Გეგმა:

1. ცნების განმარტება: ნახშირწყლები. კლასიფიკაცია.

2. ნახშირწყლების შემადგენლობა, ფიზიკური და ქიმიური თვისებები.

3. გავრცელება ბუნებაში. ქვითარი. განაცხადი.

ნახშირწყლები - ორგანული ნაერთები, რომლებიც შეიცავს ატომების კარბონილის და ჰიდროქსილის ჯგუფებს, ზოგადი ფორმულით C n (H 2 O) m, (სადაც n და m> 3).

ნახშირწყლები უმნიშვნელოვანესი ბიოქიმიური მნიშვნელობის ნივთიერებები ფართოდ არის გავრცელებული ველურ ბუნებაში და მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ადამიანის ცხოვრებაში. სახელწოდება ნახშირწყლები წარმოიშვა ამ ჯგუფის ნაერთების პირველი ცნობილი წარმომადგენლების ანალიზის მონაცემების საფუძველზე. ამ ჯგუფის ნივთიერებები შედგება ნახშირბადის, წყალბადისა და ჟანგბადისგან და მათში წყალბადისა და ჟანგბადის ატომების რაოდენობის თანაფარდობა იგივეა, რაც წყალში, ე.ი. წყალბადის ყოველ 2 ატომზე არის ერთი ჟანგბადის ატომი. გასულ საუკუნეში ისინი ითვლებოდნენ ნახშირბადის ჰიდრატებად. აქედან მომდინარეობს რუსული სახელწოდება ნახშირწყლები, შემოთავაზებული 1844 წელს. კ შმიდტი. ნახშირწყლების ზოგადი ფორმულა, ნათქვამის მიხედვით არის C m H 2p O p. ფრჩხილებიდან "n"-ის ამოღებისას მიიღება ფორმულა C m (H 2 O) n, რომელიც ძალიან ნათლად ასახავს სახელს " ნახშირწყლები”. ნახშირწყლების შესწავლამ აჩვენა, რომ არსებობს ნაერთები, რომლებიც ყველა თვისების მიხედვით უნდა მიეკუთვნებოდეს ნახშირწყლების ჯგუფს, თუმცა მათ აქვთ შემადგენლობა, რომელიც ზუსტად არ შეესაბამება ფორმულას C m H 2p O p. მიუხედავად ამისა, ძველი სახელწოდება "ნახშირწყლები" დღემდე შემორჩა, თუმცა ამ სახელთან ერთად ზოგჯერ უფრო ახალი სახელწოდება გლიციდები გამოიყენება განსახილველი ნივთიერებების ჯგუფის აღსანიშნავად.

ნახშირწყლები შეიძლება დაიყოს სამი ჯგუფი : 1) მონოსაქარიდები - ნახშირწყლები, რომლებიც შეიძლება ჰიდროლიზდეს უფრო მარტივი ნახშირწყლების შესაქმნელად. ამ ჯგუფში შედის ჰექსოზები (გლუკოზა და ფრუქტოზა), ასევე პენტოზა (რიბოზა). 2) ოლიგოსაქარიდები - რამდენიმე მონოსაქარიდის კონდენსაციის პროდუქტები (მაგალითად, საქაროზა). 3) პოლისაქარიდები - პოლიმერული ნაერთები, რომლებიც შეიცავს დიდი რაოდენობით მონოსაქარიდის მოლეკულებს.

მონოსაქარიდები. 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. ამის მიხედვით, მონოსაქარიდები იყოფა ალდოზებად (მონოსაქარიდი შეიცავს ალდეჰიდის ჯგუფს) და კეტოზებს (კეტო ჯგუფს შეიცავს). მაგალითად, გლუკოზა არის ალდოზა, ხოლო ფრუქტოზა არის კეტოზა.

ქვითარი.გლუკოზა ბუნებაში უპირატესად თავისუფალი სახით გვხვდება. ის ასევე არის მრავალი პოლისაქარიდის სტრუქტურული ერთეული. 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.

§ 1. ნახშირწყლების კლასიფიკაცია და ფუნქციები

ჯერ კიდევ ძველ დროში კაცობრიობა გაეცნო ნახშირწყლებს და ისწავლა მათი გამოყენება ყოველდღიურ ცხოვრებაში. 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. ნახშირორჟანგიდან და წყლისგან მათ სინთეზს ახორციელებენ მწვანე მცენარეები მზის ენერგიის გამოყენებით ( 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. ჩვენი საკვები მდიდარია ნახშირწყლებით, როგორიცაა ცომეული, 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. მათი ქიმიური სტრუქტურის მიხედვით ნახშირწყლები ნაერთების რთული და მრავალფეროვანი ჯგუფია. მათ შორის არის როგორც საკმაოდ მარტივი ნაერთები, რომელთა მოლეკულური წონა დაახლოებით 200-ია, ასევე გიგანტური პოლიმერები, რომელთა მოლეკულური წონა 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 ორ დიდ ჯგუფად - მარტივი ნახშირწყლებიდა რთული ნახშირწყლები. ცალკე ჯგუფი შედგება ნახშირწყლების შემცველი შერეული პოლიმერებისგან, 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, საჭმლის მომნელებელი ფერმენტებით უნდა ჰიდროლიზდეს მონოსაქარიდებად. 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 მძიმე ფიზიკური დატვირთვის დროს გროვდება 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 ძირითადი საკვები კომპონენტი მრავალი ცხოველისთვის, განსაკუთრებით კი მწერების. 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. რიბოზა არის რნმ-ის სამშენებლო ბლოკი, ხოლო დეზოქსირიბოზა არის დნმ-ის სამშენებლო ბლოკი.

