وظائف الكربوهيدرات في الخلية البشرية. الكربوهيدرات البسيطة والمعقدة

مقدمة.

هيكل وخصائص ووظائف البروتينات.
استقلاب البروتين.
الكربوهيدرات.
هيكل وخصائص ووظائف الكربوهيدرات.
التمثيل الغذائي للكربوهيدرات.
هيكل وخصائص ووظائف الدهون.

10) التمثيل الغذائي للدهون.

فهرس

مقدمة

الأداء الطبيعي للجسم ممكن مع الإمداد المستمر بالطعام. إن الدهون والبروتينات والكربوهيدرات والأملاح المعدنية والمياه والفيتامينات الموجودة في الغذاء ضرورية للعمليات الحياتية في الجسم.

تعتبر العناصر الغذائية مصدراً للطاقة يغطي نفقات الجسم، كما أنها مادة بناء تستخدم في عملية نمو الجسم وتكاثر الخلايا الجديدة التي تحل محل الخلايا الميتة. لكن العناصر الغذائية بالشكل الذي يتم تناولها بها لا يمكن للجسم امتصاصها واستخدامها. يتم امتصاص واستيعاب الماء والأملاح المعدنية والفيتامينات فقط بالشكل الذي يتم تلقيها به.

تسمى العناصر الغذائية البروتينات والدهون والكربوهيدرات. هذه المواد هي مكونات ضرورية للغذاء. في الجهاز الهضمي، تتعرض البروتينات والدهون والكربوهيدرات للتأثيرات الجسدية (المكسرة والمطحونة) التغيرات الكيميائيةوالتي تحدث تحت تأثير مواد خاصة - الإنزيمات الموجودة في عصائر الغدد الهضمية. تحت تأثير العصارات الهضمية، يتم تقسيم العناصر الغذائية إلى عناصر أبسط، والتي يمتصها الجسم ويمتصها.

البروتينات

الهيكل والخصائص والوظائف

"في جميع النباتات والحيوانات هناك مادة معينة، وهي بلا شك أهم المواد المعروفة في الطبيعة الحية والتي بدونها ستكون الحياة على كوكبنا مستحيلة. وقد أسميت هذه المادة البروتين." هذا ما كتبه عالم الكيمياء الحيوية الهولندي جيرارد مولدر عام 1838، الذي اكتشف لأول مرة وجود الأجسام البروتينية في الطبيعة وقام بصياغة نظريته البروتينية. كلمة "بروتين" تأتي من الكلمة اليونانية "proteios"، والتي تعني "المرتبة الأولى". في الواقع، تحتوي كل أشكال الحياة على الأرض على بروتينات. وهي تشكل حوالي 50% من وزن الجسم الجاف لجميع الكائنات الحية. وفي الفيروسات يتراوح محتوى البروتين من 45 إلى 95%.

البروتينات هي إحدى المواد العضوية الأربع الرئيسية للمادة الحية (البروتينات، الأحماض النووية، الكربوهيدرات، الدهون)، ولكنها من حيث أهميتها ووظائفها البيولوجية تحتل مكانة خاصة فيها. يوجد حوالي 30% من جميع البروتينات الموجودة في جسم الإنسان في العضلات، وحوالي 20% في العظام والأوتار، وحوالي 10% في الجلد. لكن البروتينات الأكثر أهمية في جميع الكائنات الحية هي الإنزيمات، والتي على الرغم من وجودها في جسمها وفي كل خلية من خلايا الجسم بكميات صغيرة، إلا أنها تتحكم في عدد من العناصر الأساسية للحياة. التفاعلات الكيميائية. جميع العمليات التي تحدث في الجسم: هضم الطعام، تفاعلات الأكسدة، نشاط الغدد الصماء، نشاط العضلاتويتم تنظيم وظيفة المخ عن طريق الإنزيمات. تنوع الإنزيمات في جسم الكائنات الحية هائل. حتى في البكتيريا الصغيرة يوجد المئات منها.

البروتينات، أو كما يطلق عليها، البروتينات، لديها الكثير من العناصر بنية معقدةوهي أكثر العناصر الغذائية تعقيدًا. البروتينات هي عنصر أساسي في جميع الخلايا الحية. البروتينات تشمل: الكربون، الهيدروجين، الأكسجين، النيتروجين، الكبريتوأحيانا الفوسفور.الميزة الأكثر تميزًا للبروتين هي وجود النيتروجين في جزيئه. العناصر الغذائية الأخرى لا تحتوي على النيتروجين. ولذلك، يسمى البروتين مادة تحتوي على النيتروجين.

