Koolhidrate is 'n uitgebreide groep organiese stowwe wat saam met proteïene en vette die basis van die menslike en dierlike liggaam vorm. Koolhidrate is teenwoordig in elke sel van die liggaam en voer 'n verskeidenheid funksies uit. Klein molekules koolhidrate, hoofsaaklik verteenwoordig deur glukose, kan deur die liggaam beweeg en 'n energiefunksie verrig. Groot molekules koolhidrate beweeg nie en verrig hoofsaaklik 'n boufunksie. Uit voedsel onttrek 'n persoon slegs klein molekules, aangesien slegs hulle in die dermselle opgeneem kan word. Groot molekules koolhidrate wat die liggaam self moet bou. Die geheel van alle reaksies vir die afbreek van voedselkoolhidrate na glukose en die sintese van nuwe molekules daaruit, sowel as ander talle transformasies van hierdie stowwe in die liggaam, word in biochemie koolhidraatmetabolisme genoem.
Klassifikasie
Afhangende van die struktuur, is daar verskeie groepe koolhidrate.
Monosakkariede is klein molekules wat nie in die spysverteringskanaal afgebreek word nie. Dit is glukose, fruktose, galaktose.
Disakkariede is klein koolhidraatmolekules wat in twee monosakkariede in die spysverteringskanaal afgebreek word. Byvoorbeeld, laktose - vir glukose en galaktose, sukrose - vir glukose en fruktose.
Polisakkariede is groot molekules wat bestaan uit honderdduisende monosakkariedresidue (hoofsaaklik glukose) wat aan mekaar gekoppel is. Dit is stysel, vleisglikogeen.
Koolhidrate en diëte
Die afbreektyd van polisakkariede in die spysverteringskanaal verskil, afhangend van hul vermoë om in water op te los. Sommige polisakkariede breek vinnig in die ingewande af. Dan gaan die glukose wat tydens hul verval verkry word vinnig die bloedstroom binne. Sulke polisakkariede word "vinnig" genoem. Ander los erger op in die akwatiese omgewing van die ingewande, sodat hulle stadiger afbreek, en glukose gaan stadiger die bloed binne. Sulke polisakkariede word "stadig" genoem. Sommige van hierdie elemente word glad nie in die ingewande afgebreek nie. Hulle word onoplosbare dieetvesel genoem.
Gewoonlik bedoel ons onder die naam "stadige of vinnige koolhidrate" nie die polisakkariede self nie, maar voedsel wat dit in groot hoeveelhede bevat.
Die lys koolhidrate - vinnig en stadig, word in die tabel aangebied.
| Vinnige koolhidrate | Stadige koolhidrate |
| gebraaide aartappels | semelsbrood |
| Witbrood | Onverwerkte ryskorrels |
| Aartappels | Ertjies |
| Honey | hawermout |
| Wortels | Boekwietpap |
| Corn flakes | Rogsemelsbrood |
| Sugar | Vars uitgedrukte vrugtesap sonder suiker |
| Muesli | Volmeelpasta |
| Sjokolade | Rooibone |
| Gekookte aartappels | Suiwel |
| Beskuitjie | Vars vrugte |
| Corn | Bitter sjokolade |
| Witrys | fruktose |
| Swartbrood | Sojabone |
| Beets | Groen groente, tamaties, sampioene |
| Piesangs | - |
| Jam | - |
Wanneer 'n voedingkundige produkte vir 'n dieet kies, maak altyd staat op 'n lys vinnige en stadige koolhidrate. Vinnig in kombinasie met vette in een produk of ma altyd lei tot die afsetting van vet. Hoekom? Die vinnige styging in bloedglukose stimuleer die produksie van insulien, wat die liggaam voorsien van 'n stoor glukose, insluitend die pad vir die vorming van vet daaruit. As gevolg hiervan, wanneer jy koeke, roomys, gebraaide aartappels eet, word gewig baie vinnig opgetel.
Vertering
Vanuit die oogpunt van biochemie vind die metabolisme van koolhidrate in drie fases plaas:
- Vertering. Dit begin in die mond tydens kou kos.