ასრულებს დამცავ ფუნქციას ჰეპარინი. ეს ნახშირწყალი, როგორც სისხლის შედედების ინჰიბიტორი, ხელს უშლის სისხლის შედედების წარმოქმნას. ის გვხვდება ძუძუმწოვრების სისხლში და შემაერთებელ ქსოვილში. ბაქტერიების უჯრედის კედლები, რომლებიც წარმოიქმნება პოლისაქარიდებით, დამაგრებულია მოკლე ამინომჟავების ჯაჭვებით, იცავს ბაქტერიულ უჯრედებს მავნე ზემოქმედებისგან. 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. თანამედროვე საზოგადოებაში ამ ტიპის საწვავი იცვლება სხვა სახეობებით - ნავთობით და ნახშირით, რომლებიც უფრო იაფი და მოსახერხებელია გამოსაყენებლად. ამასთან, მცენარეული ნედლეული, გამოყენებისას გარკვეული უხერხულობის მიუხედავად, ნავთობისა და ქვანახშირისგან განსხვავებით, ენერგიის განახლებადი წყაროა. მაგრამ მისი გამოყენება შიდა წვის ძრავებში რთულია. ამ მიზნებისათვის სასურველია თხევადი საწვავის ან გაზის გამოყენება. დაბალი ხარისხის ხისგან, ჩალისგან ან ცელულოზის ან სახამებლის შემცველი სხვა მცენარეული მასალისგან შეგიძლიათ მიიღოთ თხევადი საწვავი - ეთილის სპირტი. 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 ლერწმისგან, სორგოსა და კასავასგან და გამოიყენება შიდა წვის ძრავებში.

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 ცხიმები და ცილები, მათი მარაგი ორგანიზმში მცირეა. ეს ნიშნავს, რომ ორგანიზმში მათი მიწოდება უნდა იყოს რეგულარული.

ნახშირწყლების მოთხოვნილება ძალიან დიდწილად დამოკიდებულია ორგანიზმის ენერგიის ხარჯვაზე. საშუალოდ, ზრდასრულ მამაკაცში, რომელიც ძირითადად გონებრივ ან მსუბუქ ფიზიკურ შრომას ეწევა, ნახშირწყლების ყოველდღიური მოთხოვნილება მერყეობს 300-დან 500 გ-მდე, ხელის მოხელეებსა და სპორტსმენებში ეს გაცილებით მაღალია. ცილებისგან და, გარკვეულწილად, ცხიმებისგან განსხვავებით, დიეტაში ნახშირწყლების რაოდენობა შეიძლება მნიშვნელოვნად შემცირდეს ჯანმრთელობისთვის ზიანის მიყენების გარეშე.წონის დაკლების მსურველებმა ამას ყურადღება უნდა მიაქციონ: ნახშირწყლები ძირითადად ენერგეტიკული ღირებულებაა. ორგანიზმში 1გრ ნახშირწყლების დაჟანგვისას გამოიყოფა 4,0 - 4,2 კკალ. ამიტომ, მათი ხარჯებით, ყველაზე ადვილია კალორიების მიღების დარეგულირება.

ნახშირწყლები(საქარიდები) არის ბუნებრივად არსებული ორგანული ნაერთების დიდი კლასის საერთო სახელი. 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 მცენარეებში. გარდა მცირე მოლეკულებისა, უჯრედში მსხვილიც გვხვდება, ისინი პოლიმერებია. 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 ერთობლივად მოიხსენიება როგორც 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	არ არის ტკბილი, თეთრი, წყალში ხსნადი.
	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 მცენარის უჯრედების უჯრედის კედლებს, ხასიათდება სიხისტე და სიმტკიცე, 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 ამინომჟავებიდან და თავად გლუკოზის დაშლის პროდუქტებისგან, როგორიცაა რძემჟავა. მათ არ იციან როგორ მიიღონ გლუკოზა ცხიმოვანი მჟავებიდან, მცენარეებისგან და მიკრობებისგან განსხვავებით. ნივთიერებების ურთიერთკონვერსიები. ჭარბი ცილა ------ ნახშირწყლები ჭარბი ცხიმი---------------ნახშირწყლები

ნახშირწყლების ზოგადი მახასიათებლები, სტრუქტურა და თვისებები.

ნახშირწყლები - ეს არის პოლიჰიდრული სპირტები, რომლებიც ალკოჰოლური ჯგუფების გარდა შეიცავს ალდეჰიდს ან კეტო ჯგუფს.

მოლეკულის შემადგენლობაში ჯგუფის ტიპის მიხედვით განასხვავებენ ალდოზებს და კეტოზებს.

ნახშირწყლები ძალიან გავრცელებულია ბუნებაში, განსაკუთრებით მცენარეულ სამყაროში, სადაც ისინი შეადგენენ უჯრედების მშრალი მასის 70-80%-ს. ცხოველის სხეულში ისინი სხეულის წონის მხოლოდ 2%-ს შეადგენს, მაგრამ აქ მათი როლი არანაკლებ მნიშვნელოვანია.

ნახშირწყლები შეიძლება ინახებოდეს სახამებლის სახით მცენარეებში და გლიკოგენის სახით ცხოველებსა და ადამიანებში. ეს რეზერვები გამოიყენება საჭიროებისამებრ. ადამიანის ორგანიზმში ნახშირწყლები დეპონირდება ძირითადად ღვიძლში და კუნთებში, რომლებიც მისი დეპოა.

