მისი წარმოშობის მიხედვით შეიცავს 70-80% შაქარს, გარდა ამისა, ადამიანის ორგანიზმის მიერ ცუდად ათვისებადი ნახშირწყლების ჯგუფს მიეკუთვნება.ბოჭკოვანი და პექტინები.

ადამიანის მიერ მოხმარებული ყველა საკვები ნივთიერებიდან, ნახშირწყლები უდავოდ ენერგიის მთავარი წყაროა. საშუალოდ, ისინი შეადგენენ ყოველდღიური კალორიების 50-დან 70%-მდე. იმისდა მიუხედავად, რომ ადამიანი მოიხმარს მნიშვნელოვნად მეტ ნახშირწყლებს, ვიდრე ცხიმებსა და ცილებს, მათი მარაგი ორგანიზმში მცირეა. ეს ნიშნავს, რომ ორგანიზმში მათი მიწოდება უნდა იყოს რეგულარული.

ნახშირწყლების საჭიროება ძალიან დიდია დიდწილადდამოკიდებულია სხეულის ენერგიის ხარჯვაზე. საშუალოდ, ზრდასრულ მამაკაცში, რომელიც ძირითადად გონებრივი ან მსუბუქი ფიზიკური შრომით არის დაკავებული, ნახშირწყლების ყოველდღიური მოთხოვნილება მერყეობს 300-დან 500 გ-მდე. ფიზიკური შრომადა სპორტსმენების, ეს ბევრად უფრო მაღალია. ცილებისგან და, გარკვეულწილად, ცხიმებისგან განსხვავებით, დიეტაში ნახშირწყლების რაოდენობა შეიძლება მნიშვნელოვნად შემცირდეს ჯანმრთელობისთვის ზიანის მიყენების გარეშე.წონის დაკლების მსურველებმა ამას ყურადღება უნდა მიაქციონ: ძირითადად ნახშირწყლებია ენერგეტიკული ღირებულება. ორგანიზმში 1გრ ნახშირწყლების დაჟანგვისას გამოიყოფა 4,0 - 4,2 კკალ. ამიტომ, მათი ხარჯებით, ყველაზე ადვილია კალორიების მიღების დარეგულირება.

ნახშირწყლები(საქარიდები) - ნატურალური დიდი კლასის ზოგადი სახელწოდება ორგანული ნაერთები. მონოსაქარიდების ზოგადი ფორმულა შეიძლება დაიწეროს როგორც C n (H 2 O) n. ცოცხალ ორგანიზმებში ყველაზე გავრცელებულია შაქარი 5 (პენტოზა) და 6 (ჰექსოზა) ნახშირბადის ატომით.

ნახშირწყლები იყოფა ჯგუფებად:

მარტივი ნახშირწყლები ადვილად იხსნება წყალში და სინთეზირდება მწვანე მცენარეები. გარდა მცირე მოლეკულები, მსხვილნი ასევე გვხვდება უჯრედში, ისინი პოლიმერები არიან. პოლიმერები რთული მოლეკულებია, რომლებიც შედგება ერთმანეთთან დაკავშირებული ცალკეული „ერთეულებისგან“. ასეთ „ბმულებს“ მონომერები ეწოდება. ნივთიერებები, როგორიცაა სახამებელი, ცელულოზა და ქიტინი, არის პოლისაქარიდები - ბიოლოგიური პოლიმერები.

მონოსაქარიდები შეიცავს გლუკოზას და ფრუქტოზას, რომლებიც სიტკბოს მატებენ ხილსა და კენკრას. საკვები შაქრის საქაროზა შედგება ერთმანეთზე კოვალენტურად მიმაგრებული გლუკოზისა და ფრუქტოზისგან. საქაროზის მსგავს ნაერთებს დისაქარიდები ეწოდება. პოლი-, დი- და მონოსაქარიდები ეწოდება ზოგადი ტერმინი- ნახშირწყლები. ნახშირწყლები არის ნაერთები, რომლებსაც აქვთ მრავალფეროვანი და ხშირად სრულიად განსხვავებული თვისებები.

ცხრილი: ნახშირწყლების მრავალფეროვნება და მათი თვისებები.

ნახშირწყლების ჯგუფი	ნახშირწყლების მაგალითები	სად ხვდებიან	თვისებები
მონოშაქარი	რიბოზა	რნმ
	დეზოქსირიბოზა	დნმ
	გლუკოზა	ჭარხლის შაქარი
	ფრუქტოზა	ხილი, თაფლი
	გალაქტოზა	რძის ლაქტოზის შემადგენლობა
ოლიგოსაქარიდები	მალტოზა	ალაოს შაქარი	ტკბილი გემოთი, წყალში ხსნადი, კრისტალური,
	საქაროზა	ლერწმის შაქარი
	ლაქტოზა	რძის შაქარი რძეში
პოლისაქარიდები (აშენებული ხაზოვანი ან განშტოებული მონოსაქარიდებისგან)	სახამებელი	ბოსტნეულის შესანახი ნახშირწყლები	არა ტკბილი თეთრი ფერი, არ იხსნება წყალში.
	გლიკოგენი	შეინახეთ ცხოველური სახამებელი ღვიძლში და კუნთებში
	ბოჭკოვანი (ცელულოზა)
	ქიტინი
	მურეინი	წყალი . ადამიანის მრავალი უჯრედისთვის (მაგალითად, ტვინისა და კუნთების უჯრედებისთვის) სისხლით შემოტანილი გლუკოზა ემსახურება ენერგიის ძირითად წყაროს. სახამებელი და ცხოველური უჯრედების ძალიან მსგავსი ნივთიერება - გლიკოგენი - გლუკოზის პოლიმერებია, ისინი ემსახურებიან მის შენახვას შიგნით. უჯრედი. 2. სტრუქტურული ფუნქცია,ანუ მონაწილეობენ სხვადასხვა ფიჭური სტრუქტურის მშენებლობაში. პოლისაქარიდი ცელულოზაქმნის უჯრედის კედლებს მცენარეული უჯრედები, რომელიც ხასიათდება სიხისტეთა და სიმყარით, იგი ხის ერთ-ერთი მთავარი კომპონენტია. სხვა კომპონენტებია ჰემიცელულოზა, რომელიც ასევე ეკუთვნის პოლისაქარიდებს და ლიგნინი (მას აქვს არანახშირწყლოვანი ბუნება). ჩიტინიასევე ასრულებს სტრუქტურულ ფუნქციებს. ქიტინი ასრულებს დამხმარე და დამცავ ფუნქციებს.ბაქტერიების უმეტესობის უჯრედის კედლები შედგება მურეინის პეპტიდოგლიკანი- ამ ნაერთის შემადგენლობაში შედის როგორც მონოსაქარიდების, ასევე ამინომჟავების ნარჩენები. 3. ნახშირწყლები თამაშობენ დამცავ როლს მცენარეებში (უჯრედების კედლები, რომელიც შედგება მკვდარი უჯრედების უჯრედული კედლებისგან, დამცავი წარმონაქმნები - წვერები, ეკლები და ა.შ.). გლუკოზის ზოგადი ფორმულა არის C 6 H 12 O 6, ეს არის ალდეჰიდის ალკოჰოლი. გლუკოზა გვხვდება ბევრ ხილში, მცენარის წვენსა და ყვავილის ნექტარში, ასევე ადამიანისა და ცხოველის სისხლში. სისხლში გლუკოზის შემცველობა შენარჩუნებულია გარკვეულ დონეზე (0,65-1,1 გ ​​ლ-ზე).თუ ის ხელოვნურად დაიწია, მაშინ ტვინის უჯრედები იწყებენ მწვავე შიმშილს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს გულისცემა, კომა და სიკვდილიც კი. სისხლში გლუკოზის გრძელვადიანი მატება ასევე საერთოდ არ არის სასარგებლო: ამავდროულად ვითარდება შაქრიანი დიაბეტი. ძუძუმწოვრებს, მათ შორის ადამიანებს, შეუძლიათ გლუკოზის სინთეზირება გარკვეული ამინომჟავებისგან და თავად გლუკოზის დაშლის პროდუქტებისგან, როგორიცაა რძემჟავა. მათ არ შეუძლიათ გლუკოზის მიღება ცხიმოვანი მჟავებიმცენარეებისა და მიკრობებისგან განსხვავებით. ნივთიერებების ურთიერთკონვერსიები. ჭარბი ცილა ------ ნახშირწყლები ჭარბი ცხიმი---------------ნახშირწყლები

ორგანულ ნაერთებს, რომლებიც ენერგიის ძირითადი წყაროა, ნახშირწყლები ეწოდება. ყველაზე ხშირად შაქარი გვხვდება საკვებში მცენარეული წარმოშობა. ნახშირწყლების დეფიციტმა შეიძლება გამოიწვიოს ღვიძლის დისფუნქცია, ხოლო ნახშირწყლების ჭარბი რაოდენობა იწვევს ინსულინის დონის მატებას. მოდით ვისაუბროთ უფრო მეტი შაქრის შესახებ.

რა არის ნახშირწყლები?

ეს არის ორგანული ნაერთები, რომლებიც შეიცავს კარბონილის ჯგუფს და რამდენიმე ჰიდროქსილის ჯგუფს. ისინი ორგანიზმების ქსოვილების ნაწილია და ასევე უჯრედების მნიშვნელოვანი კომპონენტია. გამოყავით მონო -, ოლიგო - და პოლისაქარიდები, ასევე სხვა რთული ნახშირწყლებიროგორიცაა გლიკოლიპიდები, გლიკოზიდები და სხვა. ნახშირწყლები არის ფოტოსინთეზის პროდუქტი, ისევე როგორც ძირითადი საწყისი მასალა მცენარეებში სხვა ნაერთების ბიოსინთეზისთვის. მადლობა დიდი მრავალფეროვნებანაერთების ამ კლასს შეუძლია ცოცხალ ორგანიზმებში მრავალმხრივი როლების შესრულება. დაჟანგული ნახშირწყლები ენერგიით უზრუნველყოფენ ყველა უჯრედს. ისინი მონაწილეობენ იმუნიტეტის ფორმირებაში და ასევე არიან მრავალი ფიჭური სტრუქტურის ნაწილი.

შაქრის სახეები

ორგანული ნაერთები იყოფა ორ ჯგუფად - მარტივი და რთული. პირველი ტიპის ნახშირწყლები არის მონოსაქარიდები, რომლებიც შეიცავს კარბონილის ჯგუფს და წარმოადგენს პოლიჰიდრიული სპირტების წარმოებულებს. მეორე ჯგუფში შედის ოლიგოსაქარიდები და პოლისაქარიდები. პირველი შედგება მონოსაქარიდის ნარჩენებისგან (ორიდან ათამდე), რომლებიც დაკავშირებულია გლიკოზიდური კავშირით. ეს უკანასკნელი შეიძლება შეიცავდეს ასობით და თუნდაც ათასობით მონომერს. ნახშირწყლების ცხრილი, რომელიც ყველაზე ხშირად გვხვდება, შემდეგია:

1. გლუკოზა.
2. ფრუქტოზა.
3. გალაქტოზა.
4. საქაროზა.
5. ლაქტოზა.
6. მალტოზა.
7. რაფინოზა.
8. სახამებელი.
9. ცელულოზა.
10. ჩიტინი.
11. მურამინი.
12. გლიკოგენი.

ნახშირწყლების სია ვრცელია. მოდით ვისაუბროთ ზოგიერთ მათგანზე უფრო დეტალურად.

ნახშირწყლების მარტივი ჯგუფი

იმის მიხედვით, თუ რა ადგილი უკავია კარბონილის ჯგუფს მოლეკულაში, განასხვავებენ მონოსაქარიდების ორ ტიპს - ალდოზებს და კეტოზებს. პირველში ფუნქციური ჯგუფია ალდეჰიდი, მეორეში კი კეტონი. მოლეკულაში ნახშირბადის ატომების რაოდენობის მიხედვით ყალიბდება მონოსაქარიდის სახელი. მაგალითად, ალდოჰექსოზები, ალდოტეტროზები, კეტოტრიოზები და ა.შ. ეს ნივთიერებები ყველაზე ხშირად უფეროა, ცუდად ხსნადი ალკოჰოლში, მაგრამ კარგად წყალში. საკვების მარტივი ნახშირწყლები მყარია, არ ჰიდროლიზდება საჭმლის მონელების დროს. ზოგიერთ წარმომადგენელს აქვს ტკბილი გემო.

ჯგუფის წარმომადგენლები

რა არის მარტივი ნახშირწყალი? პირველ რიგში, ეს არის გლუკოზა, ან ალდოჰექსოზა. იგი არსებობს ორი ფორმით - წრფივი და ციკლური. ყველაზე ზუსტად აღწერს ქიმიური თვისებებიგლუკოზა მეორე ფორმაა. ალდოჰექსოზა შეიცავს ექვს ნახშირბადის ატომს. ნივთიერებას ფერი არ აქვს, მაგრამ ტკბილი გემო აქვს. წყალში ძალიან ხსნადია. გლუკოზას თითქმის ყველგან ნახავთ. ის არსებობს მცენარეთა და ცხოველთა ორგანოებში, ასევე ნაყოფებში. ბუნებაში ალდოჰექსოზა წარმოიქმნება ფოტოსინთეზის დროს.

მეორეც, ეს არის გალაქტოზა. ნივთიერება განსხვავდება გლუკოზისგან ჰიდროქსილისა და წყალბადის ჯგუფების სივრცითი განლაგებით მოლეკულაში მეოთხე ნახშირბადის ატომში. აქვს ტკბილი გემო. გვხვდება ცხოველებში და მცენარეული ორგანიზმებიასევე ზოგიერთ მიკროორგანიზმში.

და მარტივი ნახშირწყლების მესამე წარმომადგენელი არის ფრუქტოზა. ნივთიერება ბუნებაში წარმოებული ყველაზე ტკბილი შაქარია. ის გვხვდება ბოსტნეულში, ხილში, კენკრაში, თაფლში. ადვილად შეიწოვება ორგანიზმის მიერ, სწრაფად გამოიყოფა სისხლიდან, რაც იწვევს მის გამოყენებას შაქრიანი დიაბეტის მქონე პაციენტებში. ფრუქტოზა დაბალკალორიულია და არ იწვევს კარიესს.

მარტივი შაქრით მდიდარი საკვები

1. 90 გრ - სიმინდის სიროფი.
2. 50 გ - რაფინირებული შაქარი.
3. 40,5 გ - თაფლი.
4. 24 გ - ლეღვი.
5. 13 გ - ჩირი გარგარი.
6. 4 გ - ატამი.