- Behoorlike metabolisme van koolhidrate.
- Opvoeding van eindprodukte van ruil.
Koolhidrate is die basis van die menslike dieet. Volgens die formulerasionele voeding, in die samestelling van voedsel moet hulle 4 keer meer wees as proteïene of vette. Die behoefte aan koolhidrate is individueel, maar 'n persoon benodig gemiddeld 300-400 g per dag. Hiervan is ongeveer 80% stysel in die samestelling van aartappels, pasta, graan en 20% is vinnige koolhidrate (glukose, fruktose).
Die uitruil van koolhidrate in die liggaam begin ook in die mondholte. Hier werk die speekselensiem amilase op polisakkariede - stysel en glikogeen. Amilase hidroliseer (breek af) polisakkariede in groot fragmente - dekstriene, wat die maag binnedring. Daar is geen ensieme wat op koolhidrate inwerk nie, so dekstriene in die maag verander op geen manier nie en gaan verder met die spysverteringskanaal deur en gaan die dunderm binne. Hier werk verskeie ensieme op koolhidrate. Pankreas sap amilase hidroliseer dekstriene na die disakkaried m altose.
Spesifieke ensieme word deur die selle van die ingewande self afgeskei. Die ensiem m altase hidroliseer m altose na die monosakkaried glukose, laktase hidroliseer laktose na glukose en galaktose, en sukrase hidroliseer sukrose na glukose en fruktose. Die resulterende monoses word uit die ingewande in die bloed geabsorbeer en gaan deur die poortaar die lewer binne.
Die rol van die lewer in koolhidraatmetabolisme
Hierdie orgaan handhaaf 'n sekere vlak van glukose in die bloed as gevolg van die reaksies van sintese en afbreek van glikogeen.
Reaksies van interomsetting van monosakkariede vind in die lewer plaas - fruktose en galaktose word omgeskakel na glukose, en glukose kan omgeskakel word na fruktose.
Glukoneogenese-reaksies vind in hierdie orgaan plaas -sintese van glukose uit nie-koolhidraatvoorlopers - aminosure, gliserol, melksuur. Dit neutraliseer ook die hormoon insulien met behulp van die ensiem insulienase.
Glukosemetabolisme
Glukose speel 'n sleutelrol in die biochemie van koolhidraatmetabolisme en in die algehele metabolisme van die liggaam, aangesien dit die hoofbron van energie is.
Die vlak van glukose in die bloed is 'n konstante waarde en is 4 - 6 mmol/l. Die hoofbronne van hierdie element in die bloed is:
- Kos koolhidrate.
- Lewerglikogeen.
- Aminosure.
Glukose word in die liggaam verbruik vir:
- energie-opwekking,
- Glikogensintese in die lewer en spiere,
- sintese van aminosure,
- vetsintese.
Natuurlike bron van energie
Glukose is 'n universele bron van energie vir alle liggaamselle. Energie is nodig om jou eie molekules te bou, spiersametrekking, hitte-opwekking. Die volgorde van glukose-omsettingsreaksies wat tot die vrystelling van energie lei, word glikolise genoem. Glikolise-reaksies kan plaasvind in die teenwoordigheid van suurstof, dan praat hulle van aërobiese glikolise, of in suurstofvrye toestande, dan is die proses anaërobies.
Tydens die anaërobiese proses word een molekule glukose in twee molekules melksuur (laktaat) omgeskakel en energie word vrygestel. Anaërobiese glikolise verskaf min energie: uit een molekule glukose word twee molekules ATP verkry - 'n stof waarvan die chemiese bindings energie ophoop. Hierdie manier om te kryenergie word gebruik vir korttermynwerk van skeletspiere - van 5 sekondes tot 15 minute, dit wil sê terwyl die meganismes om spiere van suurstof te voorsien nie tyd het om aan te skakel nie.
Tydens die reaksies van aërobiese glikolise word een molekule glukose in twee molekules pirodruiwesuur (piruvaat) omgeskakel. Die proses, met inagneming van die energie wat aan sy eie reaksies bestee word, gee 8 ATP-molekules. Piruvaat tree in verdere oksidasiereaksies – oksidatiewe dekarboksilering en sitraatsiklus (Krebs-siklus, trikarboksielsuursiklus). As gevolg van hierdie transformasies sal 30 ATP-molekules per glukosemolekule vrygestel word.