المواد الرئيسية التي تحتوي على النيتروجين والتي تشكل البروتينات هي الأحماض الأمينية. عدد الأحماض الأمينية صغير - معروف فقط 28. كل التنوع الهائل للبروتينات الموجودة في الطبيعة عبارة عن مزيج مختلف من الأحماض الأمينية المعروفة. تعتمد خصائص وصفات البروتينات على تركيبتها.

عندما يجتمع اثنان أو أكثر من الأحماض الأمينية، يتكون مركب أكثر تعقيدا - متعدد الببتيد. عندما يتم دمج عديدات الببتيد، فإنها تشكل جزيئات أكثر تعقيدًا وأكبر حجمًا، ونتيجة لذلك، جزيء معقدسنجاب.

عندما يتم تقسيم البروتينات إلى مركبات أبسط في الجهاز الهضمي أو في التجارب، يتم تقسيمها من خلال سلسلة من المراحل الوسيطة (الألبومين والببتونات) إلى عديدات ببتيدات وأخيراً إلى أحماض أمينية. الأحماض الأمينية، على عكس البروتينات، يتم امتصاصها واستيعابها بسهولة من قبل الجسم. يتم استخدامها من قبل الجسم لتشكيل البروتين الخاص به. إذا استمر انهيارها في الأنسجة بسبب زيادة المعروض من الأحماض الأمينية، فإنها تتأكسد إلى ثاني أكسيد الكربون والماء.

معظم البروتينات قابلة للذوبان في الماء. ونظرًا لحجمها الكبير، فإن جزيئات البروتين بالكاد تمر عبر مسام الأغشية الحيوانية أو النباتية. عند تسخينها، تتخثر المحاليل المائية للبروتينات. هناك بروتينات (مثل الجيلاتين) تذوب في الماء فقط عند تسخينها.

عند امتصاصه، يدخل الطعام أولاً إلى تجويف الفم ثم عبر المريء إلى المعدة. عصير المعدة النقي عديم اللون وحمضي. ويعتمد التفاعل الحمضي على وجود حمض الهيدروكلوريك الذي يبلغ تركيزه 0.5%.

يمتلك عصير المعدة القدرة على هضم الطعام، وذلك بسبب وجود الإنزيمات فيه. أنه يحتوي على البيبسين، وهو الانزيم الذي يكسر البروتين. تحت تأثير البيبسين، تتحلل البروتينات إلى الببتونات والألبومات. يتم إنتاج البيبسين عن طريق غدد المعدة بشكل غير نشط ويصبح نشطًا عند تعرضه لحمض الهيدروكلوريك. يعمل البيبسين فقط في البيئة الحمضية ويصبح سلبياً عند تعرضه لبيئة قلوية.

بعد دخول الطعام إلى المعدة، يبقى فيه لفترة أطول أو أقل - من 3 إلى 10 ساعات. تعتمد مدة بقاء الطعام في المعدة على طبيعته وحالته الجسدية، سواء أكان سائلاً أم صلبًا. يخرج الماء من المعدة مباشرة بعد دخوله. يبقى الطعام الذي يحتوي على كمية أكبر من البروتين في المعدة لفترة أطول من الطعام الذي يحتوي على الكربوهيدرات؛ تبقى الأطعمة الدهنية في المعدة لفترة أطول. تحدث حركة الطعام بسبب تقلص المعدة، مما يسهل مرور عصيدة الطعام المهضومة بشكل كبير بالفعل إلى الجزء البواب، ثم إلى الاثني عشر.

تخضع عصيدة الطعام التي تدخل الاثني عشر لمزيد من الهضم. هنا، يتدفق عصير الغدد المعوية، التي تنتشر في الغشاء المخاطي المعوي، وكذلك عصير البنكرياس والصفراء، إلى العصيدة الغذائية. تحت تأثير هذه العصائر، تخضع المواد الغذائية - البروتينات والدهون والكربوهيدرات - لمزيد من الانهيار وتصل إلى حالة يمكن من خلالها امتصاصها في الدم والليمفاوية.

عصير البنكرياس عديم اللون وقلوي. يحتوي على إنزيمات تحطم البروتينات والكربوهيدرات والدهون.

