Меню Рубрики

В клетках печени животных запасается полисахарид

Запасной углевод животных. Запасным углеводом в животной клетке является гликоген или крахмал? Как называется запасной углевод животных клеток?

Всю биохимическую активность животной клетки можно описать двумя глаголами: «запасать» и «расходовать». Чем моложе организм, тем больше процессы синтеза и запасания органических веществ будут преобладать над их расщеплением и расходованием. Объясняется это просто: чтобы расти и «строить» свой организм, нужно много пластического материала и, конечно же, энергии. Главным строительным веществом клетки является белок, а доминирующим соединением, дающим энергию – гликоген.

Он считается запасным углеводом, резервирующимся в клетках печени и скелетных мышц всех млекопитающих: как животных, так и человека. Изучению его свойств и будет посвящена эта работа.

На уровне животной клетки органические вещества синтезируются и накапливаются в её структурных единицах – органеллах. Белки синтезируются в рибосомах, липиды и углеводы – в каналах гладкой эндоплазматической сети. В организме млекопитающих запасы органических веществ накапливаются в скелетных мышцах, печени, подкожной жировой клетчатке и сальнике. Запасным углеводом животных является гликоген, который синтезируется из глюкозы, содержащейся в крови.

Она образуется как продукт диссимиляции пищевых продуктов, в состав которых входит, прежде всего, растительный крахмал: хлеба, картофеля, риса. Эти вещества расщепляются в ротовой полости, желудке, а также в двенадцатиперстной кишке. Именно в ней происходит их основной распад. Образовавшаяся глюкоза всасывается в кровеносные капилляры ворсинок тонкого кишечника и затем разносится кровью в мышцы и печень, где и синтезируется запасной углевод животных и человека.

Хотя в названии вещества присутствует часть слова «гликос», что в переводе с греческого означает «сладкий», оно почти не имеет вкуса. Скорее всего, такое название указывает на его принадлежность к классу сложных углеводов, содержащих остатки глюкозы, действительно сладкой на вкус. Гликоген имеет вид бесструктурного порошка белого цвета. Он гидрофильный и образует коллоидный раствор, похожий на молоко. Являясь запасным углеводом в животной клетке, полисахарид подвергается гидролизу в кислой среде в несколько этапов. Продуктами его взаимодействия с водой являются декстрины, далее – мальтоза и, наконец, глюкоза. Будучи полимером, гликоген имеет вид смеси разветвленных цепочечных молекул различной массы.

Мы установили тот факт, что гликоген является запасным углеводом животной клетки. Резервные вещества такого типа претерпевают в цитоплазме гепатоцитов, лейкоцитов и миоцитов два взаимно противоположных процесса. Первый: диссимиляцию, приводящую к высвобождению молекул глюкозы и второй – ассимиляцию, которая переводит избыток глюкозы в запасной полимер – гликоген. Он аккумулируется в организме и является запасом энергии, используемой в процессе жизнедеятельности животного и человека.

Напомним, что, с химической точки зрения, он представляет собой высокомолекулярное соединение – полимер, мономерами которого являются остатки α-d глюкозы. Чтобы они связались между собой гликозидными связями, необходима активация, то есть «раскачивание» сигма-связей углеродного скелета гексозы. Это достигается в так называемой гексокиназной реакции. Запасной углевод животных синтезируется из глюкозо-6-фосфата. Это вещество – продукт гексокиназной реакции. Фермент, катализирующий вышеназванный механизм содержится в цитоплазме клеток почек, слизистого слоя тонкого кишечника и печени животных и человека.

Как мы уже выяснили ранее, запасным углеводом в животной клетке является крахмал – гликоген. Биохимическими исследованиями установлено, что его расщепление не может происходить без участия специфического фермента – фосфорилазы. Она работает в кислой среде в присутствии молекул неорганического фосфата. Сам фермент становится активным под воздействием гормона поджелудочной железы – глюкагона. Его присутствие в крови свидетельствует о том, что уровень глюкозы в ней низкий. Поэтому животный организм мобилизует ресурсы запасного углевода – гликогена и начинает его расщеплять, чтобы получить дополнительную порцию глюкозы.

Этот процесс называется гликогенолизом. Нейрофизиологами установлено, что гормоны стресса – адреналин и норадреналин, вырабатываемые надпочечниками, также провоцируют гликогенолиз.

В биологии эту самую крупную пищеварительную железу млекопитающих называют биохимической фабрикой. Действительно, в ней происходит очень много ферментативных реакций, обеспечивающих обмен веществ и энергии, то есть метаболизм. Как уже известно, запасным углеводом в животной клетке является гликоген. Его распад быстро приводит к насыщению крови глюкозой – главным источником энергии для всех млекопитающих и человека.

Утраченный животный крахмал восполняется в их организмах путем приема крахмалистой пищи: картофеля, хлеба, риса. Все эти продукты подвергаются расщеплению в пищеварительном тракте, и полученная глюкоза поступает в кровь, а из нее – в клетки, особенно скелетных мышц и печени. В них происходит синтез животного крахмала под действием фермента – глюкопирофосфорилазы.

Как и в печени, в миоцитах – мышечных клетках, накапливается животный крахмал. Так как масса мышц намного больше чем вес печени, то и содержание гликогена в них значительно выше. Во время физических нагрузок животный крахмал начинает расщепляться. Молочная кислота, образованная вследствие гликолиза, попадает в кровь и переносится в клетки печени и почек. В них из каждых двух молекул молочной кислоты синтезируется один моль глюкозы, которая затем переводится в резервный полисахарид. Реакция происходит с использованием энергии АТФ. Таким образом, запасным углеводом животной клетки является гликоген, аккумулируемый миоцитами, гепатоцитами, клетками коркового слоя почек, миокардом и клетками легких.