დღიური მიღება მოცემული ნივთიერებაარ უნდა აღემატებოდეს 50 გ. რაც შეეხება გლუკოზას, ამ შემთხვევაში თანაფარდობა ოდნავ განსხვავებული იქნება:

1. 99,9 გ - რაფინირებული შაქარი.
2. 80,3 გ - თაფლი.
3. 69,2 გ - ფინიკი.
4. 66,9 გ - მარგალიტის ქერი.
5. 61,8 გ - შვრიის ფაფა.
6. 60,4 გ - წიწიბურა.

ნივთიერების დღიური მიღების გამოსათვლელად საჭიროა წონა 2,6-ზე გაამრავლოთ. უბრალო შაქარი უზრუნველყოფს ადამიანის ორგანიზმს ენერგიას და ეხმარება გაუმკლავდეს სხვადასხვა ტოქსინებს. მაგრამ არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ ნებისმიერი გამოყენებისას უნდა არსებობდეს ზომა, წინააღმდეგ შემთხვევაში სერიოზული შედეგები არ იქნება ხანგრძლივი.

ოლიგოსაქარიდები

ამ ჯგუფის ყველაზე გავრცელებული სახეობებია დისაქარიდები. რა არის ნახშირწყლები, რომლებიც შეიცავს მრავალ მონოსაქარიდს? ისინი მონომერების შემცველი გლიკოზიდებია. მონოსაქარიდები დაკავშირებულია გლიკოზიდური კავშირით, რომელიც წარმოიქმნება ჰიდროქსილის ჯგუფების კომბინაციის შედეგად. სტრუქტურიდან გამომდინარე, დისაქარიდები იყოფა ორ ტიპად: აღმდგენი და არააღმდგენი. პირველი არის მალტოზა და ლაქტოზა, მეორე კი საქაროზა. შემცირების ტიპს აქვს კარგი ხსნადობა და ტკბილი გემო. ოლიგოსაქარიდები შეიძლება შეიცავდეს ორზე მეტ მონომერს. თუ მონოსაქარიდები ერთნაირია, მაშინ ასეთი ნახშირწყალი მიეკუთვნება ჰომოპოლისაქარიდების ჯგუფს, ხოლო თუ განსხვავებულია, მაშინ ჰეტეროპოლისაქარიდებს. ამ უკანასკნელის მაგალითია ტრისაქარიდ რაფინოზა, რომელიც შეიცავს გლუკოზის, ფრუქტოზის და გალაქტოზის ნარჩენებს.

ლაქტოზა, მალტოზა და საქაროზა

ეს უკანასკნელი ნივთიერება კარგად იხსნება, აქვს ტკბილი გემო. შაქრის ლერწამი და ჭარხალი დისაქარიდის წყაროა. ორგანიზმში ჰიდროლიზი არღვევს საქაროზას გლუკოზასა და ფრუქტოზაში. დისაქარიდი დიდი რაოდენობით გვხვდება რაფინირებულ შაქარში (99,9გრ 100გრ პროდუქტზე), ქლიავში (67,4გრ), ყურძენში (61,5გრ) და სხვა პროდუქტებში. ამ ნივთიერების ჭარბი მიღებით, თითქმის ყველა საკვები ნივთიერების ცხიმად გადაქცევის უნარი იზრდება. ის ასევე ზრდის ქოლესტერინის დონეს სისხლში. დიდი რაოდენობით საქაროზა უარყოფითად მოქმედებს ნაწლავის ფლორაზე.

რძის შაქარი, ან ლაქტოზა, გვხვდება რძეში და მის წარმოებულებში. ნახშირწყლები სპეციალური ფერმენტით იშლება გალაქტოზასა და გლუკოზაში. თუ ის არ არის სხეულში, მაშინ რძის აუტანლობა ხდება. ალაოს შაქარი ან მალტოზა არის გლიკოგენისა და სახამებლის შუალედური დაშლის პროდუქტი. საკვებში ნივთიერება გვხვდება ალაოს, მელასში, თაფლსა და ამონაყარში. ლაქტოზისა და მალტოზის ნახშირწყლების შემადგენლობა წარმოდგენილია მონომერული ნარჩენებით. მხოლოდ პირველ შემთხვევაში ისინია D-გალაქტოზა და D-გლუკოზა, ხოლო მეორე შემთხვევაში ნივთიერება წარმოდგენილია ორი D-გლუკოზით. ორივე ნახშირწყალი ამცირებს შაქარს.

პოლისაქარიდები

რა არის რთული ნახშირწყლები? ისინი ერთმანეთისგან განსხვავდებიან რამდენიმე თვალსაზრისით:

1. ჯაჭვში შემავალი მონომერების სტრუქტურის მიხედვით.

2. ჯაჭვში მონოსაქარიდების აღმოჩენის ბრძანებით.

3. გლიკოზიდური ბმების ტიპის მიხედვით, რომლებიც აკავშირებენ მონომერებს.

როგორც ოლიგოსაქარიდების შემთხვევაში, ამ ჯგუფში შეიძლება გამოიყოს ჰომო- და ჰეტეროპოლისაქარიდები. პირველში შედის ცელულოზა და სახამებელი, ხოლო მეორე - ქიტინი, გლიკოგენი. პოლისაქარიდები ენერგიის მნიშვნელოვანი წყაროა, რომელიც წარმოიქმნება მეტაბოლიზმის შედეგად. ისინი მონაწილეობენ იმუნურ პროცესებში, ასევე ქსოვილებში უჯრედების ადჰეზიაში.

რთული ნახშირწყლების სია წარმოდგენილია სახამებლის, ცელულოზისა და გლიკოგენით, მათ უფრო დეტალურად განვიხილავთ. ნახშირწყლების ერთ-ერთი მთავარი მიმწოდებელია სახამებელი. ეს არის ნაერთები, რომლებიც მოიცავს ასობით ათასი გლუკოზის ნარჩენს. ნახშირწყლები იბადება და ინახება მარცვლეულის სახით მცენარეების ქლოროპლასტებში. ჰიდროლიზის საშუალებით სახამებელი გარდაიქმნება წყალში ხსნად შაქარში, რაც ხელს უწყობს თავისუფალ მოძრაობას მცენარის ნაწილებში. ადამიანის ორგანიზმში მოხვედრის შემდეგ ნახშირწყლები უკვე პირის ღრუში იწყებს დაშლას. სახამებლის ყველაზე დიდი რაოდენობა შეიცავს მარცვლეულის მარცვლებს, ტუბერებს და მცენარეების ბოლქვებს. რაციონში ის შეადგენს მოხმარებული ნახშირწყლების მთლიანი რაოდენობის დაახლოებით 80%-ს. სახამებლის ყველაზე დიდი რაოდენობა, 100 გრ პროდუქტზე, გვხვდება ბრინჯში - 78 გრ. ოდნავ ნაკლები მაკარონი და ფეტვი - 70 და 69 გრ. ასი გრამი ჭვავის პურში შედის 48 გრამი სახამებელი, ხოლო იმავე პორციაში კარტოფილზე მისი რაოდენობა მხოლოდ 15 გ-ს აღწევს, ყოველდღიური მოთხოვნილება ადამიანის სხეულიამ ნახშირწყალში არის 330-450 გ.

მარცვლეულის პროდუქტები ასევე შეიცავს ბოჭკოვან ან ცელულოზას. ნახშირწყლები მცენარეთა უჯრედის კედლების ნაწილია. მისი წვლილი 40-50%-ია. ადამიანს არ შეუძლია ცელულოზის მონელება, ამიტომ არ არსებობს აუცილებელი ფერმენტი, რომელიც ჰიდროლიზის პროცესს განახორციელებს. მაგრამ რბილი ტიპის ბოჭკოები, როგორიცაა კარტოფილი და ბოსტნეული, კარგად შეიწოვება საჭმლის მომნელებელ ტრაქტში. როგორია ამ ნახშირწყლების შემცველობა 100 გრ საკვებში? ჭვავის და ხორბლის ქატო ყველაზე ბოჭკოვანი საკვებია. მათი შემცველობა 44 გ-ს აღწევს.კაკაოს ფხვნილი შეიცავს 35გრ მკვებავ ნახშირწყლებს, ხოლო ჩირში სოკოს მხოლოდ 25. ვარდი და დაფქული ყავა შეიცავს 22 და 21გრ. ბოჭკოებით ყველაზე მდიდარი ხილია გარგარი და ლეღვი. მათში ნახშირწყლების შემცველობა 18 გ-ს აღწევს, ადამიანმა დღეში 35 გ-მდე ცელულოზა უნდა მიირთვას, უფრო მეტიც, ნახშირწყლების ყველაზე დიდი მოთხოვნილება 14-დან 50 წლამდე ხდება.

გლიკოგენის პოლისაქარიდი გამოიყენება როგორც ენერგეტიკული მასალა კუნთებისა და ორგანოების კარგი ფუნქციონირებისთვის. მას არ აქვს კვებითი ღირებულება, რადგან საკვებში მისი შემცველობა უკიდურესად დაბალია. ნახშირწყლებს ზოგჯერ უწოდებენ ცხოველურ სახამებელს სტრუქტურის მსგავსების გამო. ამ ფორმით გლუკოზა ინახება ცხოველურ უჯრედებში (ყველაზე დიდი რაოდენობით ღვიძლში და კუნთებში). ღვიძლში მოზრდილებში ნახშირწყლების რაოდენობამ შეიძლება მიაღწიოს 120 გ-მდე.გლიკოგენის შემცველობით ლიდერებია შაქარი, თაფლი და შოკოლადი. ფინიკი, ქიშმიში, მარმელადი, ტკბილი ჩალა, ბანანი, საზამთრო, ხურმა და ლეღვი ასევე შეიძლება დაიკვეხნოს ნახშირწყლების მაღალი შემცველობით. გლიკოგენის დღიური ნორმა შეადგენს 100გრ დღეში. თუ ადამიანი აქტიურად არის დაკავებული სპორტით ან ასრულებს ყოჩაღდაკავშირებული გონებრივი აქტივობა, ნახშირწყლების რაოდენობა უნდა გაიზარდოს. გლიკოგენი ეხება ადვილად ასათვისებელ ნახშირწყლებს, რომლებიც ინახება რეზერვში, რაც მიუთითებს მის გამოყენებაზე მხოლოდ სხვა ნივთიერებებისგან ენერგიის ნაკლებობის შემთხვევაში.

პოლისაქარიდები ასევე შეიცავს შემდეგ ნივთიერებებს:

1. ჩიტინი. ის ართროპოდების რქოვანას ნაწილია, გვხვდება სოკოებში, ქვედა მცენარეებში და უხერხემლოებში. ნივთიერება ასრულებს დამხმარე მასალის როლს და ასევე ასრულებს მექანიკურ ფუნქციებს.

2. მურამინი. ის წარმოდგენილია როგორც ბაქტერიული უჯრედის კედლის დამხმარე-მექანიკური მასალა.

3. დექსტრანები. პოლისაქარიდები მოქმედებენ როგორც სისხლის პლაზმის შემცვლელი. ისინი მიიღება მიკროორგანიზმების მოქმედებით საქაროზის ხსნარზე.

4. პექტინის ნივთიერებები. ორგანულ მჟავებთან ერთად მათ შეუძლიათ შექმნან ჟელე და მარმელადი.

ცილები და ნახშირწყლები. პროდუქტები. სია

ადამიანის ორგანიზმს ყოველდღიურად სჭირდება გარკვეული რაოდენობის საკვები ნივთიერებები. მაგალითად, ნახშირწყლები უნდა იქნას მოხმარებული 6-8 გ 1 კგ წონაზე. თუ ადამიანი აქტიურ ცხოვრების წესს წარმართავს, მაშინ რიცხვი გაიზრდება. ნახშირწყლები თითქმის ყოველთვის გვხვდება საკვებში. მოდით შევადგინოთ მათი არსებობის სია 100 გრ საკვებზე:

1. ყველაზე დიდი რაოდენობა (70 გ-ზე მეტი) გვხვდება შაქარში, მუსლიში, მარმელადში, სახამებელსა და ბრინჯში.
2. 31-დან 70 გ-მდე - ფქვილში და საკონდიტრო ნაწარმში, მაკარონი, მარცვლეული, ჩირი, ლობიო და ბარდა.
3. ბანანი, ნაყინი, ვარდის თეძოები, კარტოფილი, ტომატის პასტა, კომპოტები, ქოქოსი, მზესუმზირის თესლი და კეშიუს თხილი შეიცავს 16-დან 30 გრამ ნახშირწყლებს.
4. 6-დან 15 გ-მდე - ოხრახუში, კამა, ჭარხალი, სტაფილო, ბურღული, მოცხარი, ლობიო, ხილი, თხილი, სიმინდი, ლუდი, გოგრის თესლი, სოკოს ჩირი და ა.შ.
5. 5 გ-მდე ნახშირწყლები გვხვდება მწვანე ხახვი, პომიდორი, ყაბაყი, გოგრა, კომბოსტო, კიტრი, მოცვი, რძის პროდუქტები, კვერცხი და ა.შ.

ნუტრიენტი არ უნდა შევიდეს ორგანიზმში 100 გ-ზე ნაკლები დღეში. წინააღმდეგ შემთხვევაში, უჯრედი ვერ მიიღებს საჭირო ენერგიას. ტვინი ვერ შეასრულებს ანალიზისა და კოორდინაციის ფუნქციებს, შესაბამისად, კუნთები ვერ მიიღებენ ბრძანებებს, რაც საბოლოოდ კეტოზიმდე მიგვიყვანს.

რა არის ნახშირწყლები, ჩვენ ვუთხარით, მაგრამ მათ გარდა ცილები სიცოცხლისთვის შეუცვლელი ნივთიერებაა. ისინი არიან დაკავშირებული ამინომჟავების ჯაჭვი პეპტიდური ბმა. შემადგენლობის მიხედვით, ცილები განსხვავდება მათი თვისებებით. მაგალითად, ეს ნივთიერებები ასრულებენ სამშენებლო მასალის როლს, რადგან სხეულის თითოეული უჯრედი მათ შემადგენლობაში შედის. ცილების ზოგიერთი სახეობა არის ფერმენტები და ჰორმონები, ასევე ენერგიის წყარო. ისინი გავლენას ახდენენ ორგანიზმის განვითარებასა და ზრდაზე, არეგულირებენ მჟავა-ტუტოვანი და წყლის ბალანსს.

