Вуглеводи і ліпіди: їх роль в обміні речовин

Вуглеводи

• Це багатоатомні спирти, що містять одну або декілька карбонільних груп. Сюди належать й їх похідні із загальною формулою С_nH_2nO_n

Глюкоза

Фруктоза

Альдози і кетози

Класифікація вуглеводів

Хімічні властивості вуглеводів

• Для моносахаридів характерні реакції повного і часткового окиснення в біосистемах за участі ферментів. Повне окиснення в біосистемах відбувається під час дихання, а часткове – під час бродіння.
• Дихання:
• С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ =6СО₂ ↑ + Н₂О
• Спиртове бродіння:
• С₆Н₁₂О₆ = 2С₂Н₅ОН + 2СО₂ ↑
• Молочнокисле бродіння:
• С₆Н₁₂О₆ = 2С₃Н₆О₃ 

​

Хімічні властивості моносахаридів

Моносахариди вступають в реакцію конденсації, утворюючи полісахариди. В таких реакціях вони мають циклічну форму.

глюкоза

фруктоза

сахароза

Моносахариди

• Моносахариди - прості вуглеводи, вони не піддаються гідролізу і не розщеплюються водою на більш прості речовини.
• Моносахариди, як альдегіди чи кетоспирти є сполуками зі змішаними функціями; природа їх ускладнена властивістю внутрішньомолекулярних взаємодій спиртових гідроксильних груп з альдегідною чи кетоновою карбонільною групою. Завдяки цьому моносахариди існують і вступають в реакцію не тільки у відкритій ланцюговій формі, але й в циклічних формах.

​

Олігосахариди

• Олігосахариди — хімічні сполуки, в яких кілька залишків молекул моносахаридів ( від 2 до 10) з'єднані між собою ковалентними зв'язками.
• Дисахариди мають солодкий смак. Вони, як і моносахариди, добре розчинні у воді.
• Серед них найпоширеніші дисахариди, які утворені внаслідок сполучення залишків двох молекул моносахаридів. Наприклад буряковий (або тростинний) цукор — сахароза — складається із залишків глюкози та фруктози, а солодовий — мальтоза — лише з залишків глюкози.

​

Дисахариди

Сахароза — складається із залишків глюкози та фруктози

Солодовий цукор — мальтоза — лише з залишків глюкози

Лактоза складається із залишків молекул глюкози і галак-този.

Полісахариди

• Полісахариди – вуглеводи, які не мають солодкого смаку і майже не розчинні в воді.
• Це складні високомолекулярні сполуки, які під каталітичним впливом кислот чи ферментів піддаються гідролізу з утворенням простіших полісахаридів, потім дисахаридів, і врешті-решт моносахаридів.

​

Полісахариди

• Важливі представники полісахаридів – крохмаль і целюлоза. Їх молекули побудовані з ланок –(С₆Н₁₀О₅)-, є залишками шестичленних циклічних форм молекул глюкози, що втратили молекулу води, тому склад крохмалу і целюлози виражається однією формулою (С₆Н₁₀О₅)_n. Різниця у властивостях цих полісахаридів обумовлена просторовою ізомерією молекул моносахаридів, що їх утворюють: крохмаль побудований із ланок α-, а целюлоза – β-форми глюкози.

​

Полісахариди

Целюлоза - β-форма глюкози

Крохмаль - α-форма глюкози

Складається крохмаль з амілози і амілопектину

Основні функції вуглеводів

• Структурна – вуглеводи є основними структурними компонентами клітини, які утворюють опорні тканини, клітинні стінки. Входять до складу РНК і ДНК, АТФ.
• Запасаюча – відкладаються про запас у клітинному соку або у вигляді зерен.
• Рецепторна – входять до складу глікопротеїдів (рецепторів клітин).
• Енергетична – при окисненні 1г вуглеводів вивільняється 17,6 кДж енергії.

Ліпіди

• Ліпіди – група речовин, яка має в першу чергу спільні фізичні властивості, і в другу чергу – хімічні.
• Незважаючи на доволі широкий спектр хімічних структур ліпідів, їхньою спільною властивістю є гідрофобність: ліпіди нерозчинні у воді, але добре розчинні в неполярних розчинниках (бензен, хлороформ, петролейний етер).

Класифікація ліпідів

Жирні кислоти

• Жи́рні кисло́ти або карбоксильні кислоти — органічні сполуки, що складаються з вуглецевого ланцюжка, довжиною до 36 атомів вуглецю з карбоксильною групою (-СООН) на одному кінці. Бувають насиченими і ненасиченими.

Жирні кислоти

• Насичені кислоти – це одноосновні карбонові кислоти.
• Найбільшого значення мають:
• пальмітинова С15Н31СООН
• стеаринова С₁₇Н₃₅СООН
• Ненасичені кислоти мають подвійні або потрійні зв'язки.
• Найбільшого значення має олеїнова кислота С₁₇Н₃₃СООН

Жирні кислоти

• Омега 3, 6, 9 і 10 жирні кислоти.
• Ці кислоти отримали свою назву від того, біля якого атому карбону (від метилового кінця) знаходиться перший подвійний зв’язок.

Багатоатомні спирти

• Гліцери́н (гліцеро́л) — трьохатомний спирт. Хімічна формула — C₃H₈O₃, або C₃H₅(OH)₃.

Жири

• Жири — це естери трьохатомного спирту гліцерину і різноманітних жирних кислот.

Будова жирів

• Головними кислотами жиру вважаються ті, вміст яких в жирові перебільшує 10% (олеїнова, пальмітинова, стеаринова).
• Тверді жири складаються головним чином із гліцеридів насичених кислот, а рідкі - ненасичених

• Фізичні властивості жирів значною мірою залежать від того, похідними яких саме вищих карбонових кислот вони є - насичених чи ненасичених.
• Усі жири легші за воду й не розчиняються у ній - вони гідрофобні.
• Жири розчинні в неполярних органічних розчинниках, зокрема в бензині.
• Теплопровідність жирів низька.

​

Фосфоліпіди

• Фосфоліпиди – похідні трьохатомного спирту гліцерину, до складу яких входить залишок фосфатної кислоти. Вони – основний компонент будови біологічних мембран.

Гліколіпіди

• Гліколіпіди – складні сполуки, що утворені залишками вуглеводів та жирів.

Основні функції жирів

• енергетична — у разі повного окиснення 1 г жирів до вуглекислого газу і води виділяється 38.9 кДж енергії.
• будівельна — фосфоліпіди є основою клітинних мембран, входять до складу нервових волокон і т. д.
• захисна — захищають внутрішні органи людини від механічних пошкоджень
• теплоізоляційна — запобігають переохолодженню
• видільна — у жировому тілі комах можуть накопичуватися кінцеві продукти обміну речовин
• регуляція життєвих функцій — беруть участь у обміні речовин хребетних тварин
• джерело води

​