Углеводы классифицируют по величине молекул на 3 группы:

Моносахариды – содержат 1 молекулу углевода (альдозы или кетозы).

Триозы (глицериновый альдегид, диоксиацетон).

Тетрозы (эритроза).

Пентозы (рибоза и дезоксирибоза).

Гексозы (глюкоза, фруктоза, галактоза).

Олигосахариды - содержат 2-10 моносахаридов.

Дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза).

Трисахариды и т.д.

Полисахариды - содержат более 10 моносахаридов.

Гомополисахариды – содержат одинаковые моносахариды (крахмал, клетчатка, целлюлоза состоят только из глюкозы).

Гетерополисахариды- содержат моносахариды разного вида, их пароизводные и неуглеводные компоненты (гепарин, гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты).

Схема № 1. Классификация углеводов.

Углеводы Моносахариды Олигосахариды Полисахариды

1. Триозы 1. Дисахариды 1. Гомополисахариды

2. Тетрозы 2. Трисахариды 2. Гетерополисахариды

3. Пентозы 3. Тетрасахариды

4. Гексозы

3. 4. Свойства углеводов.

Углеводы – твердые кристаллические белые вещества, практические все сладкие на вкус.

Почти все углеводы хорошо растворимы в воде, при этом образуются истинные растворы. Растворимость углеводов зависит от массы (чем больше масса, тем менее растворимо вещество, например, сахароза и крахмал) и строения (чем разветвленнее структура углевода, тем хуже растворимость в воде, например крахмал и клетчатка).

Моносахариды могут находится в двух стереоизомерных формах : L–форма (leavus – левый) и D- форма (dexter – правый). Эти формы обладают одинаковыми химическими свойствами, но отличаются, расположением гидроксидных групп относительно оси молекулы и оптической активностью, т.е. вращают на определенный угол плоскость поляризованного света, который проходит через их раствор. Причем плоскость поляризованного света вращается на одну величину, но в противоположных направлении. Рассмотрим образование стереоизомеров на примере глицеринового альдегида:

Сно сно

НО -С-Н Н-С-ОН

СН2ОН СН2ОН

L – форма D – форма

При получении моносахаридов в лабораторных условиях, стереоизомеры образуются в соотношении 1:1, в организме синтез происходит под действием ферментов, которые строго отличают L– форму иD– форму. Поскольку синтезу и распаду в организме подвергаются исключительноD-сахара, в эволюции постепенно исчезлиL-стереоизомеры (на этом основано определение сахаров в биологических жидкостях с помощью поляриметра).

Моносахариды в водных растворах могут взаимопревращаться, такое свойство называют муторатацией.

НО-СН2 О=С-Н

С О НО-С-Н

Н Н Н Н-С-ОН

С С НО-С-Н

НО ОН Н ОН НО-С-Н

С С СН2-ОН

Альфа-форма Открытая форма гексозы

Н Н ОН

НО ОН Н Н

Бетта-форма.

В водных растворах мономеры, состоящие из 5 и более атомов, могут находится в циклической (кольцевой) альфа- или бетта-формах и незамкнутой (открытой) формах, причем их соотношение 1:1. Олиго- и полисахариды состоят из мономеров в циклической форме. В циклической форме углеводы устойчивы и молоактивны, а в открытой обладают высокой реакционной способностью.

Моносахариды могут восстанавливаться до спиртов.

В открытой форме могут взаимодействовать с белками, липидами, нуклеотидами без участия ферментов. Эти реакции получили название - гликирования. В клинике применяют исследование уровня гликозилированного гемоглобина или фруктозамина для постановки диагноза сахарный диабет.

Моносахариды могут образовывать эфиры. Наибольшее значение имеет свойство углеводов образовывать эфиры с фосфорной кислотой, т.к. чтобы включиться в обмен углевод должен стать фосфорным эфиром, например, глюкоза перед окислением превращается в глюкозо-1-фосфат или глюкозо-6-фосфат.