საკვებში ნახშირწყლების ცხრილმა აჩვენა, რომ ხორცსა და თევზში, ასევე ზოგიერთ ბოსტნეულში მათი რაოდენობა მინიმალურია. რა არის ცილების შემცველობა საკვებში? ყველაზე მდიდარი პროდუქტი საკვების ჟელატინია, ის შეიცავს 87,2 გ ნივთიერებას 100 გ-ზე. შემდეგ მოდის მდოგვი (37,1 გ) და სოიო (34,9 გ). ცილების და ნახშირწყლების თანაფარდობა დღიურ მიღებაში 1 კგ წონაზე უნდა იყოს 0,8გრ და 7გრ.პირველი ნივთიერების უკეთ შეწოვისთვის აუცილებელია საკვების მიღება, რომელშიც ის იღებს. მსუბუქი ფორმა. ეს ეხება ცილებს, რომლებიც გვხვდება რძის პროდუქტებსა და კვერცხებში. ცილები და ნახშირწყლები კარგად არ ერწყმის ერთ კვებას. ცხრილი ცალკეული კვების შესახებ გვიჩვენებს, თუ რომელი ვარიაციებია უკეთესი თავიდან აცილება:

1. ბრინჯი თევზით.
2. კარტოფილი და ქათამი.
3. მაკარონი და ხორცი.
4. სენდვიჩები ყველით და ლორით.
5. გამომცხვარი თევზი.
6. კაკლის ნამცხვრები.
7. ომლეტი ლორით.
8. ფქვილი კენკრით.
9. ნესვი და საზამთრო ცალ-ცალკე უნდა მიირთვათ ძირითად ჭამამდე ერთი საათით ადრე.

კარგად ემთხვევა:

1. ხორცი სალათით.
2. თევზი ბოსტნეულით ან შემწვარი.
3. ყველი და ლორი ცალკე.
4. თხილი ზოგადად.
5. ომლეტი ბოსტნეულით.

ცალკეული კვების წესები ეფუძნება ბიოქიმიის კანონების ცოდნას და ინფორმაციას ფერმენტებისა და საკვები წვენების მუშაობის შესახებ. კარგი მონელებისთვის, ნებისმიერი სახის საკვები მოითხოვს კუჭის სითხეების ინდივიდუალურ კომპლექტს, წყლის გარკვეულ რაოდენობას, ტუტე ან მჟავე გარემოს და ფერმენტების არსებობას ან არარსებობას. მაგალითად, ნახშირწყლებით მდიდარი კვება, უკეთესი მონელებისთვის, მოითხოვს საჭმლის მომნელებელ წვენს ტუტე ფერმენტებით, რომლებიც ანადგურებენ ამ ორგანულ ნივთიერებებს. მაგრამ ცილებით მდიდარი საკვები უკვე საჭიროებს მჟავე ფერმენტებს... საკვების შესაბამისობის მარტივი წესების დაცვით ადამიანი აძლიერებს ჯანმრთელობას და ინარჩუნებს მუდმივ წონას, დიეტების დახმარების გარეშე.

"ცუდი" და "კარგი" ნახშირწყლები

"სწრაფი" (ან "არასწორი") ნივთიერებები არის ნაერთები, რომლებიც შეიცავს მონოსაქარიდების მცირე რაოდენობას. ასეთ ნახშირწყლებს შეუძლიათ სწრაფად მონელება, გაზარდონ სისხლში შაქრის დონე და ასევე გაზარდონ გამოყოფილი ინსულინის რაოდენობა. ეს უკანასკნელი ამცირებს სისხლში შაქრის დონეს ცხიმად გარდაქმნით. სადილის შემდეგ ნახშირწყლების გამოყენება იმ ადამიანისთვის, რომელიც აკონტროლებს მის წონას, ყველაზე დიდი საფრთხეა. ამ დროს ორგანიზმი ყველაზე მეტად მიდრეკილია ცხიმოვანი მასის მატებისკენ. კონკრეტულად რა შეიცავს არასწორ ნახშირწყლებს? ქვემოთ ჩამოთვლილი პროდუქტები:

1. საკონდიტრო ნაწარმი.

3. ჯემი.

4. ტკბილი წვენები და კომპოტები.

7. კარტოფილი.

8. მაკარონი.

9. თეთრი ბრინჯი

10. შოკოლადი.

ძირითადად, ეს არის პროდუქტები, რომლებიც არ საჭიროებს ხანგრძლივ მომზადებას. ასეთი ჭამის შემდეგ ბევრი უნდა იმოძრაოთ, წინააღმდეგ შემთხვევაში ჭარბი წონაშეგატყობინებ.

"სწორი" ნახშირწყლები შეიცავს სამზე მეტ მარტივ მონომერს. ისინი ნელა შეიწოვება და არ იწვევენ შაქრის მკვეთრ მატებას. ამ ტიპის ნახშირწყლები შეიცავს დიდი რიცხვიბოჭკოვანი, რომელიც პრაქტიკულად მოუნელებელია. ამასთან დაკავშირებით, ადამიანი დიდხანს რჩება სავსე, ასეთი საკვების დაშლას დამატებითი ენერგია სჭირდება, გარდა ამისა, ხდება ორგანიზმის ბუნებრივი წმენდა. მოდით შევადგინოთ რთული ნახშირწყლების სია, უფრო სწორად, პროდუქტები, რომლებშიც ისინი გვხვდება:

1. პური ქატოთი და მთელი მარცვლეულით.
2. წიწიბურა და შვრიის ფაფა.
3. მწვანე ბოსტნეული.
4. უხეში მაკარონი.
5. სოკო.
6. ბარდა.
7. წითელი ლობიო.
8. Პომიდვრები.
9. Რძის პროდუქტები.
10. Ხილი.
11. მწარე შოკოლადი.
12. კენკრა.
13. ოსპი.

კარგ ფორმაში შესანარჩუნებლად, თქვენ უნდა მიირთვათ მეტი "კარგი" ნახშირწყლები საკვებში და რაც შეიძლება ნაკლები "ცუდი". ეს უკანასკნელი საუკეთესოდ მიიღება დღის პირველ ნახევარში. თუ წონაში დაკლება გჭირდებათ, უმჯობესია გამორიცხოთ "არასწორი" ნახშირწყლების გამოყენება, რადგან მათი გამოყენებისას ადამიანი საკვებს იღებს მეტი. "სწორი" ნუტრიენტები დაბალკალორიულია და შეუძლია დიდი ხნის განმავლობაში გაგიჩინოთ სისრულის შეგრძნება. ეს არ ნიშნავს "ცუდი" ნახშირწყლების სრულ უარყოფას, არამედ მხოლოდ მათ გონივრულ გამოყენებას.

ნახშირწყლები

ნახშირწყლები ყველა მცენარეული და ცხოველური ორგანიზმის უჯრედებისა და ქსოვილების ნაწილია და მასით, დედამიწაზე ორგანული ნივთიერებების ძირითად ნაწილს შეადგენს. ნახშირწყლები შეადგენს მცენარეთა მშრალი ნივთიერების დაახლოებით 80%-ს და ცხოველთა დაახლოებით 20%-ს. მცენარეები ასინთეზირებენ ნახშირწყლებს არაორგანული ნაერთები - ნახშირორჟანგიდა წყალი (CO 2 და H 2 O).

ნახშირწყლები იყოფა ორ ჯგუფად: მონოსაქარიდები (მონოზი) და პოლისაქარიდები (პოლიოზები).

მონოსაქარიდები

ნახშირწყლების კლასიფიკაციასთან, იზომერიზმთან, ნომენკლატურასთან, სტრუქტურასთან და ა.შ. დაკავშირებული მასალის დეტალური შესწავლისთვის საჭიროა ნახოთ ანიმაციური ფილმები "ნახშირწყლები. გენეტიკურიდ - შაქრების სერია“ და „ჰავორტის ფორმულების მშენებლობად - გალაქტოზა" (ეს ვიდეო ხელმისაწვდომია მხოლოდ CD-ROM ). ამ ფილმების თანმხლები ტექსტები, ქ სრულადგადავიდა ამ ქვეგანყოფილებაში და მიჰყევით ქვემოთ.

ნახშირწყლები. შაქრების გენეტიკური D-სერია

ნახშირწყლები ფართოდ არის გავრცელებული ბუნებაში და ასრულებენ სხვადასხვა მნიშვნელოვან ფუნქციას ცოცხალ ორგანიზმებში. ისინი ამარაგებენ ენერგიით ბიოლოგიურ პროცესებს და ასევე წარმოადგენენ საწყის მასალას ორგანიზმში სხვა შუალედური ან საბოლოო მეტაბოლიტების სინთეზისთვის. ნახშირწყლებს გააჩნიათ. ზოგადი ფორმულა C n (H 2 O ) m საიდანაც წარმოიშვა ამ ბუნებრივი ნაერთების სახელწოდება.

ნახშირწყლები იყოფა მარტივ შაქრებად ან მონოსაქარიდებად და ამ მარტივი შაქრების ან პოლისაქარიდების პოლიმერებად. პოლისაქარიდებს შორის უნდა გამოიყოს ოლიგოსაქარიდების ჯგუფი, რომელიც შეიცავს 2-დან 10-მდე მონოსაქარიდის ნარჩენებს მოლეკულაში. ეს მოიცავს, კერძოდ, დისაქარიდებს.

მონოსაქარიდები ჰეტეროფუნქციური ნაერთებია. მათი მოლეკულები ერთდროულად შეიცავს როგორც კარბონილს (ალდეჰიდს ან კეტონს), ასევე რამდენიმე ჰიდროქსილის ჯგუფს, ე.ი. მონოსაქარიდები არის პოლიჰიდროქსიკარბონილის ნაერთები - პოლიჰიდროქსიალდეჰიდები და პოლიჰიდროქსიკეტონები. აქედან გამომდინარე, მონოსაქარიდები იყოფა ალდოზებად (მონოსაქარიდი შეიცავს ალდეჰიდის ჯგუფს) და კეტოზებს (კეტო ჯგუფს შეიცავს). მაგალითად, გლუკოზა არის ალდოზა, ხოლო ფრუქტოზა არის კეტოზა.

(გლუკოზა (ალდოზა))(ფრუქტოზა (კეტოზა))

მოლეკულაში ნახშირბადის ატომების რაოდენობის მიხედვით მონოსაქარიდს ეწოდება ტეტროზა, პენტოზა, ჰექსოზა და ა.შ. თუ ბოლო ორ ტიპს გავაერთიანებთ, მაშინ გლუკოზა არის ალდოჰექსოზა, ხოლო ფრუქტოზა არის კეტოჰექსოზა. ბუნებრივი მონოსაქარიდების უმეტესობა არის პენტოზები და ჰექსოზები.

მონოსაქარიდები გამოსახულია ფიშერის პროექციის ფორმულების სახით, ე.ი. ნახშირბადის ატომების ტეტრაედრული მოდელის პროექციის სახით ნახატის სიბრტყეზე. მათში ნახშირბადის ჯაჭვი იწერება ვერტიკალურად. ალდოზებში ალდეჰიდის ჯგუფი მოთავსებულია ზევით, კეტოზებში, პირველადი ალკოჰოლის ჯგუფი კარბონილის ჯგუფის მიმდებარედ. წყალბადის ატომი და ჰიდროქსილის ჯგუფი ნახშირბადის ასიმეტრიულ ატომზე მოთავსებულია ჰორიზონტალურ ხაზზე. ნახშირბადის ასიმეტრიული ატომი მდებარეობს ორი სწორი ხაზის ჯვარედინი ხაზში და არ არის მითითებული სიმბოლოთი. ზევით მდებარე ჯგუფებიდან იწყება ნახშირბადის ჯაჭვის ნუმერაცია. (მოდით განვსაზღვროთ ნახშირბადის ასიმეტრიული ატომი: ეს არის ნახშირბადის ატომი, რომელიც დაკავშირებულია ოთხ სხვადასხვა ატომთან ან ჯგუფთან.)

აბსოლუტური კონფიგურაციის დადგენა, ე.ი. ასიმეტრიული ნახშირბადის ატომში შემცვლელების სივრცეში ჭეშმარიტი განლაგება ძალზე შრომატევადია და რაღაც დრომდე შეუძლებელი ამოცანაც კი იყო. ნაერთების დახასიათება შესაძლებელია მათი კონფიგურაციების საცნობარო ნაერთებთან შედარებით, ე.ი. ფარდობითი კონფიგურაციების განსაზღვრა.

მონოსაქარიდების შედარებითი კონფიგურაცია განისაზღვრება კონფიგურაციის სტანდარტით - გლიცერალდეჰიდი, რომელსაც გასული საუკუნის ბოლოს თვითნებურად მიენიჭა გარკვეული კონფიგურაციები, დასახელებული როგორცდ- და ლ - გლიცერალდეჰიდები. კარბონილის ჯგუფისგან ყველაზე შორს მონოსაქარიდის ნახშირბადის ასიმეტრიული ატომის კონფიგურაცია შედარებულია მათი ასიმეტრიული ნახშირბადის ატომების კონფიგურაციასთან. პენტოზებში ეს ატომი მეოთხე ნახშირბადის ატომია ( 4-დან ), ჰექსოზებში - მეხუთე ( 5-დან ), ე.ი. ნახშირბადის ატომების ჯაჭვში ბოლოა. თუ ამ ნახშირბადის ატომების კონფიგურაცია ემთხვევა კონფიგურაციასდ - გლიცერალდეჰიდიმონოსაქარიდი კლასიფიცირდება როგორცდ - მიყოლებით. და პირიქით, თუ ის ემთხვევა კონფიგურაციასლ - გლიცერალდეჰიდი მიიჩნევს, რომ მონოსაქარიდი ეკუთვნის L - რიგი. სიმბოლო D ნიშნავს, რომ ჰიდროქსილის ჯგუფი შესაბამის ასიმეტრიულ ნახშირბადის ატომზე ფიშერის პროექციაში მდებარეობს მარჯვნივ. ვერტიკალური ხაზიდა სიმბოლოლ - რომ ჰიდროქსილის ჯგუფი მდებარეობს მარცხნივ.

შაქრების გენეტიკური D-სერია

ალდოზის წინაპარი არის გლიცერალდეჰიდი. განვიხილოთ შაქრის გენეტიკური ურთიერთობა D - რიგი D-თან - გლიცერალდეჰიდი.