უმაღლესი ცხოველებისა და ადამიანების ორგანიზმის სხვა კომპონენტებს შორის ნახშირწყლები სხეულის წონის 0,5%-ს შეადგენს. თუმცა, ნახშირწყლებს დიდი მნიშვნელობა აქვს ორგანიზმისთვის. ეს ნივთიერებები ცილებთან ერთად ფორმაშია პროტეოგლიკანებიშემაერთებელი ქსოვილის ქვეშ. ნახშირწყლების შემცველი პროტეინები (გლიკოპროტეინები და მუკოპროტეინები) არის სხეულის ლორწოს (დამცავი, მოცულობის ფუნქციები), პლაზმის სატრანსპორტო ცილების და იმუნოლოგიურად აქტიური ნაერთების (ჯგუფის სპეციფიკური სისხლის ნივთიერებები) განუყოფელი ნაწილი. ნახშირწყლების ნაწილი ენერგეტიკული ორგანიზმებისთვის „სარეზერვო საწვავად“ მოქმედებს.

ნახშირწყლების ფუნქციები:

• ენერგია - ნახშირწყლები ორგანიზმისთვის ენერგიის ერთ-ერთი მთავარი წყაროა, რომელიც უზრუნველყოფს ენერგიის ხარჯების მინიმუმ 60%-ს. ტვინის, სისხლის უჯრედების, თირკმელების მედულას აქტივობისთვის თითქმის მთელი ენერგია გლუკოზის დაჟანგვით არის მოწოდებული. 1 გ ნახშირწყლების სრული დაშლით, 4.1 კკალ/მოლ(17,15 კჯ/მოლი) ენერგია.

• პლასტიკური ნახშირწყლები ან მათი წარმოებულები გვხვდება სხეულის ყველა უჯრედში. ისინი შედიან უჯრედების ბიოლოგიური მემბრანებისა და ორგანელების შემადგენლობაში, მონაწილეობენ ფერმენტების, ნუკლეოპროტეინების წარმოქმნაში და ა.შ. მცენარეებში ნახშირწყლები ძირითადად დამხმარე მასალას ემსახურება.

• დამცავი - სხვადასხვა ჯირკვლების მიერ გამოყოფილი ბლანტი საიდუმლოებები (ლორწო) მდიდარია ნახშირწყლებით ან მათი წარმოებულებით (მუკოპოლისაქარიდები და ა.შ.). ისინი იცავენ კუჭ-ნაწლავის ტრაქტის ღრუ ორგანოების შიდა კედლებს, სასუნთქ გზებს მექანიკური და ქიმიური გავლენისგან, პათოგენური მიკრობების შეღწევისგან.

• მარეგულირებელი - ადამიანის საკვები შეიცავს დიდი რაოდენობით ბოჭკოს, რომლის უხეში აგებულება იწვევს კუჭისა და ნაწლავების ლორწოვანი გარსის მექანიკურ გაღიზიანებას, რითაც მონაწილეობს პერისტალტიკის აქტის რეგულირებაში.

• Კონკრეტული - ინდივიდუალური ნახშირწყლები ასრულებენ განსაკუთრებულ ფუნქციებს ორგანიზმში: მონაწილეობენ ნერვული იმპულსების გატარებაში, ანტისხეულების წარმოქმნაში, სისხლის ჯგუფების სპეციფიკურობის უზრუნველყოფაში და ა.შ.

ნახშირწყლების ფუნქციური მნიშვნელობა განსაზღვრავს ორგანიზმის ამ ნუტრიენტებით უზრუნველყოფის აუცილებლობას. ნახშირწყლების ყოველდღიური მოთხოვნილება ადამიანისთვის არის საშუალოდ 400 - 450 გ, ასაკის, სამუშაოს ტიპის, სქესის და სხვა ფაქტორების გათვალისწინებით.

ელემენტარული შემადგენლობა. ნახშირწყლები შედგება შემდეგი ქიმიური ელემენტებისაგან: ნახშირბადი, წყალბადი და ჟანგბადი. ნახშირწყლების უმეტესობას აქვს ზოგადი ფორმულა C n (H 2 O ) n. ნახშირწყლები ნახშირბადისა და წყლისგან შედგენილი ნაერთებია, რაც მათი სახელწოდების საფუძველია. თუმცა ნახშირწყლებს შორის არის ნივთიერებები, რომლებიც არ შეესაბამება ზემოხსენებულ ფორმულას, მაგალითად, რამნოზა C 6 H 12 O 5 და ა.შ. ამავდროულად, ცნობილია ნივთიერებები, რომელთა შემადგენლობა შეესაბამება ნახშირწყლების ზოგად ფორმულას, მაგრამ ისინი შეესაბამება. თვისებებით არ მიეკუთვნება მათ (ძმარმჟავა C 2 H 12 O 2). აქედან გამომდინარე, სახელი "ნახშირწყლები" საკმაოდ თვითნებურია და ყოველთვის არ შეესაბამება ამ ნივთიერებების ქიმიურ სტრუქტურას.

ნახშირწყლები- ეს არის ორგანული ნივთიერებები, რომლებიც არის ალდეჰიდები ან პოლიჰიდრული სპირტების კეტონები.

მონოსაქარიდები

მონოსაქარიდები - ეს არის პოლიჰიდრული ალიფატური სპირტები, რომლებიც შეიცავს ალდეჰიდის ჯგუფს (ალდოზები) ან კეტო ჯგუფს (კეტოზები).

მონოსაქარიდები მყარი, კრისტალური ნივთიერებებია, წყალში ხსნადი და გემოთი ტკბილი. გარკვეულ პირობებში ისინი ადვილად იჟანგება, რის შედეგადაც ალდეჰიდის სპირტები გარდაიქმნება მჟავებად, რის შედეგადაც ალდეჰიდის სპირტები გარდაიქმნება მჟავებად, შემცირებისას კი შესაბამის სპირტებად.