Альдолазы обладают способностью восстанавливать в щелочной среде металлы из их окислов в закиси или в свободное состояние. Это свойство используют в лабораторной практике для обнаружения альдолоз (глюкозы) в биологических жидкостях. Чаще всего используют реакцию Троммера при которой альдолоза восстанавливает окись меди в закись, а сама окисляется в глюконовую кислоту (окисляется 1 атом углерода).

CuSO4 + NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4

Голубой цвет

C5H11COH + 2Cu(OH)2 C5H11COOH + H2O + 2CuOH

Кирпично-красный цвет

Моносахариды могут окисляться до кислот не только в реакции Троммера. Например, при окислении 6 углеродного атома глюкозы в организме образуется глюкуроновая кислота, которая соединяется с ядовитыми и плохо растворимыми веществами, обезвреживает их и переводит в растворимые, в таком виде эти вещества выводятся из организма с мочой.

Моносахариды могут соединяться между собой и образовывать полимеры. Связь, которая при этом возникает называется гликозидной , она образуется за счет ОН-группы первого углеродного атома одного моносахарида и ОН-группой четвертого (1,4-гликозидная связь) или шестого углеродного атома (1,6-гликозидная связь) другого моносахарида. Кроме этого могут образовываться альфа-гликозидная связь (между двумя альфа-формами углевода) или бетта-гликозидная связь (между альфа- и бетта- формами углевода).

Олиго- и полисахариды могут подвергаться гидролизу с образованием мономеров. Реакция идет по месту гликозидной связи, причем этот процесс ускоряется в кислой среде. Ферменты в организме человека могут различать альфа- и беттагликозидные связи, поэтому крахмал (имеет альфагликозидные связи) переваривается в кишечнике, а клетчатка (имеет беттагликозидные связи) нет.

Моно- и олигосахариды могут подвергаться брожению: спиртовому, молочнокислому, лимоннокислому, маслянокислому.

Функции растворимых углеводов : транспортная, защитная, сигнальная, энергетическая.

Моносахариды: глюкоза – основной источник энергии для клеточного дыхания. Фруктоза – составная часть нектара цветов и фруктовых соков. Рибоза и дезоксирибоза – структурные элементы нуклеотидов, являющихся мономерами РНК и ДНК.

Дисахариды: сахароза (глюкоза + фруктоза) – основной продукт фотосинтеза, транспортируемый в растениях. Лактоза (глюкоза + галактоза) – входит в состав молока млекопитающих. Мальтоза (глюкоза + глюкоза) – источник энергии в прорастающих семенах.

Слайд 8

Полимерные углеводы :

крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин. Они не растворимы в воде.

Функции полимерных углеводов : структурная, запасающая, энергетическая, защитная.

Крахмал состоит из разветвленных спирализованных молекул, образующих запасные вещества в тканях растений.

Целлюлоза – полимер, образованный остатками глюкозы, состоящими из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных водородными связями. Такая структура препятствует проникновению воды и обеспечивает устойчивость целлюлозных оболочек растительных клеток.

Хитин состоит из аминопроизводных глюкозы. Основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.

Гликоген – запасное вещество животной клетки. Гликоген еще более ветвистый, чем крахмал и хорошо растворимы в воде.

Липиды – сложные эфиры жирных кислот и глицерина. Нерастворимы в воде, но растворимы в неполярных растворителях. Присутствуют во всех клетках. Липиды состоят из атомов водорода, кислорода и углерода. Виды липидов: жиры, воска, фосфолипиды.

Слайд 9

Функции липидов:

Запасающая – жиры, откладываются в запас в тканях позвоночных животных.

Энергетическая – половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров. Жиры используются и как источник воды. Энергетический эффект от расщепления 1 г жира – 39 кДж, что в два раза больше энергетического эффекта от расщепления 1 г глюкозы или белка.

Защитная – подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений.

Структурная – фосфолипиды входят в состав клеточных мембран.

Теплоизоляционная – подкожный жир помогает сохранить тепло.