ორგანულ ქიმიაში არსებობს მონოსაქარიდების ნახშირბადის ჯაჭვის გაზრდის მეთოდი ჯგუფის თანმიმდევრული შემოღებით.

N–

მე თან მე

-ᲐᲠᲘᲡ ᲘᲡ

კარბონილის ჯგუფსა და მიმდებარე ნახშირბადის ატომს შორის. ამ ჯგუფის შეყვანა მოლეკულაშიდ - გლიცერალდეჰიდი იწვევს ორ დიასტერეომერულ ტეტროზს -დ - ერითროზი და დ - ხედი. ეს გამოწვეულია იმით, რომ მონოსაქარიდის ჯაჭვში შეყვანილი ნახშირბადის ახალი ატომი ხდება ასიმეტრიული. ამავე მიზეზით, თითოეული მიღებული ტეტროზა და შემდეგ პენტოზა, როდესაც მათ მოლეკულაში კიდევ ერთი ნახშირბადის ატომი შედის, ასევე იძლევა ორ დიასტერეომერულ შაქარს. დიასტერეომერები არის სტერეოიზომერები, რომლებიც განსხვავდებიან ერთი ან მეტი ასიმეტრიული ნახშირბადის ატომის კონფიგურაციით.

ასე მიიღება D - შაქრების სერია D-დან - გლიცერალდეჰიდი. როგორც ჩანს, ზემოაღნიშნული სერიის ყველა წევრი მიღებულიად - გლიცერალდეჰიდი, შეინარჩუნა ნახშირბადის ასიმეტრიული ატომი. ეს არის ბოლო ასიმეტრიული ნახშირბადის ატომი წარმოდგენილი მონოსაქარიდების ნახშირბადის ატომების ჯაჭვში.

ყოველი ალდოზა დ - რიცხვი შეესაბამება სტერეოიზომერსლ - სერია, რომლის მოლეკულები დაკავშირებულია ერთმანეთთან, როგორც ობიექტი და შეუთავსებელი სარკისებური გამოსახულება. ასეთ სტერეოიზომერებს ენანტიომერებს უწოდებენ.

დასასრულს უნდა აღინიშნოს, რომ ალდოჰექსოზების ზემოაღნიშნული სერია არ შემოიფარგლება ნაჩვენები ოთხით. როგორც ზემოთ ნაჩვენებია, დან D - რიბოზა და D - ქსილოზა, შეგიძლიათ მიიღოთ კიდევ ორი ​​წყვილი დიასტერეომერული შაქარი. თუმცა, ჩვენ ყურადღება გავამახვილეთ მხოლოდ ალდოჰექსოზებზე, რომლებიც ბუნებაში ყველაზე გავრცელებულია.

Haworth-ის ფორმულების აგება D-გალაქტოზასთვის

„ამავდროულად შემოღებასთან ორგანული ქიმიაიდეები გლუკოზისა და სხვა მონოსაქარიდების სტრუქტურის შესახებ, როგორც პოლიჰიდროქსი ალდეჰიდები ან პოლიჰიდროქსი კეტონები, აღწერილი ღია ჯაჭვის ფორმულებით, დაიწყო ფაქტების დაგროვება ნახშირწყლების ქიმიაში, რომლებიც ძნელი ასახსნელი იყო ასეთი სტრუქტურების თვალსაზრისით. აღმოჩნდა, რომ გლუკოზა და სხვა მონოსაქარიდები არსებობს შესაბამისი ფუნქციური ჯგუფების ინტრამოლეკულური რეაქციის შედეგად წარმოქმნილი ციკლური ჰემიაცეტალების სახით.

ჩვეულებრივი ჰემიაცეტალები წარმოიქმნება ორი ნაერთის - ალდეჰიდისა და ალკოჰოლის მოლეკულების ურთიერთქმედებით. რეაქციის დროს ირღვევა კარბონილის ჯგუფის ორმაგი ბმა, გაწყვეტის ადგილას მას ემატება ჰიდროქსილის წყალბადის ატომი და სპირტის დარჩენილი ნაწილი. ციკლური ჰემიაცეტალები წარმოიქმნება მსგავსი ფუნქციური ჯგუფების ურთიერთქმედების შედეგად, რომლებიც მიეკუთვნებიან ერთი ნაერთის - მონოსაქარიდის მოლეკულას. რეაქცია მიმდინარეობს იმავე მიმართულებით: კარბონილის ჯგუფის ორმაგი ბმა იშლება, ჰიდროქსილის წყალბადის ატომი ემატება კარბონილის ჟანგბადს და იქმნება ციკლი კარბონილისა და ჟანგბადის ნახშირბადის ატომების შეერთების გამო. ჰიდროქსილის ჯგუფები.

ყველაზე სტაბილური ჰემიაცეტალები წარმოიქმნება ჰიდროქსილის ჯგუფების მიერ მეოთხე და მეხუთე ნახშირბადის ატომებში. მიღებულ ხუთწევრიან და ექვსწევრიან რგოლებს, შესაბამისად, მონოსაქარიდების ფურანოზის და პირანოზის ფორმებს უწოდებენ. ეს სახელები მომდინარეობს ხუთ და ექვსწევრიანი ჰეტეროციკლური ნაერთების სახელებიდან ციკლში ჟანგბადის ატომით - ფურანი და პირანი.

მონოსაქარიდები, რომლებსაც აქვთ ციკლური ფორმა, მოხერხებულად არის წარმოდგენილი Haworth-ის პერსპექტიული ფორმულებით. ეს არის იდეალიზებული ხუთწევრიანი და ექვსწევრიანი რგოლები ჟანგბადის ატომით რგოლში, რაც შესაძლებელს ხდის დაინახოს ყველა შემცვლელის ურთიერთგანლაგება რგოლის სიბრტყესთან მიმართებაში.

განვიხილოთ Haworth ფორმულების აგება მაგალითის გამოყენებით D - გალაქტოზა.

ჰავორტის ფორმულების ასაგებად, პირველ რიგში, საჭიროა მონოსაქარიდის ნახშირბადის ატომების დათვლა ფიშერის პროექციაში და გადააქციეთ მარჯვნივ, რათა ნახშირბადის ატომების ჯაჭვი დაიკავოს ჰორიზონტალური პოზიცია. შემდეგ მარცხნივ პროექციის ფორმულაში მდებარე ატომები და ჯგუფები იქნება ზედა, ხოლო მარჯვნივ - ჰორიზონტალური ხაზის ქვემოთ და ციკლურ ფორმულებზე შემდგომი გადასვლით - ციკლის სიბრტყის ზემოთ და ქვემოთ, შესაბამისად. . სინამდვილეში, მონოსაქარიდის ნახშირბადის ჯაჭვი არ არის განლაგებული სწორ ხაზზე, მაგრამ სივრცეში მრუდის ფორმას იღებს. როგორც ჩანს, მეხუთე ნახშირბადის ატომში ჰიდროქსილი მნიშვნელოვნად არის ამოღებული ალდეჰიდის ჯგუფიდან; იკავებს არახელსაყრელ პოზიციას ბეჭდის დახურვისთვის. ფუნქციური ჯგუფების ერთმანეთთან დასაახლოებლად, მოლეკულის ნაწილი ბრუნავს ვალენტური ღერძის გარშემო, რომელიც აკავშირებს მეოთხე და მეხუთე ნახშირბადის ატომებს საათის ისრის საწინააღმდეგოდ ერთი ვალენტური კუთხით. ამ ბრუნვის შედეგად, ნახშირბადის მეხუთე ატომის ჰიდროქსილი უახლოვდება ალდეჰიდის ჯგუფს, ხოლო დანარჩენი ორი შემცვლელი ასევე ცვლის თავის პოზიციას - კერძოდ, CH 2 OH ჯგუფი მდებარეობს ნახშირბადის ატომების ჯაჭვის ზემოთ. ამავდროულად, ალდეჰიდის ჯგუფი, გარშემო ბრუნვის გამოს - პირველ და მეორე ნახშირბადის ატომებს შორის კავშირი უახლოვდება ჰიდროქსილს. მიახლოებული ფუნქციური ჯგუფები ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან ზემოაღნიშნული სქემის მიხედვით, რაც იწვევს ჰემიაცეტალის ფორმირებას ექვსწევრიანი პირანოზის რგოლით.

მიღებულ ჰიდროქსილის ჯგუფს გლიკოზიდურ ჯგუფს უწოდებენ. ციკლური ჰემიაცეტალის წარმოქმნა იწვევს ნახშირბადის ახალი ასიმეტრიული ატომის წარმოქმნას, რომელსაც ანომერული ეწოდება. შედეგად წარმოიქმნება ორი დიასტერეომერი -ა-და ბ - ანომერები, რომლებიც განსხვავდებიან მხოლოდ პირველი ნახშირბადის ატომის კონფიგურაციით.

ანომერული ნახშირბადის ატომის სხვადასხვა კონფიგურაცია გამოწვეულია იმით, რომ ალდეჰიდის ჯგუფი, რომელსაც აქვს პლანშეტური კონფიგურაცია, გარშემო ბრუნვის გამო.ს - ბილიკები შორის პირველი და მეორე ნახშირბადის ატომებით იგულისხმება თავდასხმის რეაგენტი (ჰიდროქსილის ჯგუფი) როგორც თვითმფრინავის ერთ, ისე მოპირდაპირე მხარეს. ჰიდროქსილის ჯგუფი ორივე მხრიდან უტევს კარბონილის ჯგუფს. ორმაგი ბმა, იწვევს ჰემიაცეტალებს პირველი ნახშირბადის ატომის სხვადასხვა კონფიგურაციით. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ერთდროული ფორმირების მთავარი მიზეზია-და ბ -ანომერები მდგომარეობს განხილული რეაქციის არასტერეოსელექტივობაში.

ა - ანომერი, ანომერული ცენტრის კონფიგურაცია იგივეა, რაც ნახშირბადის ბოლო ასიმეტრიული ატომის კონფიგურაცია, რომელიც განსაზღვრავს კუთვნილებას D - და L - ზედიზედ და ბ - ანომერი - საპირისპირო. ალდოპენტოზისა და ალდოჰექსოზის დროსდ - სერია Haworth-ის ფორმულებში გლიკოზიდური ჰიდროქსილის ჯგუფი yა - ანომერი მდებარეობს თვითმფრინავის ქვეშ და yბ - ანომერები - ციკლის სიბრტყის ზემოთ.

მსგავსი წესების მიხედვით, ხორციელდება ჰავორტის ფურანოზის ფორმებზე გადასვლა. ერთადერთი განსხვავება ისაა, რომ ნახშირბადის მეოთხე ატომის ჰიდროქსილი ჩართულია რეაქციაში და ფუნქციური ჯგუფების კონვერგენციისთვის აუცილებელია მოლეკულის ნაწილის გარშემო ბრუნვა.ს - ბმები მესამე და მეოთხე ნახშირბადის ატომებს შორის და საათის ისრის მიმართულებით, რის შედეგადაც მეხუთე და მეექვსე ნახშირბადის ატომები განთავსდება ციკლის სიბრტყის ქვეშ.

მონოსაქარიდების ციკლური ფორმების სახელები მოიცავს ანომერული ცენტრის კონფიგურაციის მითითებებს ( a - ან b -), მონოსაქარიდის სახელი და მისი სერია (დ - ან ლ -) და ციკლის ზომა (ფურანოზი ან პირანოზა).მაგალითად, ა, დ - გალაქტოპირანოზა ანბ, დ - გალაქტოფურანოზა."

ქვითარი

გლუკოზა ბუნებაში უპირატესად თავისუფალი სახით გვხვდება. ის ასევე არის სტრუქტურული ერთეულიბევრი პოლისაქარიდი. სხვა მონოსაქარიდები თავისუფალ მდგომარეობაში იშვიათია და ძირითადად ცნობილია როგორც ოლიგო- და პოლისაქარიდების კომპონენტები. ბუნებაში, გლუკოზა მიიღება ფოტოსინთეზის რეაქციის შედეგად:

6CO 2 + 6H 2 O ® C 6 H 12 O 6 (გლუკოზა) + 6O 2

პირველად გლუკოზა 1811 წელს მიიღო რუსმა ქიმიკოსმა G.E. Kirchhoff-მა სახამებლის ჰიდროლიზის დროს. მოგვიანებით, მონოსაქარიდების სინთეზი ფორმალდეჰიდიდან ტუტე გარემოში შემოგვთავაზა A.M. Butlerov-მა.

მრეწველობაში გლუკოზა მიიღება სახამებლის ჰიდროლიზით გოგირდმჟავას თანდასწრებით.

(C 6 H 10 O 5) n (სახამებელი) + nH 2 O -- H 2 SO 4,t ° ® nC 6 H 12 O 6 (გლუკოზა)

ფიზიკური თვისებები

მონოსაქარიდები - მყარი, ადვილად ხსნადი წყალში, ცუდად - სპირტში და სრულიად უხსნადი ეთერში. წყალხსნარებიაქვს ნეიტრალური რეაქცია ლაკმუსზე. მონოსაქარიდების უმეტესობას ტკბილი გემო აქვს, მაგრამ ჭარხლის შაქარზე ნაკლები.

ქიმიური თვისებები

მონოსაქარიდები ავლენენ სპირტებისა და კარბონილის ნაერთების თვისებებს.

ᲛᲔ. რეაქციები კარბონილის ჯგუფში

1. დაჟანგვა.

ა) როგორც ყველა ალდეჰიდის შემთხვევაში, მონოსაქარიდების დაჟანგვა იწვევს შესაბამის მჟავებს. ასე რომ, როდესაც გლუკოზა იჟანგება ვერცხლის ჰიდროქსიდის ამიაკის ხსნარით, წარმოიქმნება გლუკონის მჟავა ("ვერცხლის სარკის" რეაქცია).

ბ) მონოსაქარიდების რეაქცია სპილენძის ჰიდროქსიდთან გაცხელებისას ასევე იწვევს ალდონის მჟავებს.

გ) უფრო ძლიერი ჟანგვის აგენტები ჟანგავს არა მხოლოდ ალდეჰიდის ჯგუფს, არამედ პირველადი ალკოჰოლის ჯგუფს კარბოქსილის ჯგუფში, რაც იწვევს ორფუძიან შაქრის (ალდარინის) მჟავებს. როგორც წესი, კონცენტრირებული აზოტის მჟავა გამოიყენება ამ დაჟანგვისთვის.

2. აღდგენა.

შაქრის შემცირება იწვევს პოლიჰიდრულ სპირტებს. წყალბადი ნიკელის თანდასწრებით, ლითიუმის ალუმინის ჰიდრიდი და ა.შ გამოიყენება როგორც შემცირების საშუალება.