მონოსაქარიდების ქიმიური თვისებები :

• დაჟანგვა მონო-, დიკარბოქსილის და გლიკურონის მჟავებამდე;

• აღდგენა ალკოჰოლზე;

• ესტერების წარმოქმნა;

• გლიკოზიდების წარმოქმნა;

• დუღილი: სპირტი, რძემჟავა, ლიმონმჟავა და ბუტირი.

მონოსაქარიდები, რომლებიც არ ჰიდროლიზდება მარტივ შაქარში. მონოსაქარიდის ტიპი დამოკიდებულია ნახშირწყალბადის ჯაჭვის სიგრძეზე. ნახშირბადის ატომების რაოდენობის მიხედვით ისინი იყოფა ტრიოზებად, ტეტროზებად, პენტოზებად, ჰექსოზებად.

ტრიოზები: გლიცერალდეჰიდი და დიჰიდროქსიაცეტონი, ისინი გლუკოზის დაშლის შუალედური პროდუქტებია და მონაწილეობენ ცხიმების სინთეზში. ორივე ტრიოზი შეიძლება მიღებულ იქნას ალკოჰოლური გლიცერინისაგან მისი დეჰიდროგენაციის ან ჰიდროგენიზაციის გზით.

ტეტროზები:ერითროზი - აქტიურად მონაწილეობს მეტაბოლურ პროცესებში.

პენტოზები: რიბოზა და დეზოქსირიბოზა ნუკლეინის მჟავების კომპონენტებია, რიბულოზა და ქსილულოზა გლუკოზის დაჟანგვის შუალედური პროდუქტებია.

ჰექსოზები: ისინი ყველაზე ფართოდ არიან წარმოდგენილი ცხოველთა და მცენარეთა სამყაროში და მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ მეტაბოლურ პროცესებში. მათ შორისაა გლუკოზა, გალაქტოზა, ფრუქტოზა და ა.შ.

გლუკოზა (ყურძნის შაქარი) . ეს არის მთავარი ნახშირწყლები მცენარეებსა და ცხოველებში. გლუკოზის მნიშვნელოვანი როლი აიხსნება იმით, რომ ის არის ენერგიის მთავარი წყარო, წარმოადგენს მრავალი ოლიგო- და პოლისაქარიდის საფუძველს და მონაწილეობს ოსმოსური წნევის შენარჩუნებაში. უჯრედებში გლუკოზის ტრანსპორტირება ბევრ ქსოვილში რეგულირდება პანკრეასის ჰორმონის ინსულინით. უჯრედში, მრავალსაფეხურიანი ქიმიური რეაქციების დროს, გლუკოზა გარდაიქმნება სხვა ნივთიერებებად (გლუკოზის დაშლის დროს წარმოქმნილი შუალედური პროდუქტები გამოიყენება ამინომჟავების და ცხიმების სინთეზისთვის), რომლებიც საბოლოოდ იჟანგება ნახშირორჟანგად და წყალში. ორგანიზმის მიერ სიცოცხლის უზრუნველსაყოფად გამოყენებული ენერგიის გამოთავისუფლებისას. სისხლში გლუკოზის დონე ჩვეულებრივ ფასდება ორგანიზმში ნახშირწყლების მეტაბოლიზმის მდგომარეობიდან გამომდინარე. სისხლში გლუკოზის დონის დაქვეითების ან მისი მაღალი კონცენტრაციის და გამოყენების შეუძლებლობისას, როგორც ეს ხდება შაქრიანი დიაბეტის დროს, შეიძლება მოხდეს ძილიანობა, გონების დაკარგვა (ჰიპოგლიკემიური კომა). ტვინში და ღვიძლის ქსოვილებში გლუკოზის შეღწევის სიჩქარე არ არის დამოკიდებული ინსულინზე და განისაზღვრება მხოლოდ მისი კონცენტრაციით სისხლში. ამ ქსოვილებს ინსულინის დამოუკიდებელი ეწოდება. ინსულინის არსებობის გარეშე გლუკოზა არ შედის უჯრედში და არ იქნება გამოყენებული როგორც საწვავი..

გალაქტოზა. გლუკოზის სივრცითი იზომერი, რომელიც ხასიათდება OH ჯგუფის მდებარეობით მეოთხე ნახშირბადის ატომში. ის არის ლაქტოზის, ზოგიერთი პოლისაქარიდის და გლიკოლიპიდების ნაწილი. გალაქტოზას შეუძლია იზომერიზდეს გლუკოზაში (ღვიძლში, სარძევე ჯირკვალში).

ფრუქტოზა (ხილის შაქარი). ის დიდი რაოდენობით გვხვდება მცენარეებში, განსაკუთრებით ხილებში. ბევრია ხილში, შაქრის ჭარხალში, თაფლში. ადვილად იზომერირდება გლუკოზამდე. ფრუქტოზის დაშლის გზა უფრო მოკლე და ენერგიულად უფრო ხელსაყრელია, ვიდრე გლუკოზა. გლუკოზისგან განსხვავებით, მას შეუძლია სისხლიდან შეაღწიოს ქსოვილის უჯრედებში ინსულინის მონაწილეობის გარეშე. ამ მიზეზით, ფრუქტოზა რეკომენდებულია, როგორც ყველაზე უსაფრთხო ნახშირწყლების წყარო დიაბეტით დაავადებულთათვის. ფრუქტოზის ნაწილი ხვდება ღვიძლის უჯრედებში, რომლებიც აქცევენ მას უფრო მრავალმხრივ "საწვავად" - გლუკოზას, ამიტომ ფრუქტოზას ასევე შეუძლია გაზარდოს სისხლში შაქრის დონე, თუმცა გაცილებით ნაკლები ზომით, ვიდრე სხვა მარტივი შაქარი.