أحد الإنزيمات الرئيسية هو التربسين,يوجد في عصير البنكرياس في حالة غير نشطة على شكل التربسينوجين. لا يستطيع التربسينوجين تحطيم البروتينات إلا إذا تم تحويله إلى حالة نشطة، أي. إلى التربسين. يتحول التربسينوجين إلى التربسين عند ملامسته للعصارة المعوية تحت تأثير مادة موجودة في العصارة المعوية إنتيروكيناز.يتم إنتاج إنتيروكيناز في الغشاء المخاطي في الأمعاء. في الاثني عشر، يتوقف تأثير البيبسين، لأن البيبسين يعمل فقط في بيئة حمضية. يستمر هضم البروتينات بشكل أكبر تحت تأثير التربسين.

التربسين نشط للغاية في البيئة القلوية. يستمر تأثيره في البيئة الحمضية، لكن نشاطه يتناقص. يعمل التربسين على البروتينات ويقسمها إلى أحماض أمينية. كما أنه يكسر الببتونات والألبومات المتكونة في المعدة إلى أحماض أمينية.

في الأمعاء الدقيقة، تنتهي معالجة العناصر الغذائية التي بدأت في المعدة والاثني عشر. في المعدة والاثني عشر، يتم تقسيم البروتينات والدهون والكربوهيدرات بشكل كامل تقريبا، ويبقى جزء منها فقط غير مهضوم. في الأمعاء الدقيقة، تحت تأثير عصير الأمعاء، يحدث الانهيار النهائي لجميع العناصر الغذائية وامتصاص منتجات الانهيار. تدخل منتجات التحلل إلى الدم. ويحدث ذلك من خلال الشعيرات الدموية، التي يقترب كل منها من الزغابات الموجودة على جدار الأمعاء الدقيقة.

استقلاب البروتين

بعد انهيار البروتينات في الجهاز الهضمي، يتم امتصاص الأحماض الأمينية الناتجة في الدم. يتم أيضًا امتصاص كمية صغيرة من البوليببتيدات - وهي مركبات تتكون من عدة أحماض أمينية - في الدم. من الأحماض الأمينية تقوم خلايا جسمنا بتصنيع البروتين، والبروتين الذي يتكون في خلايا جسم الإنسان يختلف عن البروتين المستهلك وهو من خصائص جسم الإنسان.

يحدث تكوين بروتين جديد في جسم الإنسان والحيوان بشكل مستمر، لأنه طوال الحياة، يتم إنشاء خلايا شابة جديدة لتحل محل الخلايا الميتة في الدم والجلد والأغشية المخاطية والأمعاء، وما إلى ذلك. لكي تتمكن خلايا الجسم من تصنيع البروتين، من الضروري أن تدخل البروتينات إلى القناة الهضمية مع الطعام، حيث يتم تقسيمها إلى أحماض أمينية، ويتم تكوين البروتين من الأحماض الأمينية الممتصة.

إذا تم إدخال البروتين مباشرة إلى الدم، متجاوزًا الجهاز الهضمي، فلن يتمكن جسم الإنسان من استخدامه فحسب، بل إنه يسبب عددًا من المضاعفات الخطيرة. يستجيب الجسم لمثل هذا الإدخال للبروتين بارتفاع حاد في درجة الحرارة وبعض الظواهر الأخرى. إذا تم إعادة إدخال البروتين بعد 15-20 يومًا، فقد يحدث حتى الموت بسبب شلل الجهاز التنفسي واختلال وظائف القلب الشديد والتشنجات العامة.

لا يمكن استبدال البروتينات بأي مواد مغذية أخرى، لأن تخليق البروتين في الجسم ممكن فقط من الأحماض الأمينية.

لكي يحدث تخليق البروتين المتأصل في الجسم، من الضروري توفير جميع الأحماض الأمينية أو أهمها.

من بين الأحماض الأمينية المعروفة، ليست جميعها لها نفس القيمة بالنسبة للجسم. من بينها أحماض أمينية يمكن استبدالها بأخرى أو تصنيعها في الجسم من أحماض أمينية أخرى؛ جنبا إلى جنب مع هذا، هناك أيضا الأحماض الأمينية الأساسية، في غيابها، أو حتى واحد منهم، يتم انتهاك استقلاب البروتين في الجسم.

لا تحتوي البروتينات دائمًا على جميع الأحماض الأمينية: فبعض البروتينات تحتوي على كمية كبيرة من الأحماض الأمينية الضرورية للجسم، والبعض الآخر يحتوي على كمية ضئيلة. تحتوي البروتينات المختلفة على أحماض أمينية مختلفة وبنسب مختلفة.