Glikogenruil
Die funksie van glikogeen is die berging van glukose in die selle van 'n dierlike organisme. Stysel verrig dieselfde funksie in plantselle. Glikogeen word soms dierestysel genoem. Albei stowwe is polisakkariede wat gebou is uit meervoudige herhalende glukosereste. Die glikogeenmolekule is meer vertakt en kompak as die styselmolekule.
Die prosesse van metabolisme in die liggaam van koolhidraatglikogeen is veral intensief in die lewer- en skeletspiere.
Glikogen word binne 1-2 uur na 'n ma altyd gesintetiseer wanneer bloedglukosevlakke hoog is. Vir die vorming van 'n glikogeenmolekule is 'n onderlaag nodig - 'n saad wat uit verskeie glukosereste bestaan. Nuwe residue in die vorm van UTP-glukose word opeenvolgend aan die einde van die onderlaag geheg. Wanneer die ketting met 11-12 residue groei, sluit 'n syketting van 5-6 van dieselfde fragmente daaraan. Nou het die ketting wat van die onderlaag kom twee punte - twee groeipunteglikogeen molekules. Hierdie molekule sal herhaaldelik verleng en vertak solank 'n hoë konsentrasie glukose in die bloed oorbly.
Tussen ma altye breek glikogeen af (glikogenolise), wat glukose vrystel.
Verkry uit die afbreek van lewerglikogeen, gaan in die bloed in en word gebruik vir die behoeftes van die hele organisme. Glukose wat verkry word uit die afbreek van glikogeen in die spiere word slegs vir die behoeftes van die spiere gebruik.
Vorming van glukose vanaf nie-koolhidraatvoorlopers - glukoneogenese
Die liggaam het net genoeg energie wat vir 'n paar uur in die vorm van glikogeen gestoor is. Na 'n dag van hongersnood bly hierdie stof nie in die lewer nie. Daarom word die normale vlak van glukose in die bloed gehandhaaf met koolhidraatvrye diëte, volledige hongersnood of tydens langdurige fisiese werk as gevolg van die sintese daarvan van nie-koolhidraatvoorlopers - aminosure, melksuurgliserol. Al hierdie reaksies kom hoofsaaklik in die lewer voor, sowel as in die niere en dermslymvlies. Dus is die prosesse van metabolisme van koolhidrate, vette en proteïene nou verweef.
Uit aminosure en gliserol word glukose gesintetiseer tydens hongersnood. In die afwesigheid van voedsel breek weefselproteïene af in aminosure, vette in vetsure en gliserol.
Uit melksuur word glukose gesintetiseer na intensiewe oefening, wanneer dit in groot hoeveelhede in die spiere en lewer ophoop tydens anaërobiese glikolise. Vanuit die spiere word melksuur na die lewer oorgedra, waar glukose daaruit gesintetiseer word, wat na die werk teruggekeer word.spier.
Regulering van koolhidraatmetabolisme
Hierdie proses word uitgevoer deur die senuweestelsel, die endokriene stelsel (hormone) en op die intrasellulêre vlak. Die taak van regulering is om 'n stabiele vlak van glukose in die bloed te verseker. Van die hormone wat koolhidraatmetabolisme reguleer, is die belangrikste insulien en glukagon. Hulle word in die pankreas geproduseer.
Die hooftaak van insulien in die liggaam is om bloedglukosevlakke te verlaag. Dit kan op twee maniere bereik word: deur die penetrasie van glukose uit die bloed in die selle van die liggaam te verhoog en deur die gebruik daarvan daarin te verhoog.
- Insulien verseker die penetrasie van glukose in die selle van sekere weefsels – spiere en vet. Hulle word insulienafhanklik genoem. Glukose gaan die brein, limfatiese weefsel, rooibloedselle binne sonder die deelname van insulien.