3. მონოსაქარიდების ქიმიური თვისებების ალდეჰიდებთან მსგავსების მიუხედავად, გლუკოზა არ რეაგირებს ნატრიუმის ჰიდროსულფიტთან ( NaHSO3).

II. რეაქციები ჰიდროქსილის ჯგუფებზე

რეაქციები მონოსაქარიდების ჰიდროქსილის ჯგუფებზე მიმდინარეობს, როგორც წესი, ჰემიაცეტალური (ციკლური) ფორმით.

1. ალკილაცია (ეთერების წარმოქმნა).

მეთილის სპირტის მოქმედებით აირისებრი წყალბადის ქლორიდის თანდასწრებით, გლიკოზიდური ჰიდროქსილის წყალბადის ატომი იცვლება მეთილის ჯგუფით.

უფრო ძლიერი ალკილატორული საშუალებების გამოყენებისას, მაგᲛაგალითად მეთილის იოდიდი ან დიმეთილ სულფატი, ასეთი ტრანსფორმაცია გავლენას ახდენს მონოსაქარიდის ყველა ჰიდროქსილის ჯგუფზე.

2. აცილაცია (ფორმირება ეთერები).

როდესაც ძმარმჟავა ანჰიდრიდი მოქმედებს გლუკოზაზე, წარმოიქმნება ესტერი - პენტააცეტილგლუკოზა.

3. ყველა პოლიჰიდრული ალკოჰოლის მსგავსად, გლუკოზა სპილენძის ჰიდროქსიდით ( II ) იძლევა ინტენსიურ ლურჯ ფერს (ხარისხობრივი რეაქცია).

III. სპეციფიკური რეაქციები

გარდა ზემოაღნიშნულისა, გლუკოზას ასევე ახასიათებს ზოგიერთი კონკრეტული თვისებები- დუღილის პროცესები. ფერმენტაცია არის შაქრის მოლეკულების დაშლა ფერმენტების (ფერმენტების) გავლენის ქვეშ. ნახშირბადის სამი ატომის მრავალჯერადი შაქარი ფერმენტირებულია. დუღილის მრავალი სახეობა არსებობს, რომელთა შორის ყველაზე ცნობილია შემდეგი:

ა) ალკოჰოლური დუღილი

C 6 H 12 O 6 ® 2CH 3 -CH 2 OH (ეთილის სპირტი) + 2CO 2

ბ) ლაქტური დუღილი

გ) ბუტირის დუღილი

C6H12O6® CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH(ბუტირინის მჟავა) + 2 H 2 + 2CO 2

მიკროორგანიზმებით გამოწვეული დუღილის აღნიშნულ ტიპებს ფართო პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს. მაგალითად, სპირტი - ეთილის სპირტის წარმოებისთვის, მეღვინეობაში, ლუდსახარშში და ა.შ. და რძემჟავა - რძემჟავას და ფერმენტირებული რძის პროდუქტების წარმოებისთვის.

დისაქარიდები

დისაქარიდები (ბიოზი) ჰიდროლიზის დროს ქმნიან ორ იდენტურ ან განსხვავებულ მონოსაქარიდს. დისაქარიდების სტრუქტურის დასადგენად აუცილებელია ვიცოდეთ: რომელი მონოსაქარიდებისაგან არის აგებული, როგორია ამ მონოსაქარიდების ანომერული ცენტრების კონფიგურაცია ( a - ან b -), რა ზომისაა რგოლი (ფურანოზა ან პირანოზა) და რომელი ჰიდროქსილის მონაწილეობითაა დაკავშირებული ორი მონოსაქარიდის მოლეკულა.

დისაქარიდები იყოფა ორ ჯგუფად: აღმდგენი და არააღმდგენი.

შემცირების დისაქარიდები მოიცავს, კერძოდ, მალტოზას (ალაოს შაქარს), რომელიც შეიცავს ალაოს, ე.ი. sprouted, და შემდეგ გამხმარი და დამსხვრეული მარცვლეული მარცვლეული.

(მალტოზა)

მალტოზა შედგება ორი ნარჩენებისგანდ - გლუკოპირანოზები, რომლებიც დაკავშირებულია (1–4) -გლიკოზიდური ბმათი, ე.ი. ერთი მოლეკულის გლიკოზიდური ჰიდროქსილი და სპირტის ჰიდროქსილი მეორე მონოსაქარიდის მოლეკულის მეოთხე ნახშირბადის ატომში მონაწილეობენ ეთერული ბმის ფორმირებაში. ანომერული ნახშირბადის ატომი ( 1-დან ) ამ ობლიგაციის ჩამოყალიბებაში მონაწილეობსა - კონფიგურაცია და ანომერულ ატომს თავისუფალი გლიკოზიდური ჰიდროქსილით (მითითებულია წითლად) შეიძლება ჰქონდეს ორივეაა - მალტოზა) დაბ - კონფიგურაცია (ბ - მალტოზა).

მალტოზა არის თეთრი კრისტალი, წყალში უაღრესად ხსნადი, ტკბილი გემოთი, მაგრამ ბევრად ნაკლები ვიდრე შაქარი (საქაროზა).

როგორც ჩანს, მალტოზა შეიცავს თავისუფალ გლიკოზიდურ ჰიდროქსილს, რის შედეგადაც შენარჩუნებულია რგოლის გახსნის და ალდეჰიდის ფორმაში გადატანის უნარი. ამასთან დაკავშირებით, მალტოზას შეუძლია შევიდეს ალდეჰიდებისთვის დამახასიათებელ რეაქციებში და, კერძოდ, წარმოქმნას "ვერცხლის სარკის" რეაქცია, ამიტომ მას უწოდებენ აღმდგენი დისაქარიდს. გარდა ამისა, მალტოზა შედის მონოსაქარიდებისთვის დამახასიათებელ ბევრ რეაქციაში,Მაგალითად , წარმოქმნის ეთერებსა და ეთერებს (იხ. მონოსაქარიდების ქიმიური თვისებები).

არააღმდგენი დისაქარიდები მოიცავს საქაროზას (ჭარხალი ან ლერწამიშაქარი). გვხვდება შაქრის ლერწმში, შაქრის ჭარხალში (მშრალი ნივთიერების 28%-მდე), მცენარის წვენები და ხილი. საქაროზას მოლეკულა შედგებაა, დ - გლუკოპირანოზა დაბ, დ - ფრუქტოფურანოზები.

(საქაროზა)

მალტოზასგან განსხვავებით, გლიკოზიდური ბმა (1-2) მონოსაქარიდებს შორის წარმოიქმნება ორივე მოლეკულის გლიკოზიდური ჰიდროქსილების ხარჯზე, ანუ თავისუფალი გლიკოზიდური ჰიდროქსილი არ არსებობს. შედეგად, არ არსებობს საქაროზას შემცირების უნარი, ის არ იძლევა „ვერცხლის სარკის“ რეაქციას, ამიტომ მას მოიხსენიებენ როგორც არააღმდგენი დისაქარიდებს.

საქაროზა - თეთრი კრისტალური ნივთიერებატკბილი გემოთი, წყალში კარგად ხსნადი.

საქაროზას ახასიათებს რეაქციები ჰიდროქსილის ჯგუფებზე. ყველა დისაქარიდის მსგავსად, საქაროზა მჟავაში ან ფერმენტული ჰიდროლიზიგადაიქცევა მონოსაქარიდებად, რომელთაგან შედგება.

პოლისაქარიდები

ყველაზე მნიშვნელოვანი პოლისაქარიდებია სახამებელი და ცელულოზა (ბოჭკოვანი). ისინი აგებულია გლუკოზის ნარჩენებისგან. ამ პოლისაქარიდების ზოგადი ფორმულა ( C 6 H 10 O 5 n . გლიკოზიდური (C 1 -ატომი) და ალკოჰოლური (C 4 -ატომი) ჰიდროქსილები ჩვეულებრივ მონაწილეობენ პოლისაქარიდის მოლეკულების ფორმირებაში, ე.ი. იქმნება (1-4)-გლიკოზიდური ბმა.

სახამებელი

სახამებელი არის ორი პოლისაქარიდის ნაზავია, დ - გლუკოპირანოზის ბმულები: ამილოზა (10-20%) და ამილოპექტინი (80-90%). სახამებელი წარმოიქმნება მცენარეებში ფოტოსინთეზის დროს და დეპონირდება როგორც "სარეზერვო" ნახშირწყლები ფესვებში, ტუბერებსა და თესლებში. მაგალითად, ბრინჯის, ხორბლის, ჭვავის და სხვა მარცვლეულის მარცვლები შეიცავს 60-80% სახამებელს, კარტოფილის ტუბერები - 15-20%. ცხოველთა სამყაროში მონათესავე როლს ასრულებს პოლისაქარიდი გლიკოგენი, რომელიც ძირითადად ღვიძლშია „შენახული“.

სახამებელი არის თეთრი ფხვნილი, რომელიც შედგება მცირე მარცვლებისგან, ცივ წყალში ხსნადი. სახამებლის გადამუშავებისას თბილი წყალიშესაძლებელია ორი ფრაქციის გამოყოფა: ფრაქციის ხსნადი თბილი წყალიდა შედგება ამილოზის პოლისაქარიდისგან და ფრაქციისგან, რომელიც მხოლოდ თბილ წყალში დნება პასტის წარმოქმნით და შედგება ამილოპექტინის პოლისაქარიდისგან.

ამილოზას აქვს ხაზოვანი სტრუქტურა,ა, დ - გლუკოპირანოზის ნარჩენები დაკავშირებულია (1-4)-გლიკოზიდური ბმებით. ამილოზის (და ზოგადად სახამებლის) ელემენტარული უჯრედი წარმოდგენილია შემდეგნაირად:

აგებულია ამილოპექტინის მოლეკულა ანალოგიურადთუმცა, აქვს განშტოება ჯაჭვში, რაც ქმნის სივრცითი სტრუქტურა. განშტოების წერტილებში მონოსაქარიდის ნარჩენები დაკავშირებულია (1-6)-გლიკოზიდური ბმებით. განშტოების წერტილებს შორის ჩვეულებრივ 20-25 გლუკოზის ნარჩენია.

(ამილოპექტინი)

სახამებელი ადვილად ექვემდებარება ჰიდროლიზს: გოგირდმჟავას თანდასწრებით გაცხელებისას წარმოიქმნება გლუკოზა.

(C 6 H 10 O 5 ) n (სახამებელი) + nH 2 O –– H 2 SO 4, t ° ® nC 6 H 12 O 6 (გლუკოზა)

რეაქციის პირობებიდან გამომდინარე, ჰიდროლიზი შეიძლება განხორციელდეს ეტაპობრივად, შუალედური პროდუქტების წარმოქმნით.

(C 6 H 10 O 5 ) n (სახამებელი) ® (C 6 H 10 O 5 ) m (დექსტრინები (მ< n )) ® xC 12 H 22 O 11 (мальтоза) ® nC 6 H 12 O 6 (глюкоза)

სახამებელზე თვისებრივი რეაქციაა მისი ურთიერთქმედება იოდთან - შეინიშნება მკვეთრი ლურჯი შეფერილობა. ასეთი შეღებვა ჩნდება, თუ იოდის ხსნარის წვეთი მოთავსდება კარტოფილის ნაჭერზე ან თეთრი პურის ნაჭერზე.

სახამებელი არ შედის "ვერცხლის სარკის" რეაქციაში.

სახამებელი ღირებული საკვები პროდუქტია. მისი შეწოვის გასაადვილებლად სახამებლის შემცველი პროდუქტები ექვემდებარება თერმულ დამუშავებას, ე.ი. კარტოფილი და მარცვლეული იხარშება, პური ცხვება. ამ შემთხვევაში განხორციელებული დექსტრინიზაციის (დექსტრინების წარმოქმნა) პროცესები ხელს უწყობს ორგანიზმის მიერ სახამებლის უკეთეს შეწოვას და შემდგომ ჰიდროლიზს გლუკოზამდე.

კვების მრეწველობაში სახამებელი გამოიყენება სოსისების, საკონდიტრო ნაწარმისა და კულინარიული პროდუქტების წარმოებაში. იგი ასევე გამოიყენება გლუკოზის მისაღებად, ქაღალდის, ქსოვილების, ადჰეზივების, მედიკამენტების და ა.შ.

ცელულოზა (ბოჭკოვანი)

ცელულოზა მცენარეთა ყველაზე გავრცელებული პოლისაქარიდია. მას აქვს დიდი მექანიკური ძალა და მოქმედებს როგორც მცენარეების დამხმარე მასალა. ხე შეიცავს 50-70% ცელულოზას, ბამბა თითქმის სუფთა ცელულოზაა.

სახამებლის მსგავსად, ცელულოზის სტრუქტურული ერთეულიად - გლუკოპირანოზა, რომლის რგოლები დაკავშირებულია (1-4) -გლიკოზიდური ბმებით. თუმცა, ცელულოზა განსხვავდება სახამებლისგან.ბ - გლიკოზიდური ბმების კონფიგურაცია ციკლებსა და მკაცრად ხაზოვან სტრუქტურას შორის.

ცელულოზა შედგება ძაფისებრი მოლეკულებისგან, რომლებიც იკრიბებიან ჩალიჩებად ჰიდროქსილის ჯგუფების წყალბადის ბმებით ჯაჭვის შიგნით, აგრეთვე მიმდებარე ჯაჭვებს შორის. სწორედ ეს ჯაჭვის შეფუთვა უზრუნველყოფს მაღალ მექანიკურ სიმტკიცეს, ბოჭკოს შემცველობას, წყალში უხსნადობას და ქიმიურ ინერტულობას, რაც ცელულოზას იდეალურ მასალად აქცევს უჯრედის კედლების ასაშენებლად.

ბ - გლიკოზიდურ ბმას არ ანადგურებს ადამიანის საჭმლის მომნელებელი ფერმენტები, ამიტომ ცელულოზა მას საკვებად ვერ გამოდგება, თუმცა გარკვეული რაოდენობით ნორმალური კვებისათვის აუცილებელი ბალასტური ნივთიერებაა. ცხოველურ ცხოველებს კუჭში აქვთ ცელულოზის მომნელებელი ფერმენტები, ამიტომ მცოცავი ცხოველები საკვებ კომპონენტად ბოჭკოს იყენებენ.