تسمى البروتينات التي تحتوي على جميع الأحماض الأمينية الضرورية للجسم كاملة؛ البروتينات التي لا تحتوي على جميع الأحماض الأمينية الأساسية هي بروتينات غير كاملة.

يعد تناول البروتينات الكاملة أمرًا مهمًا بالنسبة للإنسان، حيث يمكن للجسم منها تصنيع بروتيناته المحددة بحرية. ومع ذلك، يمكن استبدال البروتين الكامل باثنين أو ثلاثة بروتينات غير كاملة، والتي تكمل بعضها البعض، وتوفر جميع الأحماض الأمينية الضرورية في المجموع. وبالتالي، من أجل الأداء الطبيعي للجسم، من الضروري أن يحتوي الطعام على بروتينات كاملة أو مجموعة من البروتينات غير الكاملة التي تعادل محتوى الأحماض الأمينية للبروتينات الكاملة.

يعد تناول البروتينات الكاملة من الطعام أمرًا في غاية الأهمية بالنسبة للكائن الحي المتنامي، لأنه في جسم الطفل لا يتم استعادة الخلايا الميتة فقط، كما هو الحال عند البالغين، ولكن يتم إنشاء خلايا جديدة أيضًا بأعداد كبيرة.

تحتوي الأطعمة المختلطة العادية على مجموعة متنوعة من البروتينات، والتي تعمل معًا على توفير حاجة الجسم من الأحماض الأمينية. ليس فقط القيمة البيولوجية للبروتينات المقدمة مع الغذاء مهمة، ولكن أيضا كميتها. مع عدم وجود كميات كافية من البروتين، يتم تعليق أو تأخير النمو الطبيعي للجسم، حيث لا يتم تلبية احتياجات البروتين بسبب عدم تناول كمية كافية.

تشمل البروتينات الكاملة بشكل رئيسي البروتينات ذات الأصل الحيواني، باستثناء الجيلاتين الذي يصنف على أنه بروتينات غير كاملة. البروتينات غير المكتملة هي في الأساس ذات أصل نباتي. ومع ذلك، تحتوي بعض النباتات (البطاطا والبقوليات وغيرها) على بروتينات كاملة. من بين البروتينات الحيوانية، تعتبر البروتينات من اللحوم والبيض والحليب وما إلى ذلك ذات قيمة خاصة للجسم.

الكربوهيدرات

الهيكل والخصائص والوظائف

الكربوهيدرات أو السكريات هي إحدى المجموعات الرئيسية للمركبات العضوية في الجسم. وهي المنتجات الأولية لعملية التمثيل الضوئي والمنتجات الأولية للتخليق الحيوي للمواد الأخرى في النباتات (الأحماض العضوية، والأحماض الأمينية)، وتوجد أيضًا في خلايا جميع الكائنات الحية الأخرى. تتراوح نسبة الكربوهيدرات في الخلية الحيوانية من 1-2%، وفي الخلية النباتية يمكن أن تصل في بعض الحالات إلى 85-90% من كتلة المادة الجافة.

تتكون الكربوهيدرات من الكربون والهيدروجين والأكسجين، وتحتوي معظم الكربوهيدرات على الهيدروجين والأكسجين بنفس نسبة الماء (ومن هنا اسمها، الكربوهيدرات). هذه هي، على سبيل المثال، الجلوكوز C6H12O6 أو السكروز C12H22O11. قد تحتوي مشتقات الكربوهيدرات أيضًا على عناصر أخرى. وتنقسم جميع الكربوهيدرات إلى بسيطة (السكريات الأحادية) ومعقدة (السكريات).

من بين السكريات الأحادية ، وفقًا لعدد ذرات الكربون ، يتم تمييز الثلاثيات (3C) والتتروزات (4C) والبنتوسات (5C) والسداسيات (6C) والسباعي (7C). يمكن للسكريات الأحادية التي تحتوي على خمس ذرات كربون أو أكثر، عند ذوبانها في الماء، أن تكتسب بنية حلقية. المركبات الأكثر شيوعًا الموجودة في الطبيعة هي البنتوز (الريبوز، ديوكسي ريبوز، الريبولوز) والهيكسوز (الجلوكوز، الفركتوز، الجالاكتوز). يلعب الريبوز وديوكسيريبوز أدوارًا مهمة كمكونات للأحماض النووية وATP. يعمل الجلوكوز في الخلية كمصدر عالمي للطاقة. لا يرتبط تحول السكريات الأحادية بتزويد الخلية بالطاقة فحسب، بل يرتبط أيضًا بالتخليق الحيوي للعديد من المواد العضوية الأخرى، فضلاً عن تحييد وإزالة المواد السامة التي تخترق الجسم من الخارج أو تتشكل أثناء عملية التمثيل الغذائي. العملية، على سبيل المثال، أثناء انهيار البروتينات.