ქიმიური სტრუქტურის მიხედვით, გლუკოზა და გალაქტოზა არის ალდეჰიდის სპირტები, ფრუქტოზა არის კეტო ალკოჰოლი. გლუკოზისა და ფრუქტოზის სტრუქტურაში განსხვავებები ახასიათებს როგორც განსხვავებებს, ასევე მათ ზოგიერთ თვისებას. გლუკოზა აღადგენს ლითონებს მათი ოქსიდებიდან, ფრუქტოზას ეს თვისება არ გააჩნია. ფრუქტოზა დაახლოებით 2-ჯერ უფრო ნელა შეიწოვება ნაწლავებიდან გლუკოზასთან შედარებით.

როდესაც ნახშირბადის მეექვსე ატომი ჰექსოზის მოლეკულაში იჟანგება, ჰექსურონის (ურონის) მჟავები : გლუკოზისგან - გლუკურონიგალაქტოზისგან - გალაქტურონული.

გლუკურონის მჟავა აქტიურ მონაწილეობას იღებს ორგანიზმში მეტაბოლურ პროცესებში, მაგალითად, ტოქსიკური პროდუქტების განეიტრალებაში, შედის მუკოპოლისაქარიდების შემადგენლობაში და ა.შ. მისი ფუნქციაა ორგანოში გაერთიანება. წყალში ცუდად ხსნადი ნივთიერებებით. შედეგად, შემკვრელი ხდება წყალში ხსნადი და გამოიყოფა შარდში. გამოყოფის ეს გზა განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია წყლისთვისხსნადი სტეროიდული ჰორმონები, მათი დაშლის პროდუქტები და ასევე სამკურნალო ნივთიერებების დეგრადაციის პროდუქტების იზოლაციისთვის.გლუკურონის მჟავასთან ურთიერთქმედების გარეშე ირღვევა ნაღვლის პიგმენტების შემდგომი დაშლა და ორგანიზმიდან გამოყოფა.

მონოსაქარიდებს შეიძლება ჰქონდეთ ამინო ჯგუფი .

როდესაც მეორე ნახშირბადის ატომის OH ჯგუფის ჰექსოზის მოლეკულა იცვლება ამინო ჯგუფით, წარმოიქმნება ამინო შაქარი - ჰექსოზამინები: გლუკოზამინი სინთეზირდება გლუკოზისგან, გალაქტოზამინი სინთეზირებულია გალაქტოზასგან. რომლებიც უჯრედის მემბრანების ნაწილია და ლორწოვანიპოლისაქარიდები როგორც თავისუფალი სახით, ასევე ძმარმჟავასთან ერთად.

ამინო შაქარი მონოსაქარიდები ეწოდება, რომლებიცOH ჯგუფის ადგილი ატარებს ამინოჯგუფს (- N H 2).

ამინო შაქარი ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტია გლიკოზამინოგლიკანები.

მონოსაქარიდები ქმნიან ეთერებს . მონოსაქარიდის მოლეკულის OH ჯგუფი; როგორც ნებისმიერი ალკოჰოლი ჯგუფი, შეუძლია ურთიერთქმედება მჟავასთან. შუალედში გაცვლადიდი მნიშვნელობა აქვს შაქრის ეთერებს. ჩასართავადრომ მეტაბოლიზდეს, შაქარი უნდა გახდესფოსფორის ეთერი. ამ შემთხვევაში ნახშირბადის ტერმინალური ატომები ფოსფორილირდება. ჰექსოზებისთვის ეს არის C-1 და C-6, პენტოზებისთვის, C-1 და C-5 და ა.შ. ტკივილიორზე მეტი OH ჯგუფი არ ექვემდებარება ფოსფორილირებას. აქედან გამომდინარე, მთავარ როლს ასრულებენ შაქრის მონო- და დიფოსფატები. Სახელითფოსფორის ესტერი, როგორც წესი, მიუთითებს ესტერული კავშირის პოზიციაზე.

ოლიგოსაქარიდები

ოლიგოსაქარიდები აქვს ორი ან მეტიმონოსაქარიდი. ისინი გვხვდება უჯრედებში და ბიოლოგიურ სითხეებში, როგორც თავისუფალი სახით, ასევე ცილებთან ერთად. ორგანიზმისთვის დიდი მნიშვნელობა აქვს დისაქარიდებს: საქაროზას, მალტოზას, ლაქტოზას და ა.შ. ეს ნახშირწყლები ასრულებენ ენერგეტიკულ ფუნქციას. ვარაუდობენ, რომ როგორც უჯრედების ნაწილი, ისინი მონაწილეობენ უჯრედების „აღიარების“ პროცესში.

საქაროზა( ჭარხალი ან ლერწმის შაქარი). შედგება გლუკოზისა და ფრუქტოზის მოლეკულებისგან. Ის არის არის მცენარეული პროდუქტი და ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტიმკვებავი საკვები, აქვს ყველაზე ტკბილი გემო სხვა დისაქარიდებთან და გლუკოზასთან შედარებით.