Электроизоляционная – миелин, выделяемый клетками Шванна (образуют оболочки нервных волокон), изолирует некоторые нейроны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов.

Питательная – некоторые липидоподобные вещества способствуют наращиванию мышечной массы, поддержанию тонуса организма.

Смазывающая – воски покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налетом покрыты листья многих растений, воск используется в строительстве пчелиных сот.

Гормональная – гормон надпочечников – кортизон и половые гормоны имеют липидную природу.

Слайд 10

Белки, их строение и функции

Белки – это биологические гетерополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Белки синтезируются в живых организмах и выполняют в них определенные функции.

В состав белков входят атомы углерода, кислорода, водорода, азота и иногда серы.

Мономерами белков являются аминокислоты – вещества, имеющие в своем составе неизменяемые части аминогруппу NH 2 и карбоксильную группу СООН и изменяемую часть – радикал. Именно радикалами аминокислоты отличаются друг от друга.

Аминокислоты обладают свойствами кислоты и основания (они амфотерны), поэтому могут соединяться друг с другом. Их количество в одной молекуле может достигать нескольких сотен. Чередование разных аминокислот в разной последовательности позволяет получать огромное количество различных по структуре и функциям белков.

В белках встречается 20 видов различных аминокислот, некоторые из которых животные синтезировать не могут. Они получают их от растений, которые могут синтезировать все аминокислоты. Именно до аминокислот расщепляются белки в пищеварительных трактах животных. Из этих аминокислот, поступающих в клетки организма, строятся его новые белки.

Слайд 11

Структура белковой молекулы .

Под структурой белковой молекулы понимают ее аминокислотный состав, последовательность мономеров и степень скрученности молекулы, которая должна умещаться в различных отделах и органоидах клетки, причем не одна, а вместе с огромным количеством других молекул.

Последовательность аминокислот в молекуле белка образует его первичную структуру. Она зависит от последовательности нуклеотидов в участке молекулы ДНК (гене), кодирующем данный белок. Соседние аминокислоты связаны пептидными связями, возникающими между углеродом карбоксильной группы одной аминокислоты и азотом аминогруппы другой аминокислоты.

Длинная молекула белка сворачивается и приобретает сначала вид спирали. Так возникает вторичная структура белковой молекулы. Между СО и NH – группами аминокислотных остатков, соседних витков спирали, возникают водородные связи, удерживающие цепь.

Молекула белка сложной конфигурации в виде глобулы (шарика), приобретает третичную структуру. Прочность этой структуры обеспечивается гидрофобными, водородными, ионными и дисульфидными S-S связями.

Некоторые белки имеют четвертичную структуру, образованную несколькими полипептидными цепями (третичными структурами). Четвертичная структура так же удерживается слабыми нековалентными связями – ионными, водородными, гидрофобными. Однако прочность этих связей невелика и структура может быть легко нарушена. При нагревании или обработке некоторыми химическими веществами белок подвергается денатурации и теряет свою биологическую активность. Нарушение четвертичной, третичной и вторичной структур обратимо. Разрушение первичной структуры необратимо.

В любой клетке есть сотни белковых молекул, выполняющих различные функции. Кроме того, белки имеют видовую специфичность. Это означает, что каждый вид организмов обладает белками, не встречающимися у других видов. Это создает серьезные трудности при пересадке органов и тканей от одного человека к другому, при прививках одного вида растений на другой и т.д.

Слайд 12

Функции белков .

Каталитическая (ферментативная ) – белки ускоряют все биохимические процессы, идущие в клетке: расщепление питательных веществ в пищеварительном тракте, участвуют в реакциях матричного синтеза. Каждый фермент ускоряет одну и только одну реакцию (как в прямом, так и в обратном направлении). Скорость ферментативных реакций зависит от температуры среды, уровня ее рН, а также от концентраций реагирующих веществ и концентрации фермента.

Транспортная – белки обеспечивают активный транспорт ионов через клеточные мембраны, транспорт кислорода и углекислого газа, транспорт жирных кислот.