دي- و السكرياتوتتكون من اتحاد اثنين أو أكثر من السكريات الأحادية، مثل الجلوكوز، الجالاكتوز، المانوز، أرابينوز أو الزيلوز. وهكذا، من خلال الاتحاد مع بعضها البعض لتحرير جزيء الماء، تشكل جزيئين من السكريات الأحادية جزيء ثنائي السكاريد. الممثلون النموذجيون لهذه المجموعة من المواد هم السكروز (قصب السكر)، المالتيز (سكر الشعير)، اللاكتوز (سكر الحليب). السكريات الثنائية تتشابه في خصائصها مع السكريات الأحادية. على سبيل المثال، كلاهما قابل للذوبان بدرجة عالية في الماء وله طعم حلو. تشمل السكريات النشا والجليكوجين والسليلوز والكيتين والكالوز وما إلى ذلك.

يرتبط الدور الرئيسي للكربوهيدرات بها وظيفة الطاقة.يؤدي انهيارها الأنزيمي وأكسدتها إلى إطلاق الطاقة التي تستخدمها الخلية. تلعب السكريات دورًا رئيسيًا منتجات احتياطيةومصادر الطاقة التي يمكن تعبئتها بسهولة (على سبيل المثال، النشا والجليكوجين)، وتستخدم أيضًا ك مواد بناء(السليلوز والكيتين). تعد السكريات ملائمة كمواد تخزين لعدد من الأسباب: كونها غير قابلة للذوبان في الماء، وليس لها أي تأثير أسموزي أو كيميائي على الخلية، وهو أمر مهم للغاية عند تخزينها لفترة طويلة في خلية حية: الحالة الصلبة المجففة للسكريات. تعمل السكريات على زيادة الكتلة المفيدة لمنتجات التخزين بسبب حفظ حجمها. في الوقت نفسه، فإن احتمال استهلاك هذه المنتجات من قبل البكتيريا المسببة للأمراض والكائنات الحية الدقيقة الأخرى، والتي، كما هو معروف، لا تستطيع ابتلاع الطعام، ولكنها تمتص المواد على كامل سطح الجسم، تقل بشكل كبير. أخيرًا، إذا لزم الأمر، يمكن بسهولة تحويل السكريات المخزنة إلى سكريات بسيطة عن طريق التحلل المائي.

التمثيل الغذائي للكربوهيدرات

تلعب الكربوهيدرات، كما ذكرنا أعلاه، دورًا مهمًا جدًا في الجسم، كونها المصدر الرئيسي للطاقة. تدخل الكربوهيدرات إلى أجسامنا على شكل سكريات معقدة - النشا والسكريات الثنائية والسكريات الأحادية. الكمية الرئيسية من الكربوهيدرات تأتي في شكل نشا. بعد أن يتحلل إلى جلوكوز، يتم امتصاص الكربوهيدرات، ومن خلال سلسلة من التفاعلات الوسيطة، يتم تقسيمها إلى جلوكوز ثاني أكسيد الكربونو الماء. هذه التحولات في الكربوهيدرات والأكسدة النهائية تكون مصحوبة بإطلاق الطاقة التي يستخدمها الجسم.

يبدأ تحلل الكربوهيدرات المعقدة - النشا وسكر الشعير - في تجويف الفم، حيث يتحلل النشا تحت تأثير البتيالين والمالتاز إلى جلوكوز. في الأمعاء الدقيقة، يتم تقسيم جميع الكربوهيدرات إلى سكريات أحادية.