წყალში და ჩვეულებრივ ორგანულ გამხსნელებში ცელულოზის უხსნადობის მიუხედავად, ის იხსნება შვეიცერის რეაგენტში (სპილენძის ჰიდროქსიდის ხსნარი ამიაკის შემადგენლობაში), ასევე კონცენტრირებული ხსნარითუთიის ქლორიდი და კონცენტრირებული გოგირდის მჟავა.

სახამებლის მსგავსად, ცელულოზა მჟავა ჰიდროლიზიაძლევს გლუკოზას.

ცელულოზა არის პოლიჰიდრული ალკოჰოლი; პოლიმერის ერთეულ უჯრედში სამი ელემენტია. ჰიდროქსილის ჯგუფები. ამასთან დაკავშირებით ცელულოზას ახასიათებს ესტერიფიკაციის რეაქციები (ესტერების წარმოქმნა). რეაქციები აზოტის მჟავადა ძმარმჟავას ანჰიდრიდი.

სრულად ესტერიფიცირებული ბოჭკო ცნობილია როგორც პიროქსილინი, რომელიც შესაბამისი დამუშავების შემდეგ გადაიქცევა უკვამლო ფხვნილად. ნიტრარების პირობებიდან გამომდინარე შეიძლება მიღებულ იქნას ცელულოზის დინიტრატი, რომელსაც ტექნიკაში კოლოქსილინს უწოდებენ. იგი ასევე გამოიყენება დენთის და მყარი საწვავის წარმოებაში. გარდა ამისა, ცელულოიდი მზადდება კოლოქსილინის ბაზაზე.

ტრიაცეტილცელულოზა (ან ცელულოზის აცეტატი) არის ღირებული პროდუქტი არაწვადი ფირისა და აბრეშუმის აცეტატის დასამზადებლად. ამისათვის ცელულოზის აცეტატი იხსნება დიქლორმეთანისა და ეთანოლის ნარევში და ეს ხსნარი თბილ ჰაერის ნაკადში გადადის სპინერების მეშვეობით. გამხსნელი აორთქლდება და ხსნარის ნაკადები გადაიქცევა აცეტატის აბრეშუმის ყველაზე თხელ ძაფებად.

ცელულოზა არ იძლევა „ვერცხლის სარკის“ რეაქციას.

ცელულოზის გამოყენებაზე საუბრისას არ შეიძლება ითქვას, რომ დიდი რაოდენობით ცელულოზა იხარჯება სხვადასხვა ქაღალდის დასამზადებლად. ქაღალდი არის ბოჭკოვანი ბოჭკოების თხელი ფენა, წებოვანი და დაჭერილი სპეციალურ ქაღალდის მანქანაზე.

ზემოაღნიშნულიდან უკვე ცხადია, რომ ადამიანების მიერ ცელულოზის გამოყენება იმდენად ფართო და მრავალფეროვანია, რომ დამოუკიდებელი განყოფილება შეიძლება დაეთმოს ცელულოზის ქიმიური დამუშავების პროდუქტების გამოყენებას.

განყოფილების დასასრული

ცოცხალი ორგანიზმების შემადგენელი უჯრედების ქიმიური თვისებები პირველ რიგში დამოკიდებულია ნახშირბადის ატომების რაოდენობაზე, რომლებიც შეადგენენ მშრალი მასის 50%-მდე. ძირითადში ნახშირბადის ატომებია ორგანული ნივთიერებები: ცილები, ნუკლეინის მჟავები, ლიპიდები და ნახშირწყლები. ამ უკანასკნელ ჯგუფში შედის ნახშირბადის და წყლის ნაერთები, რომლებიც შეესაბამება ფორმულას (CH 2 O) n, სადაც n უდრის ან აღემატება სამს. ნახშირბადის, წყალბადის და ჟანგბადის გარდა, მოლეკულები შეიძლება შეიცავდეს ფოსფორის, აზოტის და გოგირდის ატომებს. ამ სტატიაში ჩვენ შევისწავლით ნახშირწყლების როლს ადამიანის ორგანიზმში, ასევე მათი სტრუქტურის, თვისებებისა და ფუნქციების თავისებურებებს.

კლასიფიკაცია

ბიოქიმიაში ნაერთების ეს ჯგუფი იყოფა სამ კლასად: მარტივი შაქრები (მონოსაქარიდები), პოლიმერული ნაერთები გლიკოზიდური კავშირით - ოლიგოსაქარიდები და დიდი მოლეკულური წონის ბიოპოლიმერები - პოლისაქარიდები. ზემოაღნიშნული კლასების ნივთიერებები გვხვდება სხვადასხვა ტიპის უჯრედებში. მაგალითად, სახამებელი და გლუკოზა გვხვდება მცენარეთა სტრუქტურებში, გლიკოგენი ადამიანის ჰეპატოციტებში და სოკოს უჯრედის კედლებში, ხოლო ქიტინი ფეხსახსრიანების გარე ჩონჩხში. ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი ნახშირწყლებია. ნახშირწყლების როლი ორგანიზმში უნივერსალურია. ისინი ენერგიის მთავარი მიმწოდებლები არიან ბაქტერიების, ცხოველებისა და ადამიანების სასიცოცხლო გამოვლინებისთვის.

მონოსაქარიდები

მათ აქვთ ზოგადი ფორმულა C n H 2 n O n და იყოფა ჯგუფებად მოლეკულაში ნახშირბადის ატომების რაოდენობის მიხედვით: ტრიოზები, ტეტროზები, პენტოზები და ა.შ. უჯრედის ორგანელებისა და ციტოპლაზმის შემადგენლობაში მარტივ შაქარს აქვს ორი სივრცითი კონფიგურაცია: ციკლური და ხაზოვანი. პირველ შემთხვევაში, ნახშირბადის ატომები ერთმანეთთან დაკავშირებულია კოვალენტური სიგმა ბმებით და ქმნიან დახურულ ციკლებს, მეორე შემთხვევაში, ნახშირბადის ჩონჩხი არ არის დახურული და შეიძლება ჰქონდეს ტოტები. ორგანიზმში ნახშირწყლების როლის დასადგენად განვიხილოთ მათგან ყველაზე გავრცელებული – პენტოზები და ჰექსოზები.

იზომერები: გლუკოზა და ფრუქტოზა

მათ აქვთ იგივე მოლეკულური ფორმულა C 6 H 12 O 6 მაგრამ განსხვავებული სტრუქტურული ხედებიმოლეკულები. ადრეც დავრეკეთ წამყვანი როლინახშირწყლები ცოცხალ ორგანიზმში – ენერგია. ზემოაღნიშნული ნივთიერებები იშლება უჯრედის მიერ. შედეგად, ენერგია გამოიყოფა (17,6 კჯ ერთი გრამი გლუკოზადან). გარდა ამისა, 36 ATP მოლეკულები. გლუკოზის დაშლა ხდება მიტოქონდრიის მემბრანებზე (კრისტაზე) და წარმოადგენს ფერმენტული რეაქციების ჯაჭვს - კრებსის ციკლს. ეს არის ყველაზე მნიშვნელოვანი რგოლი დისიმილაციისას, რომელიც ხდება ჰეტეროტროფული ევკარიოტული ორგანიზმების ყველა უჯრედში გამონაკლისის გარეშე.

გლუკოზა ასევე წარმოიქმნება ძუძუმწოვრების მიოციტებში კუნთოვან ქსოვილში გლიკოგენის მარაგების დაშლის გამო. მომავალში მას იყენებენ, როგორც ადვილად დაშლად ნივთიერებას, ვინაიდან უჯრედების ენერგიით უზრუნველყოფა ნახშირწყლების მთავარი როლია ორგანიზმში. მცენარეები არიან ფოტოტროფები და აწარმოებენ საკუთარ გლუკოზას ფოტოსინთეზის დროს. ამ რეაქციებს კალვინის ციკლი ეწოდება. საწყისი მასალაარის ნახშირორჟანგი, ხოლო მიმღები არის რიბოლეზოდიფოსფატი. გლუკოზის სინთეზი ხდება ქლოროპლასტის მატრიცაში. ფრუქტოზა, რომელსაც აქვს იგივე მოლეკულური ფორმულა, როგორც გლუკოზა, შეიცავს მოლეკულაში ფუნქციური ჯგუფიკეტონები. ის უფრო ტკბილია ვიდრე გლუკოზა და გვხვდება თაფლში, ასევე კენკრისა და ხილის წვენში. ამრიგად, ბიოლოგიური როლინახშირწყლები ორგანიზმში უპირველეს ყოვლისა არის მათი, როგორც ენერგიის სწრაფი წყაროს გამოყენება.

პენტოზების როლი მემკვიდრეობაში

მოდით ვისაუბროთ მონოსაქარიდების კიდევ ერთ ჯგუფზე - რიბოზასა და დეზოქსირიბოზაზე. მათი უნიკალურობა მდგომარეობს იმაში, რომ ისინი პოლიმერების - ნუკლეინის მჟავების ნაწილია. ყველა ორგანიზმისთვის, სიცოცხლის არაუჯრედული ფორმების ჩათვლით, დნმ და რნმ არის მთავარი მატარებლები მემკვიდრეობითი ინფორმაცია. რიბოზა გვხვდება რნმ-ის მოლეკულებში, ხოლო დეზოქსირიბოზა გვხვდება დნმ-ის ნუკლეოტიდებში. შესაბამისად, ნახშირწყლების ბიოლოგიური როლი ადამიანის ორგანიზმში არის ის, რომ ისინი მონაწილეობენ მემკვიდრეობითი ერთეულების – გენებისა და ქრომოსომების ფორმირებაში.

პენტოზების მაგალითები, რომლებიც შეიცავს ალდეჰიდის ჯგუფს და გავრცელებულია ფლორა, არის ქსილოზა (აღმოჩენილია ღეროებსა და თესლებში), ალფა-არაბინოზა (აღმოჩენილია ქვის ხეხილის რეზინაში). ამრიგად, ნახშირწყლების განაწილება და ბიოლოგიური როლი ორგანიზმში უმაღლესი მცენარეებისაკმარისად დიდია.

რა არის ოლიგოსაქარიდები

თუ მონოსაქარიდის მოლეკულების ნარჩენები, როგორიცაა გლუკოზა ან ფრუქტოზა, დაკავშირებულია კოვალენტური ბმები, შემდეგ წარმოიქმნება ოლიგოსაქარიდები - პოლიმერული ნახშირწყლები. ნახშირწყლების როლი როგორც მცენარეების, ასევე ცხოველების ორგანიზმში მრავალფეროვანია. ეს განსაკუთრებით ეხება დისაქარიდებს. მათ შორის ყველაზე გავრცელებულია საქაროზა, ლაქტოზა, მალტოზა და ტრეჰალოზა. ასე რომ, საქაროზა, რომელსაც სხვაგვარად ლერწამი ეწოდება, ან გვხვდება მცენარეებში ხსნარის სახით და ინახება მათ ფესვებში ან ღეროებში. ჰიდროლიზის შედეგად წარმოიქმნება გლუკოზის და ფრუქტოზის მოლეკულები. არის ცხოველური წარმოშობის. ზოგიერთ ადამიანს აქვს ამ ნივთიერების შეუწყნარებლობა, რომელიც დაკავშირებულია ფერმენტ ლაქტაზას ჰიპოსეკრეციასთან, რომელიც არღვევს რძის შაქარს გალაქტოზასა და გლუკოზაში. ნახშირწყლების როლი ორგანიზმის ცხოვრებაში მრავალფეროვანია. მაგალითად, დისაქარიდი ტრეჰალოზა, რომელიც შედგება ორი გლუკოზის ნარჩენებისგან, არის კიბოსნაირთა, ობობებისა და მწერების ჰემოლიმფის ნაწილი. ის ასევე გვხვდება სოკოების და ზოგიერთი წყალმცენარეების უჯრედებში.

კიდევ ერთი დისაქარიდი - მალტოზა, ან ალაოს შაქარი, გვხვდება ჭვავის ან ქერის მარცვლებში მათი გამწვანების დროს, არის მოლეკულა, რომელიც შედგება ორი გლუკოზის ნარჩენებისგან. იგი წარმოიქმნება მცენარეული ან ცხოველური სახამებლის დაშლის შედეგად. ადამიანისა და ძუძუმწოვრების წვრილ ნაწლავში მალტოზა იშლება ფერმენტ მალტაზას მოქმედებით. პანკრეასის წვენში მისი არარსებობის შემთხვევაში, პათოლოგია წარმოიქმნება საკვებში გლიკოგენის ან მცენარეული სახამებლის მიმართ შეუწყნარებლობის გამო. ამ შემთხვევაში გამოიყენება სპეციალური დიეტა და თავად ფერმენტი ემატება დიეტას.

რთული ნახშირწყლები ბუნებაში

ისინი ძალიან გავრცელებულია, განსაკუთრებით მცენარეთა სამეფოში, ისინი ბიოპოლიმერები არიან და აქვთ დიდი მოლეკულური წონა. მაგალითად, სახამებელში არის 800 000, ხოლო ცელულოზაში 1 600 000. პოლისაქარიდები განსხვავდებიან მონომერული შემადგენლობით, პოლიმერიზაციის ხარისხით და ჯაჭვის სიგრძით. მარტივი შაქრებისა და ოლიგოსაქარიდებისგან განსხვავებით, რომლებიც კარგად იხსნება წყალში და აქვთ მოტკბო გემო, პოლისაქარიდები ჰიდროფობიური და უგემოვნოა. განვიხილოთ ნახშირწყლების როლი ადამიანის ორგანიზმში გლიკოგენის - ცხოველური სახამებლის მაგალითის გამოყენებით. ის სინთეზირდება გლუკოზისგან და ინახება ჰეპატოციტებში და ჩონჩხის კუნთების უჯრედებში, სადაც მისი შემცველობა ორჯერ მეტია, ვიდრე ღვიძლში. კანქვეშა ცხიმოვანი ქსოვილი, ნეიროციტები და მაკროფაგები ასევე შეუძლიათ გლიკოგენის ფორმირება. კიდევ ერთი პოლისაქარიდი, მცენარეული სახამებელი, არის ფოტოსინთეზის პროდუქტი და იქმნება მწვანე პლასტიდებში.

კაცობრიობის ცივილიზაციის დასაწყისიდანვე სახამებლის მთავარი მომწოდებელი იყო ძვირფასი კულტურები: ბრინჯი, კარტოფილი, სიმინდი. ისინი ჯერ კიდევ დედამიწის მკვიდრთა დიდი უმრავლესობის დიეტის საფუძველია. ამიტომ ნახშირწყლები ასე ღირებულია. ნახშირწყლების როლი ორგანიზმში, როგორც ვხედავთ, არის მათი, როგორც ენერგო ინტენსიური და სწრაფად ათვისებადი ორგანული ნივთიერებების გამოყენება.