Как было установлено ранее, запасной углевод животных клеток называется гликогеном. В результате двух взаимно противоположных направлений в метаболизме: расщепления и синтеза, он также участвует в этих реакциях. Взаимное превращение глюкозы в гликоген и обратно возможно только при участии в этих реакциях сложной ферментативной системы. В неё входят катализаторы гликогеногенеза, такие как: фосфоглюкомутаза (превращает глюкозо-6-фосфат в глюкозо-1-фосфат) и УДФ- глюкопирофосфорилаза (обеспечивает необратимость синтеза гликогена). Реакции расщепления происходят в присутствии гликогенфосфорилазы и еще двух ферментов, последовательно отщепляющих боковые разветвления в цепях гликогена. Система всех вышеназванных ферментов действует только на обмен гликогена в гетеротрофной животной клетке, поэтому правильным ответом на тестовый вопрос: запасным углеводом в животной клетке является: 1.Крахмал, 2 Гликоген? — будет утверждение под номером 2.

Исходя из вышеприведённых фактов, нами было установлено, что запасным углеводом в животной клетке является гликоген. Нарушения его обмена могут быть вызваны двумя видами причин. Первый – погрешности в питании и образе жизни, второй – врождённые пороки в работе ферментативной системы организма. Совокупность ферментов, относящихся к ней, отвечает как за расщепление животного крахмала, так и за его образование из глюкозы, находящейся в крови. Поэтому патологии возникают как в реакциях пластического обмена, так и энергетического. Они называются гликогенозами. Как было определено выше, запасным углеводом в животной клетке является гликоген, накапливающийся, прежде всего, в печени и скелетных мышцах. Отсюда и два вида синдромов: мышечной и печеночной этиологии. К первой группе относится болезнь Мак-Ардля. У больного не вырабатывается фермент фосфорилаза. Это приводит к появлению в моче хромопротеида – миоглобина, выделяющегося при тяжелой физической работе. Вследствие этого происходит разрушение мышечной ткани и появление судорожных состояний.

К печеночным синдромам относится болезнь Гирке. Она встречается наиболее часто, начиная с младенческого возраста. У больных в клетках печени отсутствует фермент, переводящий продукт первичного расщепления гликогена в глюкозу, поэтому в крови больного наблюдается очень низкий уровень сахара (гипогликимия), а в моче появляется ацетон, вызывающий интоксикацию организма.

В данной статье нами были рассмотрены механизмы обмена животного крахмала – гликогена, протекающего в клетках млекопитающих и человека.

источник

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Биохимия – это наука о структуре молекул, входящих в состав живых организмов, а также о процессах их превращений внутри организма или клетки.

Термин «биохимия» эпизодически употреблялся с середины XIX века, в классическом смысле он был предложен и введён в научную среду в 1903 году немецким химиком Карлом Нейбергом.

Биохимия является продолжением органической химии. Собственно многие молекулы (спирты, гетероциклы и другие) являются объектами исследований специалистами в области органической химии.

Одной из важных целей биохимии является изучение структуры, физико-химических свойств и функций молекул, которые входят в состав живых объектов. Многие молекулы являются объектами исследования и биохимиков и органических химиков. Кроме того, изучение молекул, входящих в состав живых организмов показало, что этих молекул огромное множество, прежде всего белков. И их свойства и функции также очень многообразны. Это с одной стороны увеличивает объем изучаемой информации, а с другой приводит к тому, что для освоения новых данных остается меньше времени. Именно поэтому биохимики, можно сказать, вынужденно ограничились изучением тех групп соединений, которые выявлены только в живых объектах, оставив остальные группы соединений органическим химикам.

Именно так появился раздел биохимии, который можно назвать «Структурная биохимия». Структурная биохимия изучает структуру, физические и химические свойства, а также функции исследуемых молекул. Как показал анализ, только для живых организмов характерны молекулы, относящиеся к четырем классам: углеводы (моносахариды и их полимеры полисахариды), нуклеотиды и их полимеры нуклеиновые кислоты, аминокислоты и их полимеры белки, липиды, у которых не выявлены полимерные формы, зато существуют надмолекулярные структуры, которые называют мембранами.

В данном учебнике изучается «Структурная биохимия», в которой рассматриваются четыре класса соединений, характерных только для биологических объектов. В учебнике изложены: классификация молекул и их структура в в зависимости от класса, физико-химические свойства и функции данных соединений. Также рассмотрены отдельные свойства молекул, определяющие их особые свойства, например особенности структуры, свойств и функционирования мембран, как особенных свойств и функций липидов и белков, их образующих.

Углеводы широко представлены в растениях и животных, где они выполняют как структурные, так и метаболические функции. В растениях в процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды синтезируется глюкоза, которая далее запасается в виде крахмала или превращается в целлюлозу – структурную основу растений. Животные способны синтезировать ряд углеводов из жиров и белков, но большая часть углеводов поступает с пищей растительного происхождения.

Углеводы – это альдегидные или кетонные производные полиатомных (содержащих более одной ОН-группы) спиртов или соединения, при гидролизе которых образуются эти производные.

Их можно классифицировать следующим образом:

Моносахариды – углеводы, которые не могут быть гидролизованы до более простых форм. Их можно подразделить на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы и октозы в зависимости от числа содержащихся в их молекуле атомов углерода; их можно разделить также на альдозы и кетозы в зависимости от присутствия альдегидной или кетонной группы.

Дисахариды при гидролизе дают две молекулы моносахарида (одинаковых или различных).

Олигосахариды при гидролизе дают 3—6 моносахаридов или, что чаще, полисахариды, в состав которых входит несколько десятков моносахаридных остатков.

Полисахариды дают при гидролизе более 6 молекул моносахаридов. Они могут быть линейными или разветвленными. Если полисахарид состоит из одинаковых мономеров, то их их называют гомополисахаридами, если из разных, то гетерополисахаридами. Также следует отметить, что большая часть полисахаридов содержит более тысячи мономерных остатков. Примерами служат крахмал и декстрины.

Моносахариды – углеводы, которые не могут быть гидролизованы до более простых форм. Их можно подразделить на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы и октозы в зависимости от числа содержащихся в их молекуле атомов углерода; их можно разделить также на альдозы и кетозы в зависимости от присутствия альдегидной или кетонной группы. Отсчет атомов углерода начинают либо от входящего в состав альдегидной группы (первый атом), либо от ближайшего к кетонной группе.