Защитная – антитела обеспечивают иммунную защиту организма; фибриноген и фибрин защищают организм от кровопотерь.

Структурная – одна из основных функций белков. Белки входят в состав клеточных мембран; белок кератин образует волосы и ногти; белки коллаген и эластин – хрящи и сухожилия.

Сократительная – обеспечивается сократительными белками – актином и миозином.

Сигнальная – белковые молекулы могут принимать сигналы и служить их переносчиками в организме (гормонами). Следует помнить, что не все гормоны являются белками.

Энергетическая – при длительном голодании белки могут использоваться в качестве дополнительного источника энергии после того, как израсходованы углеводы и жиры.

Слайд13

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты были открыты в 1868 г. швейцарским ученым Ф. Мишером. В организмах существует несколько видов нуклеиновых кислот, которые встречаются в различных органоидах клетки – ядре, митохондриях, пластидах. К нуклеиновым кислотам относятся ДНК, и-РНК, т-РНк, р-РНК.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) – линейный полимер, имеющий вид двойной спирали, образованной парой антипараллельных комплементарных (соответствующих друг другу по конфигурации) цепей. Пространственная структура молекулы ДНК была смоделирована американскими учеными Джеймсом Уотсоном и Френсисом Криком в 1953 г.

Мономерами ДНК являются нуклеотиды . Каждый нуклеотид ДНК состоит из пуринового (А – аденин или Г – гуанин) или пиримидинового (Т – тимин или Ц – цитозин) азотистого основания , пятиуглеродного сахара – дезоксирибозы и фосфатной группы .

Нуклеотиды в молекуле ДНК обращены друг к другу азотистыми основаниями и объединены парами в соответствии с правилами комплементарности: напротив аденина расположен тимин, напротив гуанина – цитозин. Пара А – Т соединена двумя водородными связями, а пара Г – Ц – тремя. При репликации (удвоении) молекулы ДНК водородные связи рвутся и цепи расходятся и на каждой из них синтезируется новая цепь ДНК. Остов цепей ДНК образован сахарофосфатными остатками.

Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК определяет ее специфичность, а также специфичность белков организма, которые кодируются этой последовательностью. Эти последовательности индивидуальны и для каждого вида организмов, и для отдельных особей.

Пример: дана последовательность нуклеотидов ДНК: ЦГА – ТТА – ЦАА.

На информационной РНК (и-РНК) будет синтезирована цепь ГЦУ – ААУ – ГУУ, в результате чего выстроится цепочка аминокислот: аланин – аспарагин – валин.

При замене нуклеотидов в одном из триплетов или их перестановке этот триплет будет кодировать другую аминокислоту, а следовательно изменится и белок, кодируемый данным геном.

Слайд 14

Изменения в составе нуклеотидов или их последовательности называются мутацией.

Слайд 15

Рибонуклеиновая кислота (РНК) – линейный полимер, состоящий из одной цепи нуклеотидов. В составе РНК тиминовый нуклеотид замещен на урациловый (У). Каждый нуклеотид РНК содержит пятиуглеродный сахар – ри– бозу, одно из четырех азотистых оснований и остаток фосфорной кислоты.

Виды РНК.

Матричная , или информационная , РНК. Синтезируется в ядре при участии фермента РНК-полимеразы. Комплементарна участку ДНК, на котором происходит синтез. Ее функция – снятие информации с ДНК и передача ее к месту синтеза белка – на рибосомы. Составляет 5% РНК клетки. Рибосомная РНК – синтезируется в ядрышке и входит в состав рибосом. Составляет 85% РНК клетки.

Транспортная РНК (более 40 видов). Транспортирует аминокислоты к месту синтеза белка. Имеет форму клеверного листа и состоит из 70-90 нуклеотидов.

