов выделяется 17,6 кДж энергии, которая расходуется на процессы жизнедеятельности организма.

В отличие от жиров, углеводы окисляются с выделением энергии значительно быстрее. За счет углеводов обеспечивается 56-58% потребности организма в энергии.

Строительная (или структурная) функция заключается в том, что углеводы используются в качестве строительного материала.

Например, целлюлоза входит в состав клеточных стенок растений и придаёт им прочность.

Хитин укрепляет клеточные стенки грибов и некоторых животных, а членистоногие используют хитин как компонент внешнего скелета.

Такие углеводы, как крахмал и гликоген (животный крахмал), могут накапливаться в клетках, а затем использоваться в качестве источника энергии. Таким образом выполняя запасающую функцию.

Углеводы, входящие в состав клеточных мембран, позволяют клеткам одного типа распознавать друг друга, выполняют сигнальную функцию. Клетки злокачественных опухолей утрачивают способность узнавать друг друга. Выяснение механизмов сигнальной функции клеток может иметь важное значение для разработки лекарств от рака.

Некоторые растения (вишни, сливы) при повреждении веток или стволов выделяют камЕдь – смолы, являющиеся производными углеводов. Камедь препятствует проникновению в рану микроорганизмов. В этом заключается защитная функция углеводов.