Общая характеристика высших полисахаридов. Общие черты и отличия строения клетчатки, крахмала и гликогена.

Высшие полисахариды – полимеры, состоящие из множества структурных звеньев – остатков моносахаридов. По принятой классификации углеводов к высшим относят соединения, в состав которых входит более 10 остатков моноз. Они не обладают сладким вкусом, не кристаллизуются из водных растворов, большинство из них образуют коллоидные растворы. При гидролитическом расщеплении, катализируемом кислотами или ферментами, они распадаются на олиго- и моносахариды. Остатки моноз в молекулах полисахаридов соединены гликозидными связями в длинные, часто разветвленные цепи. В зависимости от вида моноз, образующих молекулу полисахарида, различают гомо- (много остатков одного моносахарида) и гетерополисахариды (много разных остатков, часто связаны с неуглеводными компонентами).

Инулин. Природный полимер фруктозы. Резервный энергетический полисахарид многих семейств растений: сложноцветных, фиалковых и др. Много его находят в георгине - до 40-80% общей сухой массы. Молекула инулина построена из остатков фруктозы (94-97%) и глюкозы (3-6%), которые соединены между собой по типу 1,2 связи. Инулин - белое аморфное вещество, сладкое на вкус, хорошо растворяется в теплой воде, легко усваивается организмом человека и животных. Ценное кормовое вещество. Иногда (при сахарном диабете) применяется с лечебной целью в качестве заменителя крахмала, сахарозы и глюкозы.

Крахмал. Формула С6Н12О5. Это основной резервный углевод высших растений. Является первым видимым продуктом фотосинтеза. В клетках растений находится в виде зерен. Растений, богатые крахмалом, представляют собой ценные продукты питания и сырье для производства пищевых продуктов. Крахмальные зерна состоят из 2 компонентов – амилозы (растворяется в горячей воде, после охлаждения образует студень, с I₂ дает синее окрашивание) и амилопектина (образует клейстер, окрашивание красно-фиолетовое, в зернах его 70-80%). Под действием кислот или фермента амилазы крахмал расщепляется до а-D-глюкозу. Промежуточным продуктом гидролиза являются декстрины. Крахмал сам по себе восстанавливающими свойствами не обладает, они появляются лишь у декстринов. Крахмал – ценный продукт питания, используется так же для приготовления лекарственных препаратов и в быту.

Гликоген. Животный крахмал, важнейшее резервное вещество организма человека и животных. Больше всего его содержится в тканях печени (2-10%), скелетных мышцах (0,2-2%), меньше в других тканях и органах. Гликоген – белое аморфное вещество, хорошо растворяется в горячей воде. С раствором I₂ дает от красно-фиолетовой до красно-коричневой. Гликоген – смесь нескольких полисахаридов с различной степенью полимеризации. В пищевом канале животных молекула гликогена расщепляется ферментами мальтазы до а-D-глюкозы. Распад тканевого гликогена чаще всего происходит фосфоролитическим путем.

Клетчатка, или целлюлоза. Полисахарид, составляющий основу оболочек клеток растений. В древесине содержится вместе с гемицеллюлозами, в частности с пентозанами и лигнином. Клетчатка - главная составная часть растительных кормов. В волокне хлопчатника - до 95-98% чистой клетчатки. Молекула клетчатки состоит из остатков β-D -глюкоз, соединенных между собой гликозидными связями. Структурной единицей полисахарида является целлобиоза. Клетчатка - белое волокнистое вещество, без вкуса, запаха, не растворяется в воде. Специальных ферментов, расщепляющих клетчатку, организм человека и животных не вырабатывает. В преджелудках жвачных и ободочной кишке однокопытных клетчатка гидролизуется под влиянием бактериальных ферментов (целлюлазы и целлобиазы) до β-D -глюкозы. Последняя подвергается различным видам брожения и другим превращениям, после чего используется для структурных и энергетических потребностей организма. Клетчатка кормов является своеобразным раздражителем желудочно-кишечной секреции.

Общее: Крахмал, гликоген, целлюлоза – природные высокомолеклярные соединения, образованные остатками глюкозы (несахароподобные полисахариды). Общая формула полисахаридов (С6Н10О5)n. Крахмал и гликоген – ценные пищевые продукты.

Различия: Крахмал - невосстанавливающийся сахар. Гликоген, в отличие от крахмала – восстанавливающий сахар. Целлюлоза представляет собой полисахарид, который, как и крахмал с гликогеном, состоит из остатков D-глюкозы. Однако в отличие от них эти остатки связаны между собой β –(1,4)-глюкозидными связями. Еще большие отличия между целлюлозой и крахмалом с гликогеном в их свойствах. Целлюлоза – химически инертное вещество. Она не растворима в воде, спирте эфире, ацетоне и других растворителях. Хорошо растворяется в концентрированном растворе хлористого цинка и в реактиве Швейцера. Целлюлоза не обладает восстановительными свойствами, и труднее, чем крахмал, подвергается гидролизу.

Содержания глюкозы в крови различных видов животных. Постоянство содержания глюкозы в крови и его причины. Регуляция углеводного обмена. Явление гипергликемии и гипогликемии. Глюкозурия. Патология углеводного обмена.

Содержание глюкозы в крови с.х. животных в мг%

Корова 40-100

Лошадь 60-100

Собака 70-100

Овца 40-65

Свинья 40-250

Курица 130-200

Постоянство содержания глюкозы в крови и его причины.

В печени, при недостатке глюкозы в крови, происходит гидролитический распад гликогена до глюкозы, которая поступает затем в кровяное русло – восстановление до нормы.

Значительная часть гликогена откладывается в мышцах и он используется в кажестве источника энергии при работе.

На синтез гликогена в целом поступающей глюкозы расходуется 5%, 70-75% используется в качестве энергии, 30-35% синтез жира.

Глюкоза – главный источник энергии! При снижении глюкозы происходит голодный обморок.

Регуляция углеводного обмена.

Осущесвляется через НС, Печень, витамины.

Центры в КБП, продолговатом, и ганглиях ВНС.

ЦНС – определяет характер интенсивности пищеварительных соков, степень гликогенеза, гликонеогенеза, скорость гликолиза.

При уменьшении содержания Глюкозы возникают импульсы в продолговатом мозгу и гипоталамусе, которые поступают в солнечное сплетение, затем в печень, где активируется фосфорилазы, происходит расщепление гликогена до глюкозы – восстановление уровня глюкозы.

Поджелудочная ж-за.

Гормон инсулин, попадает в кровь, активирует гексокиназу, которая образует глюкоза-6-фосфат и гликоген, тормозящий активность глюкозы-6-фосфотазы

Фосфорилаза – активируется гормонами надпочечников (адреналин, норадреналин) – распад гликогена до глюкозы.

Витамин В1 – составная часть коэнзима А.

Паталогия углеводного обмена.

Гипергликемия – содержания сахара в крови выше нормы, она приводит к гликозурии – появление глюкозы в мочи. Причина: сахарный диабет – пониженное содержание в крови инсулина.

Гипогликемия – недостаток глюкозы в крови. Причины: высокий уровень инсулина в крови, голодание, заболевание ЖКТ.