შაქარში საქაროზის შემცველობა 95%-ია. შაქარი სწრაფად იშლება კუჭ-ნაწლავის ტრაქტში, გლუკოზა და ფრუქტოზა შეიწოვება სისხლში და ემსახურება როგორც ენერგიის წყაროს და გლიკოგენისა და ცხიმების ყველაზე მნიშვნელოვანი წინამორბედი. მას ხშირად მოიხსენიებენ, როგორც "ცარიელ კალორიების მატარებელს", რადგან შაქარი არის სუფთა ნახშირწყალი და არ შეიცავს სხვა საკვებ ნივთიერებებს, როგორიცაა ვიტამინები, მინერალური მარილები, მაგალითად.

ლაქტოზა(რძის შაქარი)შედგება გლუკოზისა და გალაქტოზისგან, რომლებიც სინთეზირებულია სარძევე ჯირკვლებში ლაქტაციის პერიოდში.კუჭ-ნაწლავის ტრაქტში ის იშლება ფერმენტ ლაქტაზას მოქმედებით. ზოგიერთ ადამიანში ამ ფერმენტის დეფიციტი იწვევს რძის აუტანლობას. ამ ფერმენტის დეფიციტი შეინიშნება ზრდასრული მოსახლეობის დაახლოებით 40%-ში. მოუნელებელი ლაქტოზა კარგი საკვებია ნაწლავის მიკროფლორისთვის. ამავდროულად, შესაძლებელია უხვად გაზების წარმოქმნა, კუჭი „გაიბერება“. ფერმენტირებულ რძის პროდუქტებში ლაქტოზის უმეტესი ნაწილი ფერმენტირებულია რძემჟავამდე, ამიტომ ლაქტაზას დეფიციტის მქონე ადამიანებს შეუძლიათ მოითმინონ ფერმენტირებული რძის პროდუქტები უსიამოვნო შედეგების გარეშე. გარდა ამისა, რძემჟავა ბაქტერიები ფერმენტირებულ რძის პროდუქტებში აფერხებენ ნაწლავის მიკროფლორას აქტივობას და ამცირებენ ლაქტოზის უარყოფით ეფექტებს.

მალტოზა შედგება ორიგლუკოზის მოლეკულებს და წარმოადგენს სახამებლისა და გლიკოგენის ძირითად სტრუქტურულ კომპონენტს.

პოლისაქარიდები

პოლისაქარიდები - მაღალი მოლეკულური წონის ნახშირწყლები,შედგება დიდი რაოდენობით მონოსაქარიდებისგან. მათ აქვთ ჰიდროფილური თვისებები და წყალში გახსნისას წარმოქმნიან კოლოიდურ ხსნარებს.

პოლისაქარიდები იყოფა ჰომო- და გეტებადროპოსაქარიდები.

ჰომოპოლისაქარიდები. შეიცავს მონოსაქარიდებს მხოლოდ ერთი სახის. გაკი, სახამებელი და გლიკოგენი უზმოზეგროვდება მხოლოდ გლუკოზის მოლეკულებიდან, ინულინი - ფრუქტოზა. ჰომოპოლისაქარიდები ძალიან განშტოებულია სტრუქტურა და არის ორი ნაზავიპოლიმერები - ამილოზა და ამილოპექტინი. ამილოზა შედგება 60-300 გლუკოზის ნარჩენებისგან, რომლებიც დაკავშირებულია ერთმანეთთან ჯაჭვი ჟანგბადის ხიდის გავლით,წარმოიქმნება ერთი მოლეკულის პირველ ნახშირბადის ატომსა და მეორის მეოთხე ნახშირბადის ატომს შორის (ბმა 1,4).

ამილოზაცხელ წყალში იხსნება და იოდთან ერთად ლურჯ ფერს აძლევს.

ამილოპექტინი - განშტოებული პოლიმერი, რომელიც შედგება როგორც სწორი ჯაჭვებისგან (ბმა 1,4) ასევე განშტოებული ჯაჭვებისგან, რომლებიც წარმოიქმნება ერთი გლუკოზის მოლეკულის პირველ ნახშირბადის ატომსა და მეორის ნახშირბადის მეექვსე ატომს შორის ჟანგბადის ხიდის დახმარებით (ბმა). 1,6).

ჰომოპოლისაქარიდების წარმომადგენლები არის სახამებელი, ბოჭკოვანი და გლიკოგენი.

სახამებელი(მცენარის პოლისაქარიდი)- შედგება რამდენიმე ათასი გლუკოზის ნარჩენებისგან, რომელთა 10-20% წარმოდგენილია ამილოზათ, ხოლო 80-90% ამილოპექტინით. სახამებელი არ იხსნება ცივ წყალში, მაგრამ ცხელ წყალში ის ქმნის კოლოიდურ ხსნარს, რომელსაც ჩვეულებრივ სახამებლის პასტას უწოდებენ. სახამებელი შეადგენს საკვებთან ერთად მოხმარებული ნახშირწყლების 80%-მდე. სახამებლის წყაროა მცენარეული პროდუქტები, ძირითადად მარცვლეული: მარცვლეული, ფქვილი, პური და კარტოფილი. მარცვლეული შეიცავს ყველაზე მეტ სახამებელს (60%-დან წიწიბურაში (ბირთში) და 70%-მდე ბრინჯში).

ცელულოზაან ცელულოზა,- დედამიწაზე ყველაზე გავრცელებული მცენარეული ნახშირწყალი, რომელიც წარმოიქმნება დედამიწის მაცხოვრებელზე დაახლოებით 50 კგ ოდენობით. ცელულოზა არის ხაზოვანი პოლისაქარიდი, რომელიც შედგება 1000 ან მეტი გლუკოზის ნარჩენებისგან. ორგანიზმში ბოჭკოვანი ჩართულია კუჭისა და ნაწლავების მოძრაობის გააქტიურებაში, ასტიმულირებს საჭმლის მომნელებელი წვენების გამოყოფას და ქმნის გაჯერების განცდას.