Читайте также:  Можно ли вылечить асд цирроз печени

Соединения, имеющие одну и ту же структурную формулу, но различающиеся по пространственной конфигурации, называются изомерами. Образование таких изомеров оказывается возможным при вхождении в состав молекулы асимметрических атомов углерода (к которым присоединены четыре различных атома или группы). Число возможных изомеров данного соединения зависит от числа асимметрических атомов углерода (n) и равно 2 n . Глюкоза с четырьмя асимметрическими атомами углерода имеет, следовательно, 16 изомеров. Ниже указаны наиболее важные типы изомеров глюкозы.

Стереоизомерия или D и L изоформы:

В многих органических молекулах есть атом углерода с которым связаны четыре различные группировки, и такую молекулу можно представить как молекулу метана, в виде тетраэдра, в верхушках которого располагаются группировки. Такой атом называется хиральным, в случае моносахаридов принадлежность к D или L форме определяется расположением гидроксильной (ОН) группировки, относительно хирального атома углерода. Если ОН-группа слева, то это L-форма, если справа, то D-форма. Но полностью этому правилу соответствует только глицероальдегид, имеющий только один хиральный атом (Рисунок 1 А). Во всех других углеводах хиральных атомов несколько, и каждый из них может быть признан для определения принадлежности к одной из форм стереоизомеров. Было принято решение признать атомом, определяющим стереоизомерию, последний хиральный атом молекулы (предпоследний атом углерода в молекуле). Но изменение положения гидроксильной группы только у данного атома углерода не приведет к образованию полностью зеркального отображения, что является основным условием для существования двух форм стереоизомеров. Поэтому появилось понятие ряда углеводов, то есть все углеводы могут быть выведены или синтезированы из минимального углевода (триозы), и, следовательно, эта триоза является предшественником или родительским соединением, так как единственная триоза, обладающая оптическими свойствами – глицероальдегид, то именно эта молекула является родительским соединением для всех остальных. Принадлежность к одному их стреоизомеров родительского соединения, определяет принадлежность к D или L-форме всех остальных моносахаридов, синтезируемых из данного родительского соединения (Рисунок 2). В ходе синтеза углеводов с числом атомов больше чем три (глицероальдегид), присоединение каждого следующего атома углерода

Рисунок 1. Структурные формулы стереоизомеров углеводов, * – отмечены асимметрические (хиральные) атомы. А – глицероальдегид * – отмечен асимметрический атом, определяющий принадлежность к D или L форме, Б – стереоизомеры глюкозы, крупной * отмечены асимметрические атомы углерода, определяющие принадлежность к стереоизомерам

происходит по альдегидной группе, и, следовательно, хиральный атом родительского соединения оказывается все дальше от первого атома углерода, то есть остается последним асимметричным или просто предпоследним атомом углерода (рисунок 2). Присутствие асимметрических атомов углерода является причиной оптической активности соединения. Если пучок плоскополяризованного света проходит через раствор оптического изомера, плоскость поляризации света поворачивается либо вправо (правовращающий изомер, +), либо влево (левовращающий изомер, – ). Соединение обозначают D ( – ), D (+), L ( – ) или L (+); это обозначение показывает наличие структурного родства с D- или L- глицеральдегидом, но не обязательно тот же знак оптического вращения. Например, природной формой фруктозы является D ( – ) – изомер. Если D- и L-изомеры присутствуют в равных количествах, их смесь не проявляет оптической активности – активности изомеров компенсируют одна другую. Такие смеси называют рацемическими (или DL-смесями). Соединения, получаемые синтетическим путем, оказываются рацемическими, поскольку в этом случае вероятности образования каждого из изомеров одинаковы.

источник

Полисахариды. Эти соединения играют, главным образом, роль резерва пищи и
энергии, например, крахмал и гликоген (в процессе окисления 1 г углеводов
освобождается 17,6 кДж), а также используются в качестве строительных
материалов (например, целлюлоза). Полисахариды — это макромолекулы, с высокой молекулярной массой; есладкие; нерастворимые или плохо растворимые в воде; не кристаллизуются. Они удобны в качестве запасных веществ по ряду причин: большие размеры молекул делают их практически нерастворимыми в воде и, следовательно, они не оказывают на клетку ни осмотического, ни химического влияния; их цепи могут компактно свертываться; при необходимости они могут легко быть превращены в сахара путем гидролиза.
Крахмал. Это полимер глюкозы. У растений крахмал служит главным запасом
«горючего», но его не бывает у животных, у которых его функцию выполняет
гликоген. Молекулы крахмала состоят из двух компонентов — амилозы и
амилопектина. Линейные цепи амилозы, состоящие из нескольких тысяч
остатков глюкозы, способны спирально свертываться и, таким образом, принимать более компактную форму. У разветвленного полисахарида амилопектина компактность обеспечивается интенсивным ветвлением цепей. Амилопектин содержит примерно вдвое больше глюкозных остатков, чем амилоза. Крахмал запасается в клетках в виде так называемых крахмальных зерен. Их можно видеть в первую очередь в хлоропластах листьев, а также в органах, где запасаются питательные вещества, например, в клубнях картофеля или семенах злаков и бобовых. Крахмальные зерна имеют слоистую струк­туру и у разных видов растений различаются как по форме, так и по размерам.
Гликоген. Это эквивалент крахмала, синтезируемый в животном организме,
т. е. это тоже резервный полисахарид, построенный из остатков глюкозы; встречается гликоген и в клетках многих грибов. У позвоночных гликоген содержится, главным образом, в печени и в мышцах, иными словами, местах высокой метаболической активности, где он служит источником глюкозы, используемой в процессе дыхания. По своему строению гликоген весьма схож с амилопектином, но его цепи ветвятся еще сильнее. В клетках гликоген отлагается в виде крошечных гранул, которые обычно бывают связаны с гладкой эндоплазматической сетью.

Липиды – это органические вещества, которые можно извлечь из клеток
органическими растворителями. Основная функция липидов – запасающая. При окислении липидов выделяется больше энергии, чем при окислении равной массы углеводов (окисление 1 г липидов до СО, и Н2О освобождает 38,9 кДж). В организме животных, впадающих в спячку, накапливается перед спячкой избыточный жир. У позвоночных жир отлагается еще и под кожей, где он служит для теплоизоляции. Например, у китов, у которых он играет еще и другую роль, способствует плавучести. В растениях обычно накапливаются масла, а не жиры. Семена, плоды и хлоропласты часто весьма богаты маслами, а некоторые семена, как, например, семена сои и подсолнечника, служат сырьем для получения масла промышленным способом. Одним из продуктов окисления жиров является вода. Эта метаболическая вода очень важна для некоторых обитателей пустыни, в частности для верблюда; жир, запасаемый в его горбах, используется именно для этой цели.