يتم امتصاص المياه الغازية بشكل أساسي على شكل جلوكوز وجزئيًا فقط على شكل سكريات أحادية أخرى (الجالكتوز والفركتوز). يبدأ امتصاصهم في الأمعاء العليا. في الأجزاء السفلية من الأمعاء الدقيقة، لا تحتوي العصيدة الغذائية على أي كربوهيدرات تقريبًا. يتم امتصاص الكربوهيدرات إلى الدم من خلال زغب الغشاء المخاطي، الذي تقترب منه الشعيرات الدموية، وتدخل الوريد البابي مع تدفق الدم من الأمعاء الدقيقة. يمر الدم من الوريد البابي عبر الكبد. إذا كان تركيز السكر في دم الشخص 0.1%، فإن الكربوهيدرات تمر عبر الكبد وتدخل مجرى الدم العام.

يتم دائمًا الحفاظ على كمية السكر في الدم عند مستوى معين. يبلغ متوسط محتوى السكر في البلازما 0.1%. يلعب الكبد دورًا مهمًا في الحفاظ على مستويات ثابتة للسكر في الدم. عندما يتلقى الجسم الكثير من السكر، يترسب الفائض في الكبد ويعود إلى الدم عندما ينخفض مستوى السكر في الدم. يتم تخزين الكربوهيدرات في الكبد على شكل جليكوجين.

عند تناول النشا، لا يخضع مستوى السكر في الدم لتغييرات ملحوظة، حيث أن انهيار النشا في الجهاز الهضمي يستمر لفترة طويلة ويتم امتصاص السكريات الأحادية الناتجة ببطء. عند استهلاك كمية كبيرة (150-200 جرام) من السكر العادي أو الجلوكوز، يرتفع مستوى السكر في الدم بشكل حاد.

وتسمى هذه الزيادة في نسبة السكر في الدم بارتفاع السكر في الدم الغذائي أو الغذائي. يتم إخراج السكر الزائد عن طريق الكلى، ويظهر الجلوكوز في البول.

يبدأ إفراز السكر عن طريق الكلى عندما يكون مستوى السكر في الدم 0.15-0.18٪. وعادة ما يحدث ارتفاع السكر الغذائي هذا بعد تناول كميات كبيرة من السكر وسرعان ما يمر دون أن يسبب أي اضطرابات في أداء الجسم.

ومع ذلك، عندما يتعطل نشاط البنكرياس داخل الإفراز، يحدث مرض يعرف باسم مرض السكر أو داء السكري. ومع هذا المرض ترتفع مستويات السكر في الدم، ويفقد الكبد قدرته على الاحتفاظ بالسكر بشكل ملحوظ، ويبدأ زيادة إفراز السكر في البول.

يترسب الجليكوجين ليس فقط في الكبد. كما توجد كمية كبيرة منه في العضلات، حيث يتم استهلاكه في سلسلة التفاعلات الكيميائية التي تحدث في العضلات أثناء انقباضها.

أثناء العمل البدني، يزداد استهلاك الكربوهيدرات، وتزداد كميتها في الدم. يتم تلبية الحاجة المتزايدة للجلوكوز عن طريق تحلل الجليكوجين في الكبد إلى جلوكوز ودخول الأخير إلى الدم وعن طريق الجليكوجين الموجود في العضلات.

ولا تقتصر أهمية الجلوكوز للجسم على دوره كمصدر للطاقة. يعد هذا السكاريد الأحادي جزءًا من بروتوبلازم الخلايا، وبالتالي فهو ضروري أثناء تكوين خلايا جديدة، خاصة خلال فترة النمو. أهمية عظيمةلديه الجلوكوز في النشاط المركزي الجهاز العصبي. ويكفي أن ينخفض تركيز السكر في الدم إلى 0.04% لبدء التشنجات وفقدان الوعي وما إلى ذلك؛ بمعنى آخر، عندما ينخفض مستوى السكر في الدم، يتعطل نشاط الجهاز العصبي المركزي أولاً. ويكفي مثل هذا المريض إدخال الجلوكوز إلى الدم أو إعطائه سكرًا عاديًا ليأكله، فتختفي جميع الاضطرابات. يمكن أن يؤدي الانخفاض الحاد والأطول في مستويات السكر في الدم - سكر الدم - إلى اضطرابات شديدة في عمل الجسم ويؤدي إلى الوفاة.

مع تناول كمية صغيرة من الكربوهيدرات من الطعام، يتم تشكيلها من البروتينات والدهون. وبالتالي، لا يمكن حرمان الجسم من الكربوهيدرات تمامًا، لأنها تتشكل أيضًا من عناصر مغذية أخرى.