გლიკოგენი(ცხოველური სახამებელი)არის ადამიანის ორგანიზმის ძირითადი შემნახველი ნახშირწყალი, რომელიც შედგება დაახლოებით 30000 გლუკოზის ნარჩენებისგან, რომლებიც ქმნიან განშტოებულ სტრუქტურას. ყველაზე მნიშვნელოვანი რაოდენობით, გლიკოგენი გროვდება ღვიძლში და კუნთოვან ქსოვილში, მათ შორის გულის კუნთში. კუნთების გლიკოგენის ფუნქცია არის ის, რომ ის არის გლუკოზის ადვილად ხელმისაწვდომი წყარო, რომელიც გამოიყენება კუნთში ენერგეტიკულ პროცესებში. ღვიძლის გლიკოგენი გამოიყენება სისხლში გლუკოზის ფიზიოლოგიური კონცენტრაციის შესანარჩუნებლად, ძირითადად კვებას შორის. ჭამიდან 12-18 საათის შემდეგ ღვიძლში გლიკოგენის მარაგი თითქმის მთლიანად ამოწურულია. კუნთების გლიკოგენის შემცველობა საგრძნობლად მცირდება მხოლოდ ხანგრძლივი და დაძაბული ფიზიკური მუშაობის შემდეგ. გლუკოზის ნაკლებობით, ის სწრაფად იშლება და აღადგენს ნორმალურ დონეს სისხლში. უჯრედებში გლიკოგენი ასოცირდება ციტოპლაზმურ ცილებთან და ნაწილობრივ უჯრედშიდა მემბრანებთან.

ჰეტეროპოლისაქარიდები (გლიკოზამინოგლიკანები ან მუკოპოლისაქარიდები) (პრეფიქსი „მუკო-“ მიუთითებს იმაზე, რომ ისინი პირველად იქნა მიღებული მუცინისაგან). ისინი შედგება სხვადასხვა ტიპის მონოსაქარიდების (გლუკოზა, გალაქტოზა) და მათი წარმოებულებისგან (ამინო შაქარი, ჰექსურონის მჟავები). მათ შემადგენლობაში ასევე აღმოჩნდა სხვა ნივთიერებები: აზოტოვანი ფუძეები, ორგანული მჟავები და ზოგიერთი სხვა.

გლიკოზამინოგლიკანები არის ჟელესმაგვარი, წებოვანი ნივთიერებები. ისინი ასრულებენ სხვადასხვა ფუნქციებს, მათ შორის სტრუქტურულ, დამცავ, მარეგულირებელ და ა.შ. გლიკოზამინოგლიკანები, მაგალითად, ქმნიან ქსოვილების უჯრედშორისი ნივთიერების ძირითად ნაწილს, წარმოადგენენ კანის, ხრტილის, სინოვიალური სითხის და თვალის მინისებრი სხეულის ნაწილს. სხეულში ისინი გვხვდება ცილებთან (პროტეოგლიკანებთან და გლიკოპროტეინებთან) და ცხიმებთან (გლიკოლიპიდებთან), რომლებშიც პოლისაქარიდები შეადგენენ მოლეკულის დიდ ნაწილს (90% -მდე ან მეტი). სხეულისთვის მნიშვნელოვანია შემდეგი.

Ჰიალურონის მჟავა- უჯრედშორისი ნივთიერების ძირითადი ნაწილი, ერთგვარი "ბიოლოგიური ცემენტი", რომელიც აკავშირებს უჯრედებს, ავსებს მთელ უჯრედშორის სივრცეს. ის ასევე მოქმედებს როგორც ბიოლოგიური ფილტრი, რომელიც იჭერს მიკრობებს და ხელს უშლის მათ შეღწევას უჯრედში და მონაწილეობს ორგანიზმში წყლის გაცვლაში.

უნდა აღინიშნოს, რომ ჰიალურონის მჟავა იშლება სპეციფიური ფერმენტ ჰიალურონიდაზას მოქმედებით. ამ შემთხვევაში ირღვევა უჯრედშორისი ნივთიერების სტრუქტურა, მის შემადგენლობაში წარმოიქმნება „ბზარები“, რაც იწვევს წყლისა და სხვა ნივთიერებებისადმი მისი გამტარიანობის მატებას. ეს მნიშვნელოვანია კვერცხუჯრედის განაყოფიერების პროცესში სპერმატოზოიდების მიერ, რომლებიც მდიდარია ამ ფერმენტით. ზოგიერთი ბაქტერია ასევე შეიცავს ჰიალურონიდაზას, რომელიც მნიშვნელოვნად აადვილებს მათ შეღწევას უჯრედში.

X ონდროიტინის სულფატები- ქონდროიტინის გოგირდის მჟავები, ემსახურება ხრტილის, ლიგატების, გულის სარქველების, ჭიპლარის და ა.შ. სტრუქტურულ კომპონენტებს. ისინი ხელს უწყობენ კალციუმის დეპონირებას ძვლებში.

ჰეპარინიწარმოიქმნება მასტ უჯრედებში, რომლებიც გვხვდება ფილტვებში, ღვიძლში და სხვა ორგანოებში და გამოიყოფა მათ მიერ სისხლში და უჯრედშორის გარემოში. სისხლში ის აკავშირებს ცილებს და ხელს უშლის სისხლის შედედებას, მოქმედებს როგორც ანტიკოაგულანტი. გარდა ამისა, ჰეპარინს აქვს ანთების საწინააღმდეგო ეფექტი, გავლენას ახდენს კალიუმის და ნატრიუმის გაცვლაზე და ასრულებს ანტიჰიპოქსიურ ფუნქციას.