источник

В природе большинство углеводов представляют собой полимеры с высокой молекулярной массой.

Полисахариды биополимеры, молекулы которых состоят из остатков моносахаридов, связанных гликозидными связями.

Классификацию полисахаридов проводят:

1) по функциям, которые полисахариды выполняют в организме: различают структурные и резервные полисахариды;

2) по составу мономерных звеньев: различают гомополисахариды и гетерополисахариды.

Гомополисахариды характеризуются наличием в составе молекулы только одного вида моносахарида в качестве мономерного звена, хотя типы связей гликозидной связи между звеньями при этом могут быть различными.

Гетерополисахариды характеризуются наличием двух или более типов мономерных звеньев.

3) В отличие от других классов биополимеров полисахариды могут существовать как в виде линейных, так и разветвлённых структур.

4) Молекулярные массы полисахаридов лежат в пределах от нескольких тыс. до нескольких млн. дальтон и могут быть определены лишь приблизительно.

Целлюлоза – наиболее распространённый в природе растительный структурный полисахарид. Она обладает большой механической прочностью и исполняет роль опорного материала растений.

Древесина содержит 50-70% целлюлозы, хлопок представляет собой почти чистую целлюлозу.

Структурной единицей целлюлозы является β-D-глюкоза, звенья которой связаны β(1→4)-гликозидными связями:

Рис. 6.11. Остаток β-D-глюкозы — мономерного элемента структурной формулы целлюлозы

Целлюлоза состоит из нитевидных молекул, которые водородными связями гидроксильных групп внутри цепи, а также между соседними цепями собраны в пучки.

Именно такая упаковка цепей обеспечивает высокую механическую прочность, волокнистость, нерастворимость в воде и химическую инертность, что делает целлюлозу идеальным материалом для построения клеточных стенок.

В организме позвоночных нет фермента, способного гидролизовать β(1→4)-гликозидные связи. Следовательно, D-глюкозные остатки целлюлозы не могут служить пищей для большинства высших организмов.

Основным резервным полисахаридом в клетках растений является крахмал. Крахмал образуется в растениях при фотосинтезе и откладывается в виде «резервного» углевода в корнях, клубнях и семенах.

Например, зерна риса, пшеницы, ржи и других злаков содержат 60-80% крахмала, клубни картофеля15-20%.

Родственную роль в животном мире выполняет полисахарид гликоген, «запасающийся», в основном, в печени.

Крахмал – это белый порошок, состоящий из мелких зерен, не растворимый в холодной воде. При обработке крахмала теплой водой удается выделить две фракции:

— фракцию, растворимую в теплой воде и состоящую из полисахарида амилозы;

— фракцию, лишь набухающую в теплой воде с образованием клейстера и состоящую из полисахарида амилопектина.

Крахмал представляет собой смесь двух полисахаридов, построенных из α-D— глюкозных звеньев:

Структура молекулы амилозы представляет собой линейную цепь, состоящую из остатков α-D-глюкозы, связанных α(1→4)-гликозидными связями:

Рис. 6.12. Мономерный элемент структурной формулы амилозы

Молекулярная масса aDамилозы колеблется от нескольких тысяч до полумиллиона.

Рис. 6.13 Фрагмент структуры амилозы

Молекула амилопектина построена аналогичным образом, однако имеет в цепи разветвления, что обусловливает возникновение пространственной структуры.

В точках разветвления остатки моносахаридов связаны α(1→6)-гликозидными связями.

Рис. 6.14. Структурный элемент молекулы амилопектина в точке ветвления

Между точками разветвления располагаются обычно 20-25 глюкозных остатков.

Рис. 6.15. Фрагмент структуры крахмала

Крахмал является ценным пищевым продуктом. Для облегчения его усвоения продукты, содержащие крахмал, подвергают термообработке, т.е. картофель и крупы варят, хлеб пекут.

источник

Гликоген, или животный крахмал, является сильно разветвленным резервным полисахаридом, состоящим из остатков глюкозы.[ . ]

Гликоген (Гл) — полимерный углеводород, накапливается в гетеротрофных организмах при обработке промышленных стоков, богатых углеводородами [43], или в ФАО вместе с ПНО. Накопление и расходование гликогена и ПНО в ФАО происходит в противофазе: пока одно вещество создается, другое расходуется (см. рис. 3.15). Накопление гликогена имеет для биомассы в реакторе долгосрочный эффект, так как может обеспечить запас энергии на 1-2 дня.[ . ]

Гликоген — форма углевода, запасаемого в клетках.[ . ]

Жиры, крахмал и гликоген являются запасными питательными веществами клетки и организма в целом. Глюкоза, фруктоза, сахароза и другие сахара входят в состав корней и листьев, плодов растений. Глюкоза является обязательным компонентом плазмы крови человека и многих животных. При расщеплении углеводов и жиров в организме выделяется большое количество энергии, необходимой для процессов жизнедеятельности.[ . ]

Из других углеводов в грибах содержится гликоген (вид крахмала), характерный только для животных организмов.[ . ]

В клетках животных и человека накапливается гликоген. Этот полисахарид отличается от крахмала большей разветвленностью молекул. Особенно много гликогена содержится в клетках печени, а также в мышцах.[ . ]

По исследованиям японских химиков М. Мигита и Т, Ханаока (1937), гликоген образуется преимущественно в печени и накапливается в ней тем больше, чем больше масса самой печени. Содержание гликогена в мышцах рыб составляет (в процентах) у кеты 1,45; у сельди 1,29; у трески 1,22; у камбалы 0,96; у акулы 0,94 и у карпа 1,34.[ . ]

Из запасных веществ в клетках большинства простейших откладывается гликоген, в некоторых — жир. Окрашенные Protozoa накапливают крахмал.[ . ]

Читайте также:  Диета при увеличенной печени у взрослых

Вместе с тем активация гликогенсинтетазы — фермента, синтезирующего гликоген, происходит в результате отщепления от ее молекулы фосфорной кислоты, а фосфо-рилирование снижает ее активность. Таким образом, катехоламины, стимулируя образование цАМФ, не только увеличивают использование гликогена, но и ограничивают его обратный синтез, направляя все гликогенные запасы на энергетическое обеспечение функций организма.[ . ]

Клетки многих грибов содержат различные включения. Основным запасным веществом является гликоген, который обычно в виде мелких гранул равномерно распределяется в цитоплазме грибной клетки. В клетках грибов можно обнаружить липиды в виде капелек, которые называют липосомами (микросомами, сферосомами).[ . ]

Метаболизм ФАО в аэробных и анаэробных условиях. ПНО — полимерные насыщенные оксикислоты, Гл — гликоген, ПФ — полифосфаты, НАс — ацетат.