Слайд 16

Аденозинтрифосфорная кислота – АТФ . АТФ представляет собой нуклеотид, состоящий из азотистого основания – аденина, углевода рибозы и трех остатков фосфорной кислоты, в двух из которых запасается большое количество энергии. При отщеплении одного остатка фосфорной кислоты освобождается 40 кДж/моль энергии. Сравните эту цифру с цифрой, обозначающей количество выделенной энергии 1 г глюкозы или жира. Способность запасать такое количество энергии делает АТФ ее универсальным источником. Синтез АТФ происходит в основном в митохондриях.

Слайд 17

II. Метаболизм: энергетический и пластический обмен, их взаимосвязь. Ферменты, их химическая природа, роль в метаболизме. Стадии энергетического обмена. Брожение и дыхание. Фотосинтез, его значение, космическая роль. Фазы фотосинтеза. Световые и темновые реакции фотосинтеза, их взаимосвязь. Хемосинтез. Роль хемосинтезирующих бактерий на Земле

Общая формула Сn (H2O)n: углеводы содержат в своем составе только три химических элемента.

Таблица. Сравнение классов углеводов.

Растворимые в воде углеводы.

Моносахариды :
глюкоза – основной источник энергии для клеточного дыхания;
фруктоза – составная часть нектара цветов и фруктовых соков;
рибоза и дезоксирибоза – структурные элементы нуклеотидов, являющихся мономерами РНК и ДНК.

Дисахариды :
сахароза (глюкоза + фруктоза) – основной продукт фотосинтеза, транспортируемый в растениях;
лактоза (глюкоза + галактоза) – входит в состав молока млекопитающих;
мальтоза (глюкоза + глюкоза) – источник энергии в прорастающих семенах.

Функции растворимых углеводов :

• транспортная,
• защитная,
• сигнальная,
• энергетическая.

Нерастворимые углеводы

полимерные :
крахмал,
гликоген,
целлюлоза,
хитин.

Функции полимерных углеводов :

• структурная,
• запасающая,
• энергетическая,
• защитная.

Крахмал состоит из разветвленных спирализованных молекул, образующих запасные вещества в тканях растений.

Целлюлоза – полимер, образованный остатками глюкозы, состоящими из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных водородными связями. Такая структура препятствует проникновению воды и обеспечивает устойчивость целлюлозных оболочек растительных клеток.

Хитин состоит из аминопроизводных глюкозы. Основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.

Гликоген – запасное вещество животной клетки.

Таблица. Наиболее распространенные углеводы.

Таблиица.Основные функции углеводов.

Липиды .

Липиды – сложные эфиры жирных кислот и глицерина. Нерастворимы в воде, но растворимы в неполярных растворителях. Присутствуют во всех клетках. Липиды состоят из атомов водорода, кислорода и углерода.

Функции липидов :

Запасающая – жиры, откладываются в запас в тканях позвоночных животных.
Энергетическая – половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров. Жиры используются и как источник воды. Энергетический эффект от расщепления 1 г жира – 39 кДж, что в два раза больше энергетического эффекта от расщепления 1 г глюкозы или белка.
Защитная – подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений.
Структурная – фосфолипиды входят в состав клеточных мембран.
Теплоизоляционная – подкожный жир помогает сохранить тепло.
Электроизоляционная – миелин, выделяемый клетками Шванна (образуют оболочки нервных волокон), изолирует некоторые нейроны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов.
Питательная – некоторые липидоподобные вещества способствуют наращиванию мышечной массы, поддержанию тонуса организма.
Смазывающая – воски покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налетом покрыты листья многих растений, воск используется в строительстве пчелиных сот.
Гормональная – гормон надпочечников – кортизон и половые гормоны имеют липидную природу.

Таблица. Основные функции липидов.

ТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ

Часть А

А1 . Мономером полисахаридов может быть:
1) аминокислота
2) глюкоза
3) нуклеотид
4) целлюлоза

А2 . В клетках животных запасным углеводом является:
1) целлюлоза
2) крахмал
3) хитин
4) гликоген

А3 . Больше всего энергии выделится при расщеплении:
1) 10 г белка
2) 10 г глюкозы
3) 10 г жира
4) 10 г аминокислоты

А4 . Какую из функций липиды не выполняют?
1) энергетическую
2)каталитическую
3) изоляционную
4) запасающую

А5 . Липиды можно растворить в:
1) воде
2) растворе поваренной соли
3) соляной кислоте
4) ацетоне

Часть В

В1 . Выберите особенности строения углеводов
1) состоят из остатков аминокислот
2) состоят из остатков глюкозы
3) состоят из атомов водорода, углерода и кислорода
4) некоторые молекулы имеют разветвленную структуру
5) состоят из остатков жирных кислот и глицерина
6) состоят из нуклеотидов

В2 . Выберите функции, которые углеводы выполняют в организме
1) каталитическая
2) транспортная
3) сигнальная
4)строительная
5) защитная
6) энергетическая

ВЗ . Выберите функции, которые липиды выполняют в клетке
1) структурная
2) энергетическая
3) запасающая
4) ферментативная
5) сигнальная
6) транспортная

В4 . Соотнесите группу химических соединений с их ролью в клетке:

Часть С

С1 . Почему в организме не накапливается глюкоза, а накапливается крахмал и гликоген?

Углеводы обеспечивают организм энергией и играют важную роль в регуляции деятельности желудочно-кишечного тракта. Углеводы делятся на две группы в зависимости от их растворимости: растворимые и нерастворимые углеводы.

Моносахариды могут иметь альфа или бета конфигурацию. Углеводы, состоящие из α-моносахаридов , легко перевариваются ферментами пищеварительного тракта животных и относятся к растворимым углеводам.

Углеводы, состоящие из β-моносахаридов , устойчивы к действию эндогенных пищеварительных ферментов и относятся к нерастворимым углеводам. Однако, у некоторых видов животных микроорганизмы пищеварительного тракта продуцируют фермент целлюлазу , которая расщепляет нерастворимые углеводы до СО 2 , горючих газов и летучих жирных кислот.

Летучие жирные кислоты (ЛЖК) являются важнейшим энергетическим источником для травоядных животных. У не травоядных животных, таких, как собаки, микробиальные пищеварительные процессы ограничены, поэтому нерастворимые углеводы не представляют для них энергетической ценности. Они снижают энергетическую питательность рациона.

Следовательно, корма, содержащие высокий уровень нерастворимых углеводов, не должны использоваться для собак, имеющих высокие энергетические потребности (рост, поздние стадии беременности, лактация, стресс, работа). В тоже время, такие корма успешно используются для снижения избыточной массы тела и её контроля у животных, склонных к ожирению.

Альфа-связи во всех углеводах, за исключением дисахаридов, расщепляются с помощью пищеварительного фермента — амилазы . Этот фермент секретируется поджелудочной железой и у некоторых видов животных в небольшом количестве секретируется также слюнными железами.

Дисахариды (мальтоза , сахароза , лактоза ) расщепляются до моносахаридов с помощью специальных ферментов — дисахаридаз , таких как: мальтаза , изомальтаза , сахараза и лактаза . Эти ферменты содержатся в ворсинках щёточной каймы эпителиальных клеток кишечника. Если структура щёточной каймы повреждена или в этих клетках отсутствуют данные ферменты, то животные неспособны усваивать дисахариды.

При такой патологии дисахариды остаются в кишечнике и используются бактериями, стимулируя их размножение и повышая осмолярность содержимого кишечника, что приводит к выделению воды в просвет кишечника и диарее (поносу). Корма, включающие в свой состав дисахариды, например, молоко, содержащее лактозу, приводят к усилению диареи, если используются для кормления больных животных.

Растворимые углеводы являются легко доступным источником энергии и содержатся в достаточно высокой пропорции во многих рационах, за исключением тех, которые почти целиком состоят из мяса, рыбы или животных тканей. При избыточном содержании растворимых углеводов в рационе, часть углеводов запасается в организме в форме гликогена или жировой ткани для последующего использования. Поэтому избыток углеводов в рационе предрасполагает к возникновению ожирения у животных.