გლიკოზამინოგლიკანების სპეციალური ჯგუფია ნეირამინის მჟავების და ნახშირწყლების წარმოებულების შემცველი ნაერთები. ნეირამინის მჟავას ნაერთებს ძმარმჟავასთან ერთად ოპალის მჟავებს უწოდებენ. ისინი გვხვდება უჯრედის მემბრანებში, ნერწყვში და სხვა ბიოლოგიურ სითხეებში.

ნახშირწყლები

ორგანული ნივთიერებების განხილვისას, შეუძლებელია არ აღინიშნოს ნახშირბადის მნიშვნელობა სიცოცხლისთვის. ქიმიურ რეაქციებში შესვლისას ნახშირბადი აყალიბებს ძლიერ კოვალენტურ კავშირებს, აერთიანებს ოთხ ელექტრონს. ნახშირბადის ატომები, რომლებიც აკავშირებენ ერთმანეთს, შეუძლიათ შექმნან სტაბილური ჯაჭვები და რგოლები, რომლებიც ემსახურებიან მაკრომოლეკულების ჩონჩხს. ნახშირბადს ასევე შეუძლია შექმნას მრავალი კოვალენტური ბმა ნახშირბადის სხვა ატომებთან, ასევე აზოტთან და ჟანგბადთან. ყველა ეს თვისება უზრუნველყოფს ორგანული მოლეკულების უნიკალურ მრავალფეროვნებას.

მაკრომოლეკულები, რომლებიც შეადგენენ დეჰიდრატირებული უჯრედის მასის დაახლოებით 90%-ს, სინთეზირებულია უფრო მარტივი მოლეკულებისგან, რომლებსაც მონომერები ეწოდება. არსებობს მაკრომოლეკულების სამი ძირითადი ტიპი: პოლისაქარიდები, ცილები და ნუკლეინის მჟავები; მონომერები მათთვის არის, შესაბამისად, მონოსაქარიდები, ამინომჟავები და ნუკლეოტიდები.

ნახშირწყლები არის ნივთიერებები ზოგადი ფორმულით C x (H 2 O) y, სადაც x და y ბუნებრივი რიცხვებია. სახელწოდება "ნახშირწყლები" მიუთითებს იმაზე, რომ მათ მოლეკულებში წყალბადი და ჟანგბადი იმავე თანაფარდობაშია, როგორც წყალში.

ცხოველური უჯრედები შეიცავს მცირე რაოდენობით ნახშირწყლებს, ხოლო მცენარეთა უჯრედები შეიცავს ორგანული ნივთიერებების მთლიანი რაოდენობის თითქმის 70%-ს.

მონოსაქარიდები ასრულებენ შუალედური პროდუქტების როლს სუნთქვისა და ფოტოსინთეზის პროცესებში, მონაწილეობენ ნუკლეინის მჟავების, კოენზიმების, ატფ-ის და პოლისაქარიდების სინთეზში და გამოიყოფა სუნთქვის დროს დაჟანგვის დროს. მონოსაქარიდების წარმოებულები - შაქრის სპირტები, შაქრის მჟავები, დეოქსიშაქარი და ამინო შაქარი - მნიშვნელოვანია სუნთქვის პროცესში და ასევე გამოიყენება ლიპიდების, დნმ-ის და სხვა მაკრომოლეკულების სინთეზში.

დისაქარიდები წარმოიქმნება ორ მონოსაქარიდს შორის კონდენსაციის რეაქციით. ისინი ზოგჯერ გამოიყენება როგორც სარეზერვო ნუტრიენტები. მათგან ყველაზე გავრცელებულია მალტოზა (გლუკოზა + გლუკოზა), ლაქტოზა (გლუკოზა + გალაქტოზა) და საქაროზა (გლუკოზა + ფრუქტოზა). გვხვდება მხოლოდ რძეში. (ლერწმის შაქარი) ყველაზე უხვად მცენარეებში; ეს არის იგივე "შაქარი", რომელსაც ჩვენ ჩვეულებრივ ვჭამთ.

ცელულოზა ასევე არის გლუკოზის პოლიმერი. ის შეიცავს მცენარეებში შემავალი ნახშირბადის დაახლოებით 50%-ს. დედამიწაზე მთლიანი მასის მიხედვით, ცელულოზა პირველ ადგილზეა ორგანულ ნაერთებს შორის. მოლეკულის ფორმა (გრძელი ჯაჭვები ამობურცული –OH ჯგუფებით) უზრუნველყოფს ძლიერ კავშირს მიმდებარე ჯაჭვებს შორის. მთელი მათი სიმტკიცის მიუხედავად, ასეთი ჯაჭვებისაგან შემდგარი მაკროფიბრილები ადვილად გადიან წყალს და მასში გახსნილ ნივთიერებებს და, შესაბამისად, იდეალური სამშენებლო მასალაა მცენარის უჯრედის კედლებისთვის. ცელულოზა გლუკოზის ღირებული წყაროა, მაგრამ მისი დაშლა საჭიროებს ცელულაზას ფერმენტს, რომელიც ბუნებით შედარებით იშვიათია. ამიტომ, ცელულოზას მხოლოდ ზოგიერთი ცხოველი ჭამს (მაგალითად, მცოცავი). დიდია ცელულოზის სამრეწველო ღირებულებაც - ამ ნივთიერებისგან მზადდება ბამბის ქსოვილები და ქაღალდი.