Главными углеводами, содержащимися в растительной пище, являются крахмал и целлюлоза, а в животной пище — гликоген.[ . ]

По оси абсцисс — время; по оси ординат — изменения от уровня покоя, Д%. 1 — молочная кислота, 2 — АТФ, 3 — КФ, 4 — гликоген.[ . ]

За легко разлагаемые органические вещества с ФАО могут также конкурировать другие бактерии — С-бактерии, или ГАО (гликоген-аккумулирующие организмы). Эти бактерии не накапливают фосфаты и обычно не влияют на процесс удаления фосфора.[ . ]

Плазмодий — сложное образование. В его составе около 75% воды, а из остальной части около 30% белков; кроме того, в нем содержится гликоген, или животный крахмал, и пульсирующие вакуоли. Некоторые слизевики характеризуются наличием большого количества извести (до 28%) или других включений. У большинства слизевиков в плазмодии находятся пигменты, придающие им самые различные окраски: ярко-желтую, розовую, красную, фиолетовую, почти черную. При этом окраска плазмодия постоянна для данного вида слизевика, но на ее интенсивность очень влияют реакция среды, освещение, температура, питание и другие факторы окружающей среды. Предполагают, что некоторые пигменты представляют собой фоторецепторы, играющие важную роль в развитии слизевиков. Для слизевиков с окрашенными плазмодиями свет необходим для формирования спороношения, которое образуется после периода вегетативного роста.[ . ]

Во время усиленной деятельности мускула пропорционально этой деятельности усиливается потребление составных частей плазмы, и гликоген образует мясо-колочную кислоту, которая придает мускулу кислую реакцию, тогда как в пскойном состоянии реакция щелочная. При расщеплении гликогена и миозина конечными продуктами являются, кроме того, еще вода и угсльная кислота, при чем, разумеется, должен увеличиваться приток кислорода и потому рефлекторно усиливается дыхание.[ . ]

Кроме гранул в протоплазме бактерий содержатся также разнообразные включения запасных питательных веществ, например, гранулеза и гликоген, волютин, жир, сера. Запасные питательные вещества клетки весьма разнообразны по своему химическому составу: сера — неорганическое вещество, а из органических соединений гранулеза, гликоген и жир относятся к числу безазотистых соединений в отличие от волютина, в состав которого входит азот. В протоплазме некоторых бактерий содержатся красящие вещества (пигменты).[ . ]

В цитоплазме бактериальной клетки встречаются разные включения, играющие роль запасных питательных веществ: гранулеза, гликоген и другие полисахариды, жир, гранулы полифосфатов, или волютиновые гранулы, сера. Количество жира может достигать у некоторых микробов 50% к сухой массе. Содержащиеся в клеточном соке соли обусловливают осмотическое давление, достигающее у бактерий обычно 3—6, а в некоторых случаях до 30 атм.[ . ]

Гликолиз продолжается, пока имеет место гипоксия (эндогенного или экзогенного происхождения) и пока не исчерпан субстрат анаэробного метаболизма — гликоген. Только после завершения периода гипоксии или аноксии, т. е. с появлением необходимого количества кислорода в тканях, тормозится процесс гликолиза и начинается период аэробного энергетического обмена, во время которого избыток лактата превращается в пиру-ват либо в самой мышце, либо большая его часть поступает в печень — основной орган глюконеогенеза и здесь «почти количественно» перерабатывается в глюкозу или гликоген. Следовательно, аэробное окисление накопленного в организме лактата и освобождение от его избытка должны вести к снятию «утомления», а не к его развитию.[ . ]

Продуктом фотосинтеза в клетках сине-зеленых водорослей является гликопротеид, который возникает в хроматоплазме и там же отлагается. Гликопротеид похож на гликоген — от раствора иода в иодистом калии он приобретает коричневый цвет. Волютиновые зерна в центроплазме представляют собой запасные вещества белкового происхождения. В плазме обитателей серных водоемов появляются зернышки серы.[ . ]

Помимо органелл в цитоплазме часто встречаются гранулы различной формы и размеров. Это могут быть гранулы гликогена, волютина, грану-лезы, капельки жира. Все эти включения играют роль запасных веществ и обычно образуются, если клетка снабжается достаточным количеством питательных веществ. Клетки некоторых видов бактерий содержат красящие вещества — пигменты.[ . ]

При совершающихся в мускуле химических процессах происходит освобождение энергии, идущей на производимую мускулом работу, и в этом отношении играют громадную роль углеводы (гликоген), дающие энергию путем своего сгорания. Азотистые же вещества (миозин) необходимы для поддержания существа самой мышцы. Само собою разумеется, что при этом развивается и тепло.[ . ]

Помимо глицерина у насекомых и некоторых других беспозвоночных функционируют и другие биологические антифризы —как низкомолекулярные (сахара), так и высокомолекулярные (белки, гликоген), благодаря которым при акклиматизации к низким температурам повышается процент связанной воды.[ . ]

В настоящее время еще нет достаточной ясности относительно взаимодействия КФ с ионами М§2+. Помимо того что уже было описано выше, можно отметить участие его в образовании комплекса КФ с гликогеном [47], а также участие в катализируемой киназой реакции путем образования комплекса М§-АТФ [3]. Однако характер влияния свободного М§2+ на ферментативную активность является спорным. Имеющиеся сведения довольно противоречивы. Известны, однако, и другие данные, показавшие, что в зависимости от концентрации металла проявлялось активирующее или ингибирующее действие [162]. Более детальное выяснение роли М.%2+ в механизмах регуляции активности фермента, безусловно, представляет большой интерес для дальнейших исследований.[ . ]