არსებობს პოლისაქარიდების ჯგუფი, რომელთა მონომერებია ჰიალურონის მჟავის ნარჩენები. მათ პექტინებს უწოდებენ და მცენარეული უჯრედების სტრუქტურული ნივთიერებებია. მათში განსაკუთრებით მდიდარია ვაშლის კანი, ჭარხლის რბილობი. ფიჭური ნივთიერებები პექტინები არეგულირებენ უჯრედშიდა წნევას - ტურგორს. საკონდიტრო მრეწველობაში ისინი გამოიყენება როგორც ჟელეს წარმომქმნელი აგენტები და გასქელება მარშმელოუსა და მარმელადის მაღალი ხარისხის ჯიშების წარმოებაში. AT დიეტური საკვებიგამოიყენება როგორც ბიოლოგიური აქტიური ნივთიერებებიკარგად აშორებს ტოქსინებს მსხვილი ნაწლავიდან.

რა არის გლიკოლიპიდები

Ეს არის საინტერესო ჯგუფი რთული ნაერთებინახშირწყლები და ცხიმები, რომლებიც გვხვდება ნერვულ ქსოვილში. იგი შედგება ძუძუმწოვრების ტვინისა და ზურგის ტვინისგან. გლიკოლიპიდები ასევე გვხვდება უჯრედის მემბრანები. მაგალითად, ბაქტერიებში, ისინი მონაწილეობენ ამ ნაერთების ზოგიერთ ანტიგენში (ნივთიერებები, რომლებიც ავლენენ Landsteiner AB0 სისტემის სისხლის ჯგუფებს). ცხოველების, მცენარეების და ადამიანების უჯრედებში გლიკოლიპიდების გარდა არის ცხიმის დამოუკიდებელი მოლეკულებიც. ისინი ასრულებენ პირველ რიგში ენერგეტიკული ფუნქცია. ერთი გრამი ცხიმის გაყოფისას გამოიყოფა 38,9 კჯ ენერგია. ლიპიდებს ასევე ახასიათებთ სტრუქტურული ფუნქცია (ისინი უჯრედის მემბრანების ნაწილია). ამრიგად, ამ ფუნქციებს ასრულებენ ნახშირწყლები და ცხიმები. მათი როლი ორგანიზმში განსაკუთრებით დიდია.

ნახშირწყლების და ლიპიდების როლი ორგანიზმში

ადამიანისა და ცხოველის უჯრედებში შეიძლება შეინიშნოს პოლისაქარიდების და ცხიმების ურთიერთტრანსფორმაციები, რომლებიც ხდება მეტაბოლიზმის შედეგად. დიეტოლოგებმა დაადგინეს, რომ სახამებლის შემცველი საკვების ჭარბი მოხმარება იწვევს ცხიმის დაგროვებას. თუ ადამიანს აქვს პანკრეასის დარღვევა ამილაზას გამოყოფის კუთხით ან უხელმძღვანელებს უმოძრაო ცხოვრების წესს, მისი წონა შეიძლება მნიშვნელოვნად გაიზარდოს. უნდა გვახსოვდეს, რომ ნახშირწყლებით მდიდარი საკვები ძირითადად თორმეტგოჯა ნაწლავში იშლება გლუკოზამდე. ის შეიწოვება წვრილი ნაწლავის ვილის კაპილარების მიერ და დეპონირდება ღვიძლში და კუნთებში გლიკოგენის სახით. რაც უფრო ინტენსიურია ნივთიერებათა ცვლა ორგანიზმში, მით უფრო აქტიურად იშლება ის გლუკოზამდე. შემდეგ მას იყენებენ უჯრედები, როგორც ძირითადი ენერგეტიკული მასალა. ეს ინფორმაცია ემსახურება პასუხს კითხვაზე, თუ რა როლს ასრულებენ ნახშირწყლები ადამიანის ორგანიზმში.

გლიკოპროტეინების ღირებულება

ამ ჯგუფის ნივთიერებების ნაერთები წარმოდგენილია ნახშირწყლების + ცილოვანი კომპლექსით. მათ ასევე უწოდებენ გლიკოკონიუგატებს. ეს არის ანტისხეულები, ჰორმონები, მემბრანული სტრუქტურები. უახლესმა ბიოქიმიურმა კვლევებმა დაადგინა, რომ თუ გლიკოპროტეინები იწყებენ მშობლიური (ბუნებრივი) სტრუქტურის შეცვლას, ეს იწვევს ისეთი რთული დაავადებების განვითარებას, როგორიცაა ასთმა, რევმატოიდული ართრიტი და კიბო. დიდია გლიკოკონიუგატების როლი უჯრედულ მეტაბოლიზმში. ასე რომ, ინტერფერონები თრგუნავენ ვირუსების რეპროდუქციას, იმუნოგლობულინები იცავს ორგანიზმს პათოგენური აგენტებისგან. სისხლის ცილები ასევე მიეკუთვნება ნივთიერებების ამ ჯგუფს. ისინი უზრუნველყოფენ დამცავ და ბუფერულ თვისებებს. ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი ფუნქცია დასტურდება იმით, რომ ნახშირწყლების ფიზიოლოგიური როლი ორგანიზმში მრავალფეროვანი და უაღრესად მნიშვნელოვანია.

სად და როგორ წარმოიქმნება ნახშირწყლები?

მარტივი და რთული შაქრის ძირითადი მომწოდებლები არიან მწვანე მცენარეები: წყალმცენარეები, უმაღლესი სპორები, სპერმები და აყვავებული მცენარეები. ყველა მათგანი შეიცავს პიგმენტ ქლოროფილს მათ უჯრედებში. ეს არის თილაკოიდების ნაწილი - ქლოროპლასტების სტრუქტურები. რუსმა მეცნიერმა K.A. Timiryazev-მა შეისწავლა ფოტოსინთეზის პროცესი, რომელიც იწვევს ნახშირწყლების წარმოქმნას. ნახშირწყლების როლი მცენარის სხეულში არის სახამებლის დაგროვება ხილში, თესლში და ბოლქვებში, ანუ მცენარეული ორგანოები. ფოტოსინთეზის მექანიზმი საკმაოდ რთულია და შედგება ფერმენტული რეაქციების სერიისგან, რომელიც მიმდინარეობს როგორც სინათლეში, ასევე სიბნელეში. გლუკოზა სინთეზირდება ნახშირორჟანგიდან ფერმენტების მოქმედებით. ჰეტეროტროფული ორგანიზმები მწვანე მცენარეებს საკვებსა და ენერგიის წყაროდ იყენებენ. ამრიგად, ეს არის მცენარეები, რომლებიც ყველაფერში პირველი რგოლია და მწარმოებლებს უწოდებენ.

ჰეტეროტროფული ორგანიზმების უჯრედებში ნახშირწყლები სინთეზირდება გლუვი (აგრანულარული) არხებით. ენდოპლაზმურ ბადეში. შემდეგ ისინი გამოიყენება როგორც ენერგია და სამშენებლო მასალა. მცენარეულ უჯრედებში ნახშირწყლები დამატებით წარმოიქმნება გოლგის კომპლექსში, შემდეგ კი მიდის ცელულოზის უჯრედის კედლის ფორმირებაზე. ხერხემლიანების მონელების პროცესში ნახშირწყლებით მდიდარი ნაერთები ნაწილობრივ იშლება პირის ღრუსდა კუჭის. ძირითადი დისიმილაციის რეაქციები ხდება თორმეტგოჯა ნაწლავში. ის გამოყოფს პანკრეასის წვენს, რომელიც შეიცავს ფერმენტ ამილაზას, რომელიც არღვევს სახამებელს გლუკოზაში. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, გლუკოზა შეიწოვება სისხლში წვრილ ნაწლავში და მიეწოდება ყველა უჯრედში. აქ იგი გამოიყენება როგორც ენერგიის წყარო და სტრუქტურული ნივთიერება. ეს ხსნის ნახშირწყლების როლს სხეულში.

ჰეტეროტროფული უჯრედების სუპრამემბრანული კომპლექსები

ისინი დამახასიათებელია ცხოველებისა და სოკოებისთვის. ქიმიური შემადგენლობა და მოლეკულური ორგანიზაციაეს სტრუქტურები წარმოდგენილია ისეთი ნაერთებით, როგორიცაა ლიპიდები, ცილები და ნახშირწყლები. ნახშირწყლების როლი ორგანიზმში არის მემბრანების მონაწილეობა და მშენებლობა. ადამიანის და ცხოველის უჯრედებს აქვთ სპეციალური სტრუქტურული კომპონენტი, რომელსაც გლიკოკალიქსი ეწოდება. ეს თხელი ზედაპირის ფენა შედგება გლიკოლიპიდებისგან და გლიკოპროტეინებისგან, რომლებიც დაკავშირებულია მათთან ციტოპლაზმური მემბრანა. ის უზრუნველყოფს უჯრედების პირდაპირ კავშირს გარე გარემოსთან. აქ ასევე ხდება სტიმულის აღქმა და უჯრედგარე მონელება. მათი ნახშირწყლების გარსის წყალობით, უჯრედები ერთმანეთს ეწებება ქსოვილების შესაქმნელად. ამ ფენომენს ადჰეზია ეწოდება. ჩვენ ასევე დავამატებთ, რომ ნახშირწყლების მოლეკულების "კუდები" განლაგებულია უჯრედის ზედაპირის ზემოთ და მიმართულია ინტერსტიციულ სითხეში.

ჰეტეროტროფული ორგანიზმების სხვა ჯგუფს, სოკოებს, ასევე აქვს ზედაპირული აპარატი, რომელსაც უჯრედის კედელი ეწოდება. მასში შედის კომპლექსური შაქარი - ქიტინი, გლიკოგენი. ზოგიერთი სახეობის სოკო ასევე შეიცავს ხსნადი ნახშირწყლებიროგორიცაა ტრეჰალოზა, რომელსაც სოკოს შაქარს უწოდებენ.

ერთუჯრედულ ცხოველებში, როგორიცაა ცილიტები, ზედაპირული ფენა, პელიკულა, ასევე შეიცავს ოლიგოსაქარიდების კომპლექსებს ცილებთან და ლიპიდებთან. ზოგიერთ პროტოზოვაში მარცვალი საკმაოდ თხელია და არ უშლის ხელს სხეულის ფორმის შეცვლას. სხვებში კი ის სქელდება და ძლიერდება, როგორც ჭურვი, ასრულებს დამცავ ფუნქციას.

მცენარის უჯრედის კედელი

იგი ასევე შეიცავს დიდი რაოდენობით ნახშირწყლებს, განსაკუთრებით ცელულოზას, რომელიც გროვდება ბოჭკოვანი შეკვრების სახით. ეს სტრუქტურები ქმნიან ჩარჩოს, რომელიც ჩაშენებულია კოლოიდურ მატრიცაში. იგი ძირითადად შედგება ოლიგო- და პოლისაქარიდებისგან. მცენარის უჯრედების კედლები შეიძლება გახდეს lignified. ამ შემთხვევაში ცელულოზის შეკვრას შორის არსებული ხარვეზები ივსება სხვა ნახშირწყლებით - ლიგნინით. ის აძლიერებს უჯრედის მემბრანის დამხმარე ფუნქციებს. ხშირად, განსაკუთრებით მრავალწლიან მერქნიან მცენარეებში, გარე ფენაცელულოზისგან შემდგარი დაფარულია ცხიმის მსგავსი ნივთიერებით - სუბერინი. ის ხელს უშლის წყლის შეღწევას მცენარის ქსოვილებში, ამიტომ ქვედა უჯრედები სწრაფად იღუპებიან და იფარება კორპის ფენით.

ზემოაღნიშნულის შეჯამებით, ჩვენ ვხედავთ, რომ ნახშირწყლები და ცხიმები მჭიდრო კავშირშია მცენარეთა უჯრედის კედელში. მათი როლი ფოტოტროფების ორგანიზმში ძნელია შეფასდეს, რადგან გლიკოლიპიდური კომპლექსები უზრუნველყოფენ დამხმარე და დამცავ ფუნქციებს. მოდით შევისწავლოთ დრობიანკას სამეფოს ორგანიზმებისთვის დამახასიათებელი ნახშირწყლების მრავალფეროვნება. მასში შედის პროკარიოტები, კერძოდ ბაქტერიები. მათი უჯრედის კედელი შეიცავს ნახშირწყალს, რომელსაც ეწოდება მურეინი. ზედაპირის აპარატის სტრუქტურიდან გამომდინარე, ბაქტერიები იყოფა გრამდადებითად და გრამუარყოფითად.

მეორე ჯგუფის სტრუქტურა უფრო რთულია. ამ ბაქტერიებს აქვთ ორი ფენა: პლასტიკური და ხისტი. პირველი შეიცავს მუკოპოლისაქარიდებს, როგორიცაა მურეინი. მისი მოლეკულები ჰგავს დიდ ქსელურ სტრუქტურებს, რომლებიც ქმნიან კაფსულას ბაქტერიული უჯრედის გარშემო. მეორე ფენა შედგება პეპტიდოგლიკანისგან - პოლისაქარიდებისა და ცილების ერთობლიობისგან.

უჯრედის კედლის ლიპოპოლისაქარიდები საშუალებას აძლევენ ბაქტერიებს ძლიერად მიეწებონ სხვადასხვა სუბსტრატებს, როგორიცაა კბილის მინანქარი ან ევკარიოტული უჯრედების მემბრანა. გარდა ამისა, გლიკოლიპიდები ხელს უწყობენ ბაქტერიული უჯრედების ერთმანეთთან ადჰეზიას. ამ გზით, მაგალითად, წარმოიქმნება სტრეპტოკოკის ჯაჭვები, სტაფილოკოკების მტევანი, უფრო მეტიც, პროკარიოტების ზოგიერთ სახეობას აქვს დამატებითი ლორწოვანი გარსი - პეპლოსი. ის შეიცავს პოლისაქარიდებს თავის შემადგენლობაში და ადვილად ნადგურდება მყარის მოქმედებით რადიაციაან გარკვეულ ქიმიკატებთან კონტაქტით, როგორიცაა ანტიბიოტიკები.