- Insulien verhoog die gebruik van glukose deur selle deur:
- Aktivering van glikolise-ensieme (glukokinase, fosfofruktokinase, piruvaatkinase).
- Aktivering van glikogeensintese (as gevolg van verhoogde omskakeling van glukose na glukose-6-fosfaat en stimulering van glikogeensintese).
- Inhibisie van glukoneogenese-ensieme (piruvaatkarboksilase, glukose-6-fosfatase, fosfoenolpiruvaatkarboksykinase).
- Verhoog die inkorporering van glukose in die pentosefosfaatsiklus.
Alle ander hormone wat koolhidraatmetabolisme reguleer, is glukagon, adrenalien, glukokortikoïede, tiroksien, groeihormoon, ACTH. Hulle verhoog bloedglukosevlakke. Glukagon aktiveer die afbreek van glikogeen in die lewer en die sintese van glukose uit nie-koolhidratevoorgangers. Adrenalien aktiveer die afbreek van glikogeen in die lewer en spiere.
beursoortredings. Hipoglukemie
Die mees algemene afwykings van koolhidraatmetabolisme is hipo- en hiperglukemie.
Hipoglukemie is 'n toestand van die liggaam wat veroorsaak word deur lae bloedglukosevlakke (onder 3,8 mmol/l). Die redes kan wees: 'n afname in die inname van hierdie stof in die bloed vanaf die ingewande of lewer, 'n toename in die gebruik daarvan deur weefsels. Hipoglukemie kan lei tot:
- Lewerpatologie - verswakte glikogeensintese of glukosesintese vanaf nie-koolhidraatvoorlopers.
- Koolhidraathongersnood.
- Langdurige fisieke aktiwiteit.
- Patologieë van die niere - verswakte herabsorpsie van glukose uit primêre urine.
- Verteringsteurnisse - patologieë van die afbreek van voedselkoolhidrate of die proses van glukose-absorpsie.
- Patologieë van die endokriene stelsel - oortollige insulien of gebrek aan tiroïedhormone, glukokortikoïede, groeihormoon (GH), glukagon, katekolamiene.
Die uiterste manifestasie van hipoglukemie is hipoglisemiese koma, wat die meeste ontwikkel by pasiënte met tipe I-diabetes mellitus met 'n oordosis insulien. Lae bloedglukose lei tot suurstof- en energiehongersnood van die brein, wat kenmerkende simptome veroorsaak. Dit word gekenmerk deur uiters vinnige ontwikkeling - as die nodige aksies nie binne 'n paar minute geneem word nie, sal 'n persoon sy bewussyn verloor en kan sterf. Tipies kan diabetiese pasiënte tekens van 'n daling in glukosevlakke herken.bloed en weet wat om te doen - drink 'n glas soet sap of eet 'n soet broodjie.
Hiperglykemie
Nog 'n tipe koolhidraatmetabolismeafwyking is hiperglukemie - 'n toestand van die liggaam wat veroorsaak word deur 'n aanhoudende hoë bloedglukosevlak (bo 10 mmol/l). Redes kan wees:
- patologie van die endokriene stelsel. Die mees algemene oorsaak van hiperglukemie is diabetes mellitus. Onderskei tussen tipe I- en tipe II-diabetes. In die eerste geval is die oorsaak van die siekte insulientekort wat veroorsaak word deur skade aan die pankreas selle wat hierdie hormoon afskei. Die nederlaag van die klier is meestal outo-immuun van aard. Tipe II-diabetes mellitus ontwikkel met normale insulienproduksie, daarom word dit nie-insulienafhanklik genoem; maar insulien verrig nie sy funksie nie - dit dra nie glukose in die selle van spier- en vetweefsel in nie.
- neurose, stres aktiveer die produksie van hormone - adrenalien, glukokortikoïede, skildklier, wat die afbreek van glikogeen en die sintese van glukose van nie-koolhidraatvoorlopers in die lewer verhoog, die sintese van glikogeen inhibeer;
- lewerpatologie;
- ooreet.
In biochemie is koolhidraatmetabolisme een van die interessantste en mees uitgebreide onderwerpe vir studie en navorsing.