При отсутствии углеводов в рационе животных, концентрация глюкозы в их крови не снижается и не наблюдается дефицита энергии, так как при этом могут использоваться белки тела и глицерин для образования глюкозы, а жир и белки используются в качестве энергетических веществ.

Переваримость глюкозы, сахарозы, лактозы, декстрина и крахмала в смеси с животными тканями при правильно составленном рационе может достигать 94%. Однако, переваримость растворимых углеводов в промышленных кормах среднего качества не превышает 85%.

Хотя собаки способны частично переваривать сырой крахмал, содержащийся в злаковых, его переваримость значительно возрастает при тепловой обработке, проводимой в процессе приготовлении кормов по определённой технологии.

Нерастворимые углеводы, под общим названием “пищевые волокна” или “клетчатка” , включают целлюлозу , гемицеллюлозу , пектин , камеди , растительный клей и лигнин (являющийся структурным элементом растений).

Различные фракции пищевых волокон значительно отличаются по своим физическим и химическим свойствам. Добавка их к корму полезна при многих заболеваниях, а также при диареях и запорах. Положительное их влияние связано со способностью волокон удерживать воду и влиять на состав микрофлоры толстого отдела кишечника. Пищевые волокна способствуют раздражению рецепторов толстого отдела кишечника и стимулируют акт дефекации, а также способствуют образованию более объёмных и мягких каловых масс.

Пищевые волокна также могут влиять на липидный и углеводный обмен. Пектин и камеди могут ингибировать всасывание липидов, увеличивая этим выделение холестерина и желчных кислот, и снижая концентрацию липидов в крови, в то время как целлюлоза оказывает очень слабый эффект на концентрацию холестерина в сыворотке крови.

Пищевые волокна могут оказывать большое влияние на уровень глюкозы и инсулина в крови, что имеет важное значение при заболевании животных диабетом.

Снижение концентрации инсулина и глюкозы в крови при этом происходит в результате снижения всасывания глюкозы в кишечнике, замедления опорожнения желудка и изменения уровня секреции желудочно-кишечных пептидов.

Пищевые волокна влияют и на всасываемость других питательных веществ. Так, абсорбция белков и энергии тем ниже, чем выше содержание клетчатки в рационе. Влияние разных пищевых волокон на абсорбцию минеральных веществ не одинаково. Например, пектин снижает всасываемость некоторых минералов, а целлюлоза не влияет на данный процесс. Следовательно, рацион с высоким содержанием пектинов без соответствующих минеральных добавок, может приводить к недостатку микроэлементов в организме животных.

При избыточном содержании клетчатки в рационе, у собак может наблюдаться дефицит энергии.

Источники

1. «SMALL ANIMAL CLINICAL NUTRITION» L.D. Lewis, M. L. Morris (JR), M. S. Hand, MARK MORRIS ASSOCIATES TOPEKA, KANSAS 1987 (Перевод с английского и редакция доктора биологических наук А. С. Ерохина)
2. Кормление собак. Справочник. С.Н.Хохрин, «ВСВ-Сфинкс», 1996 г.
3. Абсолютно все о Вашей собаке, состав. В.Н.Зубко М.:Арнадия, 1996

Обмен углеводов

Углеводы - обширная группа органических соединений, входящих в состав всех живых организмов.

Термин «углеводы» возник потому, что первые известные представители углеводов по составу отвечали химической формуле C m H 2n O n (углерод + вода). Впоследствии были обнаружены природные углеводы с другим элементным составом, однако прежнее название сохранилось.

Углеводы делятся на две группы в зависимости от их растворимости: растворимые и нерастворимые.

Растворимые углеводы , или сахара , обычно имеют сладкий вкус и кристаллическое строение. Это:

• свекловичный или тростниковый сахар, или сахароза (греч. sakchar , от санскрит. sarkara - гравий, песок, сахарный песок);
• виноградный сахар, или глюкоза (греч. glykys - сладкий);
• плодовый сахар, или фруктоза (лат. fructus - плод);
• молочный сахар, или лактоза (лат. lac , род. падеж lactis - молоко) и др.