Полисахариды обладают свойствами полимеров. Будучи образованными сотнями или даже тысячами моносахаридных единиц, они являются либо линейными полимерами (целлюлоза), либо разветвленными (гликоген).[ . ]

Запасные вещества. В качестве продукта ассимиляции у красных водорослей откладывается полисахарид, называемый багрянковым крахмалом. По химической природе он ближе всего к амилопектину и гликогену и, по-видимому, занимает промежуточное положение между обычным крахмалом и гликогеном. Откладывается багрянковый крахмал в виде мелких полутвердых телец различной формы и окраски. Эти тельца могут иметь форму конусов или плоских овальных пластинок с углублением на широкой поверхности. Часто на них можно видеть концентрические зоны. Зерна багрянкового крахмала образуются частично в цитоплазме, частично на поверхности хлоро-пластов, но они никогда не образуются внутри пластид, в отличие от обычного крахмала зеленых растений. У форм, имеющих пиреноид, последний в какой-то мере участвует в синтезе крахмала.[ . ]

Как и животные, грибы не способны синтезировать органические вещества из неорганических, не имеют пластид и фотосинтезирующих пигментов, в качестве запасного питательного вещества накапливают гликоген, а не крахмал, клеточную оболочку строят из хитина, а не из целлюлозы.[ . ]

Если микроорганизмы лишены источников питания, они некоторое время могут существовать за счет внутриклеточных запасов. В качестве запасных веществ большинство микробов откладывают полисахариды (гликоген и крахмал) и жир. Эндогенное дыхание за счет этих веществ протекает по тому же пути, что и окисление экзогенных источников энергии. Когда запасы питательных веществ исчерпаны,‘начинается окисление клеточных белков.[ . ]

Обычный цвет клеток сине-зеленый, но иногда они могут быть желтоватыми или красноватыми. Наличие псевдовакуолей, содержащих газы, придает некоторым видам облик черноватых гранул. Запасной продукт — гликоген. Подвижные стадии отсутствуют.[ . ]

Глюкоза и фруктоза содержатся главным образом в ягодах и фруктах, в меде. Моно- и дисахариды легко растворяются в воде, быстро всасываются в пищеварительном тракте. Часть глюкозы поступает в печень, где превращается в животный крахмал гликоген. Гликоген — это углеводный запас в организме, который по мере возрастающих потребностей тратится для питания работающих мышц, органов и систем. Избыток углеводов превращается в жир.[ . ]

Анализ содержания гликогена в гонадах 5. пис1ш и 5. ШегтесИш показал, что его концентрация одинакова в период активного гаметогенеза, имеющего место в мае и в октябре, и не зависит от половой принадлежности особи. В гонадах этих видов ежей гликоген присутствует в количестве 2,3-3,3 % от сырой массы ткани.[ . ]

Более того, в условиях аэробного обмена за счет липидов сохраняются углеводные резервы мышечной ткани, необходимые для работы в анаэробных условиях [195]. Поэтому, возможно, что после длительной мышечной нагрузки, в период утомления и у костистых рыб гликоген, скорее всего, используется в анаэробной фазе энергетического метаболизма. Вопрос этот требует дальнейшего изучения, в частности, необходимо параллельное определение уровня гликогена и лактата в сердечной мышце при легкой, умеренной и острой гипоксии.[ . ]

В пищевых продуктах углеводы содержатся в виде простых и сложных соединений. К простым относятся моносахариды (глюкоза, фруктоза) и дисахариды — сахароза (тростниковый и свекольный сахар), лактоза (молочный сахар). К сложным углеводам относятся полисахариды (крахмал, гликоген, пектиновые вещества, клетчатка).[ . ]

Возбудителями брожения являются маслянокислые бактерии, получающие энергию для жизнедеятельности путем сбраживания углеводов. Они могут сбраживать разнообразные вещества — углеводы, спирты и кислоты, способны разлагать и сбраживать даже высокомолекулярные углеводы — крахмал, гликоген, декстрины.[ . ]

Пожалуй, самым удивительным является содержимое мюллеровских телец: оно состоит главным образом из гликогена (животного крахмала) — основного запасного углевода животных п грибов. У цекропии (как и у других высших растений) основные запасные углеводы представлены в форме крахмала, гликоген же синтезируется только и мюллеровских тельцах, причем па ранних стадиях их развития, как показали недавние исследования с помощью электронной микроскопии (Ф. Риксон, 1971, 1974), в этих образованиях гликогена нет. Небольшое число гли-когеповых пластид образуется также к жемчужных железках — крохотных беловатых выростах, изредка появляющиеся на черешках и нижней поверхности листьев цекропии м также поедаемых муравьями.[ . ]

Следует отметить, что синтез большинства полисахаридов обычно протекает как последовательное присоединение элементарных звеньев к растущим макромолекулам, но механизмы образования отдельных полисахаридов могут существенно различаться. Механизм образования бактериальных гетероиолисахаридов, по-видимому, более сложный.[ . ]

Принципиальная формула этих соединений углерода, водорода и кислорода — Ст(Н20)„. В класс углеводов входят сахара: моносахариды—С6Н 206, дисахариды—С12Н220М, полисахариды, которые образуют весьма сложные комплексы. Из полисахаридов для растений важнейшую роль играют крахмал, для животных — гликоген, а также целлюлоза, составляющая основу растительных клеток.[ . ]

Голодающая рыба не имеет постоянного притока питательных веществ извне. Чтобы осуществлялся обмен веществ в наиболее жизненно важных органах и тканях, происходит перераспределение питательных веществ внутри самого организма между отдельными органами и тканями. При голодании сначала потребляются резервы (жир, гликоген), которые всегда имеются в организме рыбы в разных количествах. После использования резервов (отложений) происходит переработка менее важных для жизни рыбы органов и тканей. Голодающая рыба постепенно «сама себя съедает». Но это происходит таким образом, что наиболее жизненно важные органы и ткани сохраняются дольше всего.. Например, мозг и нервная система, а также сердце наиболее долго сохраняют свои нормальные функции. Такой порядок «самопоедаемости»-есть выражение приспособления рыб к сохранению жизни в условиях: прерывистого питания. Если рыба имеет возможность питаться после длительного голодания, то она легко восстанавливает’ утраченные во время голодания маловажные органы и ткани. Это она может осуществить только благодаря сохранившимся наиболее жизненно важным органам — нервной системе, сердцу, органам дыхания.[ . ]