الدهون

الهيكل والخصائص والوظائف

تحتوي الدهون على الكربون والهيدروجين والأكسجين. الدهون لها بنية معقدة. مكوناته هي الجلسرين (C3H8O3) و حمض دهنيفعند دمجها تتشكل جزيئات الدهون. الأكثر شيوعا هي ثلاثة أحماض دهنية: الأوليك (C18H34O2)، البالمتيك (C16H32O2) و دهني (C18H36O2). يعتمد تكوين هذه الدهون أو تلك على مزيج هذه الأحماض الدهنية عند دمجها مع الجلسرين. عندما يتحد الجلسرين مع حمض الأوليك، يتكون دهون سائلة، مثل الزيت النباتي. يشكل حمض البالمتيك دهونًا أكثر صلابة، ويوجد في الزبدة وهو المكون الرئيسي للدهون البشرية. ويوجد حمض الستريك في الدهون الأكثر صلابة، مثل شحم الخنزير. لكي يتمكن جسم الإنسان من تصنيع دهون معينة، من الضروري توفير جميع الأحماض الدهنية الثلاثة.

أثناء عملية الهضم، يتم تقسيم الدهون إلى الأجزاء المكونة لها - الجلسرين والأحماض الدهنية. يتم تحييد الأحماض الدهنية بواسطة القلويات، مما يؤدي إلى تكوين أملاحها - الصابون. يذوب الصابون في الماء ويتم امتصاصه بسهولة.

تعتبر الدهون جزءًا لا يتجزأ من البروتوبلازم وهي جزء من جميع أعضاء وأنسجة وخلايا جسم الإنسان. بالإضافة إلى ذلك، تعتبر الدهون مصدرًا غنيًا للطاقة.

يبدأ تحلل الدهون في المعدة. يحتوي عصير المعدة على مادة تسمى الليباز. يقوم الليباز بتكسير الدهون إلى أحماض دهنية وجلسرين. الجلسرين قابل للذوبان في الماء وسهل الامتصاص، في حين أن الأحماض الدهنية غير قابلة للذوبان في الماء. الصفراء تعزز انحلالها وامتصاصها. ومع ذلك، فإن الدهون التي تم تقسيمها إلى جزيئات صغيرة فقط، مثل دهون الحليب، هي التي يتم تكسيرها في المعدة. تحت تأثير الصفراء، يزيد عمل الليباز 15-20 مرة. تساعد الصفراء على تحلل الدهون إلى جزيئات صغيرة.

من المعدة يدخل الطعام إلى الاثني عشر. هنا يسكب عليه عصير الغدد المعوية وكذلك عصير البنكرياس والصفراء. تحت تأثير هذه العصائر، تتعرض الدهون لمزيد من التحلل ويتم نقلها إلى حالة يمكن من خلالها امتصاصها في الدم والليمفاوية. ثم، من خلال الجهاز الهضمي، يدخل عصيدة الطعام إلى الأمعاء الدقيقة. هناك، تحت تأثير عصير الأمعاء، يحدث الانهيار والامتصاص النهائي.

يتم تقسيم الدهون إلى الجلسرين والأحماض الدهنية بواسطة إنزيم الليباز. الجلسرين قابل للذوبان وسهل الامتصاص، لكن الأحماض الدهنية غير قابلة للذوبان في محتويات الأمعاء ولا يمكن امتصاصها.

تتحد الأحماض الدهنية مع القلويات والأحماض الصفراوية لتكوين صابون يذوب بسهولة وبالتالي يمر عبر جدار الأمعاء دون صعوبة. على عكس منتجات تحلل الكربوهيدرات والبروتينات، لا يتم امتصاص منتجات تحلل الدهون في الدم، ولكن في الليمفاوية والجليسرين والصابون، التي تمر عبر خلايا الغشاء المخاطي المعوي، وتتحد وتشكل الدهون؛ لذلك، توجد بالفعل في الوعاء اللمفاوي للزغابات قطرات من الدهون المشكلة حديثًا، وليس الجلسرين والأحماض الدهنية.

التمثيل الغذائي للدهون

الدهون، مثل الكربوهيدرات، هي في المقام الأول مصادر للطاقة ويستخدمها الجسم كمصدر للطاقة.

عند أكسدة 1 جرام من الدهون، تكون كمية الطاقة المنطلقة أكبر مرتين من أكسدة نفس الكمية من الكربون أو البروتينات.

في الجهاز الهضمي، يتم تقسيم الدهون إلى الجلسرين والأحماض الدهنية. يتم امتصاص الجلسرين بسهولة، والأحماض الدهنية فقط بعد التصبن.