Нерастворимые углеводы , или полисахариды , не имеют сладкого вкуса и кристаллического строения. Например:

• крахмал ;
• целлюлоза (лат. cellula - клетка);
• гликоген (греч. glykys - сладкий и genés - рождающий).

Функции углеводов

1. Энергетическая. Углеводы (сахара , крахмал , гликоген ) - основной источник энергии в клетке. При расщеплении 1 г углеводов до конечных продуктов обмена веществ выделяется 17,6 кДж энергии (столько же, сколько при расщеплении 1 г белка).

2. Запасающая (резервная). Резервным углеводом у человека и других животных является гликоген , который синтезируется и накапливается в клетках печени. Запасным углеводом растений является углевод крахмал .

3. Структурная (строительная). Из целлюлозы состоят клеточные стенки у растений. Ферменты пищеварительного тракта человека не способны расщеплять целлюлозу, поэтому она не имеет пищевой ценности как источник энергии, однако волокна целлюлозы благоприятно действуют на работу кишечника. Некоторые животные (термиты, жвачные животные) содержат в кишечнике особых симбиотических простейших, разлагающих прочные молекулы целлюлозы на молекулы глюкозы. Именно поэтому термиты способны питаться древесиной, зайцы - корой, жвачные животные - сеном, ветками, соломой.

Углеводы также входят в состав нуклеиновых кислот, образуют межклеточное вещество соединительной ткани (у животных).

4. Защитная. Взаимодействуют в печени со многими ядовитыми соединениями, переводя их в безвредные и легко растворимые вещества.

Углеводы в пище человека. Углеводы обеспечивают организм энергией и играют важную роль в регуляции деятельности желудочно-кишечного тракта. Главными источниками углеводов являются хлеб, картофель, макароны, крупы, фрукты, сладости. Чистым углеводом является сахар. Мёд, в зависимости от своего происхождения, содержит 70 - 80% сахара.

Все углеводы делятся на легко- и трудноусваиваемые , а также неусваиваемые .

Легкоусваиваемые углеводы - сахара - содержатся во всех сладких продуктах и напитках (сахаре, мёде, конфетах, соках, фруктах). Они способствуют быстрому восстановлению сил, однако употреблять легкоусваиваемые углеводы надо с осторожностью, так как их чрезмерное количество приводит к ожирению и развитию сахарного диабета.

Трудноусваиваемые углеводы - это, главным образом, крахмал. Оптимальный источник трудноусваиваемых, но самых полезных углеводов - это крупы, картофель, хлеб и макаронные изделия. Они медленно и равномерно поставляют в кровь глюкозу и способствуют накоплению в печени гликогена , который является основным запасом углеводов в организме человека. Кроме того, цельнозерновые крупы и хлопья из них содержат много пищевых волокон, которые хорошо поглощают токсины и способствуют продвижению пищи по пищеварительному каналу. Именно поэтому пшеничная, гречневая, кукурузная и овсяная крупы очень полезны.

Неусваиваемые углеводы , так называемая пищевая клетчатка (пищевые волокна, целлюлоза), содержатся в овощах и злаках, особенно много её в капусте и отрубях. Неусваиваемые углеводы не разрушаются под действием пищеварительных соков и проходят через кишечник человека в неизменном виде. Они, хотя и не обеспечивают организм энергией, обязательно должны содержаться в пище, так как способствуют нормальной работе кишечника и положительно влияют на состав кишечной микрофлоры.

Рекомендуемая суточная норма потребления углеводов - самая непостоянная величина. Она зависит от уровня физической нагрузки, пола, возраста, пищевых традиций и др. Приблизительной нормой считается потребление 300 - 350 г углеводов в сутки.

При избыточном содержании углеводов в рационе часть их запасается в организме в форме гликогена и жировой ткани для последующего использования. Поэтому избыток углеводов в рационе способствует возникновению ожирения.