Читайте также:  Как лечить печень когда на лице пятно

Грибы как продукты питания известны с давних времен. Главное, что отличает грибы от других пищевых продуктов, — это характерный запах и приятный сладковатый привкус, обусловленный присутствием ароматических веществ, виноградного сахара, глюкозы, маннита, микозы, или грибного сахара. Грибы содержат вещества: хитин, гликоген, мочевину, белки, сахара, жиры, кислоты (щавелевая, фумаровая, яблочная, винная, гелльвеловая, синильная). Ферменты сохраняют активность и в высушенных грибах. С — 1. 7. В лисичках содержится до 4 мг % каротина. По количеству минеральных веществ грибы приближаются к фруктам и овощам, а калия, фосфора и серы в них даже больше. Содержание белков и жиров в грибах выше, чем в хлебе и крупе. Питательность 100 г сушеных белых грибов 286 кал, что в 2 раза больше по сравнению с такой же массой куриных яиц. Однако клетчатка и белок грибов трудно перевариваются. Поэтому не рекомендуется съедать за один раз больше 200 г свежих, или 100 г соленых, или 20 г сушеных грибов. Грибы служат хорошей приправой к кушаньям, так как вызывают усиленное выделение желудочного сока, а это содействует лучшему перевариванию пищи.[ . ]

Теоретические предпосылки такого исследования основаны на представлении, что пищевые вещества в теле рыбы сперва идут на самые необходимые жизненные нужды, без которых невозможно существование, а затем уже после удовлетворения этих потребностей идут на образование новых клеток (рост) и на отложения (например, жир, гликоген). Обмен веществ рыбы, обеспечивающий только поддержание этих необходимых жизненных нужд, был назван поддерживающим, обменом веществ.[ . ]

Углеводный обмен у разных видов рыб несколько различается. Форель и другие лососевые наименее эффективно используют углеводы. За счет низкого продуцирования инсулина углеводный обмен у них носит характер диабетического и если рыба долгое время получает богатую углеводную пищу развивается симптом перегрузки печени гликогеном. Для лососевых рыб количество углеводов не должно превышать 20. 30 %, причем в пище для- молоди должно находиться меньше углеводов.[ . ]

Хондриозомы состоят из липопротеидов, представляющих со-5ой соединение белка с жнроподобными веществами. В состав оболочек дрожжевых клеток входит грибная клетчатка (близкая к растительной). Дрожжевая камедь ходит в состав некоторых дрожжей, имеющих ослнзненную обо-ючку. В теле грибов найдены шестнатомный спирт манннт (7—10% от сухого вещества), сорбит и другие вещества углевод-юго характера. В клеточных стенках дрожжей нандеи маннан.[ . ]

Поступление в организм, превращения и выделение. Для действия А. нужны очень высокие его концентрации в крови, накопление же идет медленно. Поэтому внезапных острых отравлений А. не бывает. А. частично усваивается организмом: при воздействии на крысу 1—7 мг/кг (СиНз)гСО и (СН3)гС140 7% выделилось в неизмененном виде, 50% — в виде СО2; С14 был обнаружен в гликогене, мочевине, холестерине, жирных кислотах, некоторых аминокислотах и т. д. В неизмененном виде через легкие и почки выделяется тем большая часть А., чем меньше его проникло в организм. Так, у белых крыс при концентрации А. в крови 2310 мг/л 87% выделяется через легкие, а 13% подвергается превращениям; при концентрации в крови 23 мг/л 16% выделяется с выдыхаемым воздухом, а 84% подвергается превращениям. Подобная же зависимость обнаружена и для организма человека. Выделение А. очень растянуто — поэтому возможно длительное его обнаружение в крови. После приема внутрь 80 мг/кг через сутки А. еще обнаруживался в крови. Содержание А. в тканях составляет примерно 80% от концентрации в крови (Хаггард и др.). А плохо всасывается через здоровую кожу (Нунцицианте и Пинерло), однако известны отравления при наложении на кожу больных иммобилизующих повязок, в которых как растворитель был использован А.[ . ]

Это вещества, представляющие собой соединения углерода, водорода и кислорода с принципиальной формулой Сж ИгО)«. К этому классу относятся сахара, подразделяющиеся на моно- (СвНиО«) и дисахариды (С12Н22О11), а также полисахариды, в которых молекулы простых сахаров объединяются в сложные комплексы. Наиболее важны из полисахаридов — крахмал (характерен для растений), гликоген (характерен для животных) и клетчатка (целлюлоза), составляющая основу растительных клеток.[ . ]

Восстановление нормальных, дорабочих биохимических соотношений, т. е. полный ресинтез АТФ, КФ и гликогена и устранение избытка молочной кислоты, происходит уже во время отдыха, когда организм «расплачивается» за анаэробное энергообеспечение мышечной деятельности. Эта «расплата», называемая кислородным долгом, выражается в повышенном поглощении кислорода в периоде отдыха, что делает возможным и окисление или превращение в гликоген молочной кислоты, и все репаративные синтезы. Кислородный долг всегда в той или иной мере больше кислородного дефицита (рис. 10). Повышенно поглощаемый кислород используется не только на энергообеспечение ресинтеза АТФ, КФ, гликогена и устранение избытка молочной кислоты, но и на полное восстановление биохимических соотношений в мышцах, нарушенных их повышенной деятельностью. Если во время мышечной работы кислородный запрос удовлетворяется не полностью, то миоглобин теряет свой кислород, повышенно разрушаются белки, фосфолипиды и даже некоторые субклеточные структуры, например часть митохондрий. Все это требует восстановления, а значит, дополнительного поглощения кислорода, являющегося как бы «процентами» за долг, которые тоже надо оплатить.[ . ]