§ 1. ნახშირწყლების კლასიფიკაცია და ფუნქციები

ჯერ კიდევ ძველ დროში კაცობრიობა გაეცნო ნახშირწყლებს და ისწავლა მათი გამოყენება Ყოველდღიური ცხოვრების. ბამბა, სელი, ხე, სახამებელი, თაფლი, ლერწმის შაქარი მხოლოდ ნახშირწყლებია, რომლებმაც მნიშვნელოვანი როლი ითამაშეს ცივილიზაციის განვითარებაში. ნახშირწყლები ბუნებაში ყველაზე გავრცელებული ორგანული ნაერთებია. ისინი ნებისმიერი ორგანიზმის უჯრედების განუყოფელი კომპონენტებია, მათ შორის ბაქტერიები, მცენარეები და ცხოველები. მცენარეებში ნახშირწყლები შეადგენს მშრალი წონის 80-90%-ს, ცხოველებში - სხეულის წონის დაახლოებით 2%-ს. მათ სინთეზს ნახშირორჟანგიდან და წყლისგან ახორციელებენ მწვანე მცენარეები ენერგიის გამოყენებით. მზის სინათლე (ფოტოსინთეზი ). ამ პროცესის მთლიანი სტექიომეტრიული განტოლებაა:

გლუკოზა და სხვა მარტივი ნახშირწყლები შემდეგ გარდაიქმნება უფრო რთულ ნახშირწყლებში, როგორიცაა სახამებელი და ცელულოზა. მცენარეები იყენებენ ამ ნახშირწყლებს ენერგიის გასათავისუფლებლად სუნთქვის პროცესში. ეს პროცესი არსებითად არის ფოტოსინთეზის პროცესის საპირისპირო პროცესი:

საინტერესოა იცოდე! მწვანე მცენარეები და ბაქტერიები ფოტოსინთეზის პროცესში ყოველწლიურად შთანთქავენ დაახლოებით 200 მილიარდ ტონა ნახშირორჟანგს ატმოსფეროდან. ამ შემთხვევაში, დაახლოებით 130 მილიარდი ტონა ჟანგბადი გამოიყოფა ატმოსფეროში და 50 მილიარდი ტონა ორგანული ნახშირბადის ნაერთები, ძირითადად ნახშირწყლები, სინთეზირებულია.

ცხოველებს არ შეუძლიათ ნახშირორჟანგისა და წყლისგან ნახშირწყლების სინთეზირება. ნახშირწყლების საკვებთან ერთად მოხმარებით ცხოველები ხარჯავენ მათში დაგროვილ ენერგიას სასიცოცხლო პროცესების შესანარჩუნებლად. მაღალი შემცველობანახშირწყლებს ახასიათებს ჩვენი საკვების ისეთი სახეობები, როგორიცაა პურპროდუქტები, კარტოფილი, მარცვლეული და ა.შ.

სახელწოდება "ნახშირწყლები" ისტორიულია. ამ ნივთიერებების პირველი წარმომადგენლები აღწერილი იქნა შემაჯამებელი ფორმულით Cm H 2 n O n ან C m (H 2 O) n . ნახშირწყლების სხვა სახელია საჰარა - უმარტივესი ნახშირწყლების ტკბილი გემოს გამო. თავისებურად ქიმიური სტრუქტურანახშირწყლები ნაერთების რთული და მრავალფეროვანი ჯგუფია. მათ შორის არის როგორც საკმაოდ მარტივი ნაერთები, რომელთა მოლეკულური წონა დაახლოებით 200-ია, ასევე გიგანტური პოლიმერები, მოლეკულური მასარომელიც რამდენიმე მილიონს აღწევს. ნახშირბადის, წყალბადის და ჟანგბადის ატომებთან ერთად ნახშირწყლები შეიძლება შეიცავდეს ფოსფორის, აზოტის, გოგირდის და იშვიათად სხვა ელემენტების ატომებს.

ნახშირწყლების კლასიფიკაცია

ყველა ცნობილი ნახშირწყალი შეიძლება დაიყოს ორად დიდი ჯგუფები – მარტივი ნახშირწყლები და რთული ნახშირწყლები. ცალკე ჯგუფიშეადგინოს ნახშირწყლების შემცველი შერეული პოლიმერები, მაგალითად, გლიკოპროტეინები- კომპლექსი ცილის მოლეკულით, გლიკოლიპიდები -კომპლექსი ლიპიდთან და ა.შ.

მარტივი ნახშირწყლები (მონოსაქარიდები ან მონოზები) არის პოლიჰიდროქსიკარბონილის ნაერთები, რომლებსაც არ შეუძლიათ ჰიდროლიზის დროს ნახშირწყლების მარტივი მოლეკულების წარმოქმნა. თუ მონოსაქარიდები შეიცავს ალდეჰიდის ჯგუფს, მაშინ ისინი მიეკუთვნებიან ალდოზების კლასს (ალდეჰიდის სპირტები), თუ კეტონები - კეტოზების კლასს (კეტოალკოჰოლები). მონოსაქარიდის მოლეკულაში ნახშირბადის ატომების რაოდენობის მიხედვით განასხვავებენ ტრიოზებს (C 3), ტეტროზებს (C 4), პენტოზებს (C 5), ჰექსოზებს (C 6) და ა.შ.

ბუნებაში ყველაზე გავრცელებულია პენტოზები და ჰექსოზები.

კომპლექსინახშირწყლები ( პოლისაქარიდები, ან პოლიოზი) არის პოლიმერები, რომლებიც აგებულია მონოსაქარიდის ნარჩენებისგან. ისინი ჰიდროლიზდებიან და წარმოქმნიან მარტივ ნახშირწყლებს. პოლიმერიზაციის ხარისხიდან გამომდინარე, ისინი იყოფა დაბალმოლეკულურ წონად ( ოლიგოსაქარიდები, რომლის პოლიმერიზაციის ხარისხი, როგორც წესი, 10-ზე ნაკლებია) და მაკრომოლეკულური. ოლიგოსაქარიდები შაქრის მსგავსი ნახშირწყლებია, რომლებიც წყალში ხსნადია და აქვთ ტკბილი გემო. ლითონის იონების შემცირების უნარის მიხედვით (Cu 2+, Ag +), ისინი იყოფა აღმდგენიდა არაშემამცირებელი. პოლისაქარიდები, შემადგენლობის მიხედვით, ასევე შეიძლება დაიყოს ორ ჯგუფად: ჰომოპოლისაქარიდებიდა ჰეტეროპოლისაქარიდები. ჰომოპოლისაქარიდები აგებულია იმავე ტიპის მონოსაქარიდის ნარჩენებისგან, ხოლო ჰეტეროპოლისაქარიდები სხვადასხვა მონოსაქარიდების ნარჩენებისგან.

ის, რაც ითქვა ნახშირწყლების თითოეული ჯგუფის ყველაზე გავრცელებული წარმომადგენლების მაგალითებით, შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგი დიაგრამის სახით:

ნახშირწყლების ფუნქციები

პოლისაქარიდების ბიოლოგიური ფუნქციები ძალიან მრავალფეროვანია.

ენერგიისა და შენახვის ფუნქცია

ნახშირწყლები შეიცავს კალორიების ძირითად რაოდენობას, რომელსაც ადამიანი მოიხმარს საკვებთან ერთად. სახამებელი არის საკვების მთავარი ნახშირწყალი. ის გვხვდება პურპროდუქტებში, კარტოფილში, მარცვლეულის შემადგენლობაში. ადამიანის დიეტა ასევე შეიცავს გლიკოგენს (ღვიძლში და ხორცში), საქაროზას (სხვადასხვა კერძების დანამატის სახით), ფრუქტოზას (ხილსა და თაფლში), ლაქტოზას (რძეში). პოლისაქარიდები, სანამ ორგანიზმში შეიწოვება, უნდა იყოს ჰიდროლიზებული საჭმლის მომნელებელი ფერმენტებიმონოსაქარიდებისადმი. მხოლოდ ამ ფორმით ისინი შეიწოვება სისხლში. სისხლის ნაკადის დროს მონოსაქარიდები შედიან ორგანოებსა და ქსოვილებში, სადაც ისინი გამოიყენება საკუთარი ნახშირწყლების ან სხვა ნივთიერებების სინთეზისთვის, ან განიცდიან გაყოფას, რათა მათგან ენერგია გამოიტანონ.

გლუკოზის დაშლის შედეგად გამოთავისუფლებული ენერგია ინახება ატფ-ის სახით. გლუკოზის დაშლის ორი პროცესი არსებობს: ანაერობული (ჟანგბადის არარსებობის შემთხვევაში) და აერობული (ჟანგბადის თანდასწრებით). რძემჟავა წარმოიქმნება ანაერობული პროცესის შედეგად

რომელიც მძიმესთან ერთად ფიზიკური აქტივობაგროვდება კუნთებში და იწვევს ტკივილს.

აერობული პროცესის შედეგად გლუკოზა იჟანგება ნახშირბადის მონოქსიდში (IV) და წყალში:

გლუკოზის აერობული დაშლის შედეგად გაცილებით მეტი ენერგია გამოიყოფა, ვიდრე ანაერობული დაშლის შედეგად. ზოგადად, 1 გ ნახშირწყლების დაჟანგვის შედეგად გამოიყოფა 16,9 კჯ ენერგია.

გლუკოზას შეუძლია გაიაროს ალკოჰოლური დუღილი. ეს პროცესი ხორციელდება საფუარის მიერ ანაერობულ პირობებში:

ალკოჰოლური დუღილი ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში ღვინისა და ეთილის სპირტის წარმოებისთვის.

ადამიანმა ისწავლა არა მხოლოდ ალკოჰოლური დუღილის გამოყენება, არამედ აღმოაჩინა რძემჟავა დუღილის გამოყენება, მაგალითად, რძემჟავა პროდუქტებისა და მწნილის ბოსტნეულის მისაღებად.

ადამიანებში და ცხოველებში არ არსებობს ფერმენტები, რომლებსაც შეუძლიათ ცელულოზის ჰიდროლიზება; მიუხედავად ამისა, ცელულოზა არის მთავარი საკვები კომპონენტი მრავალი ცხოველისთვის, განსაკუთრებით კი მწერებისთვის. ამ ცხოველების კუჭი შეიცავს დიდი რაოდენობით ბაქტერიებსა და პროტოზოებს, რომლებიც წარმოქმნიან ფერმენტს ცელულაზაკატალიზებს ცელულოზის ჰიდროლიზს გლუკოზამდე. ამ უკანასკნელმა შეიძლება განიცადოს შემდგომი გარდაქმნები, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ბუტირის, ძმარმჟავას, პროპიონის მჟავები, რომლებიც შეიძლება შეიწოვება მხოველების სისხლში.

ნახშირწყლები ასევე ასრულებენ სარეზერვო ფუნქციას. ასე რომ, სახამებელი, საქაროზა, გლუკოზა მცენარეებში და გლიკოგენიცხოველებში ისინი მათი უჯრედების ენერგიის რეზერვია.

სტრუქტურული, დამხმარე და დამცავი ფუნქციები

ცელულოზა მცენარეებში და ქიტინიუხერხემლოებსა და სოკოებში ისინი ასრულებენ დამხმარე და დამცავ ფუნქციებს. პოლისაქარიდები ქმნიან კაფსულას მიკროორგანიზმებში, რითაც აძლიერებენ მემბრანას. ბაქტერიების ლიპოპოლისაქარიდები და ცხოველური უჯრედების ზედაპირის გლიკოპროტეინები უზრუნველყოფენ უჯრედშორისი ურთიერთქმედების და ორგანიზმის იმუნოლოგიური რეაქციების სელექციურობას. Ribose ემსახურება სამშენებლო მასალარნმ-სთვის და დეზოქსირიბოზა დნმ-ისთვის.

ასრულებს დამცავ ფუნქციას ჰეპარინი. ეს ნახშირწყალი, როგორც სისხლის შედედების ინჰიბიტორი, ხელს უშლის სისხლის შედედების წარმოქმნას. ის სისხლში გვხვდება და შემაერთებელი ქსოვილიძუძუმწოვრები. ბაქტერიების უჯრედის კედლები, რომლებიც წარმოიქმნება პოლისაქარიდების მიერ, ერთმანეთთან არის დაკავშირებული მოკლე ამინომჟავების ჯაჭვებით, იცავს ბაქტერიული უჯრედებიუარყოფითი გავლენისგან. ნახშირწყლები მონაწილეობენ კიბოსნაირებსა და მწერებში გარე ჩონჩხის აგებაში, რომელიც ასრულებს დამცავ ფუნქციას.

მარეგულირებელი ფუნქცია

ბოჭკოვანი აძლიერებს ნაწლავის მოძრაობას, რითაც აუმჯობესებს საჭმლის მონელებას.

საინტერესო შესაძლებლობაა ნახშირწყლების გამოყენება, როგორც თხევადი საწვავის - ეთანოლის წყარო. უძველესი დროიდან ხე გამოიყენებოდა სახლების გასათბობად და სამზარეულოსთვის. AT თანამედროვე საზოგადოებაამ ტიპის საწვავი იცვლება სხვა სახეობებით - ნავთობით და ნახშირით, რომლებიც უფრო იაფი და მოსახერხებელია გამოსაყენებლად. თუმცა, მცენარეული ნედლეული, გამოყენების გარკვეული უხერხულობის მიუხედავად, ნავთობისა და ნახშირისგან განსხვავებით, ენერგიის განახლებადი წყაროა. მაგრამ მისი გამოყენება ძრავებში შიგაწვისრთული. ამ მიზნებისათვის სასურველია თხევადი საწვავის ან გაზის გამოყენება. დაბალი ხარისხის ხისგან, ჩალისგან ან სხვა მცენარეული მასალისგან, რომელიც შეიცავს ცელულოზას ან სახამებელს, შესაძლებელია თხევადი საწვავის მიღება - ეთანოლი. ამისათვის ჯერ ცელულოზის ან სახამებლის ჰიდროლიზება და გლუკოზა უნდა მიიღოთ:

შემდეგ კი მიღებულ გლუკოზას დაექვემდებაროს ალკოჰოლურ დუღილს და მიიღეთ ეთილის სპირტი. დახვეწის შემდეგ ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც საწვავი შიდა წვის ძრავებში. აღსანიშნავია, რომ ბრაზილიაში ამ მიზნით ყოველწლიურად მილიარდობით ლიტრი ალკოჰოლი მიიღება შაქრის ლერწმის, სორგოსა და კასავასგან და გამოიყენება შიდა წვის ძრავებში.