Интересно отметить, что во многих видах рода панэолус (Рапаео1и8) найдено вещество ин-дольной природы — серотонин (5-окситрипт-амин). Он встречается и в животных организмах, где его основная функция — регулирование тонуса почечных сосудов. В грибах из разных родов найдены производные бетаина — четвертичного аммониевого основания — три-гонеллин и гомарин, которые также были известны раньше только в животиых объектах. Здесь обнаруживается одна из сходных черт обмена веществ у грибов и животных. Известно также, что запасное вещество в клетках грибов — гликоген — тоже характерно для животной клетки и не встречается у большинства других растений. В клеточной оболочке большинства грибов содержится не целлюлоза, как это характерно для растений, а хитин— вещество, близкое по составу к хитину насекомых. На основании таких фактов выдвинута гипотеза, что грибы более близки животным организмам, чем растительным, и их предлагают выделить в самостоятельное царство грибов Мусо1а наряду с царствами растений и животных.[ . ]

Углеводы являются важнейшим источником энергии в организме, которая освобождается в результате окислительно-восстановительных реакций. Установлено, что окисление 1 г углевода сопровождается образованием энергии в количестве 4,2 ккал. Целлюлоза не переваривается в желудочно-кишечном тракте позвоночных из-за отсутствия гидролизующего фермента. Она переваривается лишь в организме жвачных животных (крупный и мелкий рогатый скот, верблюды, жирафы и другие). Что касается крахмала и гликогена, то в желудочно-кишечном тракте млекопитающих они легко расщепляются ферментами-амилазами. Гликоген в же-лудочно-кишечном тракте расщепляется до глюкозы и некоторого количества мальтозы, но в клетках животных он расщепляется гликогенфосфорилазой с образованием глюкозо-1-фосфата. Наконец, углеводы служат своеобразным питательным резервом клеток, запасаясь в них в виде гликогена в клетках животных и крахмала в клетках растений.[ . ]

источник

Существует четыре основных класса сложных биоорганических веществ: белки, жиры, нуклеиновые кислоты и углеводы. Полисахариды принадлежат к последней группе. Несмотря на «сладкое» название, большинство из них выполняет совсем не кулинарные функции.

Вещества группы также называют гликанами. Полисахарид – это сложная полимерная молекула. Она составлена из отдельных мономеров – моносахаридных остатков, которые объединены с помощью гликозидной связи. Проще говоря, полисахарид – это молекула, построенная из объединенных остатков более простых углеводов. Количество мономеров в полисахариде может варьироваться от нескольких десятков до ста и больше. Строение полисахаридов может быть как линейным, так и разветвленным.

Большинство полисахаридов нерастворимы или плохо растворимы в воде. Чаще всего они бесцветные или желтоватые. В большинстве своем полисахариды не обладают запахом и вкусом, но иногда он может быть сладковатым.

Среди особых химических свойств полисахаридов можно выделить гидролиз и образование производных.

  • Гидролиз – это процесс, который происходит при взаимодействии углевода с водой при участии ферментов или катализаторов, таких как кислоты. Во время такой реакции полисахарид распадается на моносахариды. Таким образом, можно сказать, что гидролиз – процесс, обратный полимеризации.

Гликолиз крахмала можно выразить следующим уравнением:

Так, при реакции крахмала с водой под действием катализаторов мы получаем глюкозу. Количество ее молекул будет равно количеству мономеров, образовывавших молекулу крахмала.

  • Образование производных может происходить при реакциях полисахаридов с кислотами. В таком случае углеводы присоединяют к себе остатки кислот, вследствие чего образуются сульфаты, ацетаты, фосфаты и т. д. Кроме того, может происходить присоединение остатков метанола, что приводит к образованию сложных эфиров.

Полисахариды в клетке и организме могут выполнять следующие функции:

Защитная функция заключается прежде всего в том, что из полисахаридов состоят клеточные стенки живых организмов. Так, клеточная стенка растений состоит из целлюлозы, грибов – из хитина, бактерий – из муреина.

Кроме того, защитная функция полисахаридов в организме человека выражается в том, что железами выделяются секреты, обогащенные этими углеводами, которые защищают стенки таких органов как желудок, кишечник, пищевод, бронхи и т. д. от механических повреждений и проникновения болезнетворных бактерий.

Структурная функция полисахаридов в клетке заключается в том, что они входят в состав плазматической мембраны. Также они являются компонентами мембран органоидов.

Следующая функция заключается в том, что основные запасные вещества организмов являются именно полисахаридами. Для животных и грибов это гликоген. У растений запасным полисахаридом является крахмал.

Последняя функция выражается в том, что полисахарид – это важный источник энергии для клетки. Получить ее из такого углевода клетка может путем его расщепления на моносахариды и дальнейшего окисления до углекислого газа и воды. В среднем при расщеплении одного грамма полисахаридов клетка получает 17,6 кДж энергии.

Эти вещества широко используются в промышленности и медицине. Большинство из них добываются в лабораториях путем полимеризации простых углеводов.

Наиболее широко используемыми полисахаридами являются крахмал, целлюлоза, декстрин, агар-агар.

Применение полисахаридов в промышленности

Название вещества Использование Источник
Крахмал Находит применение в пищевой промышленности. Также служит сырьем для получения глюкозы, спирта. Применяется для изготовления клея, пластмасс. Кроме того, используется и в текстильной промышленности Получают из клубней картофеля, а также из семян кукурузы, рисовой сечки, пшеницы и других богатых крахмалом растений
Целлюлоза Используется в целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности: из нее изготавливают картон, бумагу, вискозу. Производные целлюлозы (нитро-, метил-, ацетилцеллюлоза и др.) находят широкое применение в химической промышленности. Из них же производят синтетические волокна и ткани, искусственную кожу, краски, лаки, пластмассы, взрывчатку и многое другое Добывают это вещество из древесины, в основном хвойных растений. Также есть возможность получения целлюлозы из конопли и хлопка
Декстрин Является пищевой добавкой Е1400. Также применяется при изготовлении клеящих веществ Получают из крахмала путем термической обработки
Агар-агар Это вещество и его производные применяют в качестве стабилизаторов при изготовлении продуктов питания (например, мороженого и мармелада), лаков, красок Добывают из бурых водорослей, так как он является одним из компонентов их клеточной оболочки

Теперь вы знаете, что такое полисахариды, для чего они используются, какова их роль в организме, какими физическими и химическими свойствами они обладают.

источник