عند المرور عبر خلايا الغشاء المخاطي المعوي، يتم تصنيع الدهون مرة أخرى من الجلسرين والأحماض الدهنية التي تدخل اللمف. الدهون الناتجة تختلف عن الدهون المستهلكة. يقوم الجسم بتصنيع الدهون الخاصة بالجسم. لذلك، إذا كان الشخص يستهلك دهونًا مختلفة تحتوي على الأحماض الدهنية الأوليك والبالمتيك والدهني، فإن جسمه يقوم بتصنيع دهون خاصة بالشخص. ومع ذلك، إذا كان طعام الإنسان يحتوي على حمض دهني واحد فقط، على سبيل المثال حمض الأوليك، إذا كان هو السائد، فإن الدهون الناتجة ستختلف عن الدهون البشرية وستكون أقرب إلى الدهون الأكثر سيولة. إذا كنت تأكل شحم الخنزير بشكل رئيسي، فإن الدهون ستكون أكثر صلابة. تختلف الدهون في طبيعتها ليس فقط في الحيوانات المختلفة، ولكن أيضًا في الأعضاء المختلفة لنفس الحيوان.

يستخدم الجسم الدهون ليس فقط كمصدر غني للطاقة، بل هي جزء من الخلايا. تعتبر الدهون مكونًا أساسيًا في البروتوبلازم واللب والقشرة. وما تبقى من الدهون التي تدخل الجسم بعد تغطية احتياجاته يتم تخزينه على شكل قطرات دهنية.

تترسب الدهون بشكل رئيسي في الأنسجة تحت الجلد، الثرب، حول الكلى، وتشكل المحفظة الكلوية، وكذلك في الأعضاء الداخلية الأخرى وفي بعض الأجزاء الأخرى من الجسم. توجد كمية كبيرة من الدهون الاحتياطية في الكبد والعضلات. تعتبر الدهون المخزنة في المقام الأول مصدرًا للطاقة، والتي يتم تعبئتها عندما يتجاوز إنفاق الطاقة استهلاكها. في مثل هذه الحالات، تتم أكسدة الدهون إلى منتجات التحلل النهائية.

بالإضافة إلى قيمتها من حيث الطاقة، تلعب الدهون المخزنة أيضًا دورًا آخر في الجسم؛ على سبيل المثال، تمنع الدهون تحت الجلد زيادة نقل الحرارة، وتحمي الدهون المحيطة بالكلى من الكدمات، وما إلى ذلك. يمكن تخزين كمية كبيرة من الدهون في الجسم. في البشر، يمثل ما متوسطه 10-20٪ من وزن الجسم. في حالة السمنة، عندما تتعطل عمليات التمثيل الغذائي في الجسم، تصل كمية الدهون المخزنة إلى 50% من وزن الشخص.

تعتمد كمية الدهون المودعة على عدد من الشروط: الجنس، والعمر، وظروف العمل، والصحة، وما إلى ذلك. مع طبيعة العمل المستقرة، يحدث ترسب الدهون بقوة أكبر، لذا فإن مسألة تكوين وكمية الطعام للأشخاص الذين يعيشون نمط حياة مستقر أمر مهم للغاية.

يتم تصنيع الدهون في الجسم ليس فقط من الدهون التي يتم تناولها، ولكن أيضًا من البروتينات والكربوهيدرات. مع الاستبعاد الكامل للدهون من الطعام، لا يزال يتم تشكيله ويمكن إيداعه في الجسم بكميات كبيرة إلى حد ما. المصدر الرئيسي لتكوين الدهون في الجسم هو في الغالب الكربوهيدرات.

فهرس

1. في. توفارنيتسكي: الجزيئات والفيروسات.

2. أ.أ. ماركوسيان: علم وظائف الأعضاء.

3. ن.ب. دوبينين: علم الوراثة والرجل؛

4. لا. Lemeza: علم الأحياء في أسئلة وأجوبة الامتحان.

الكربوهيدرات ودورها في حياة الخلايا

1. ما هي المواد المتعلقة بالكربوهيدرات التي تعرفها؟
2. ما الدور يلعبالكربوهيدرات في الكائن الحي؟

الكربوهيدرات وتصنيفها.

محتوى الدرس ملاحظات الدرس ودعم إطار عرض الدرس وأساليب التسريع والتقنيات التفاعلية والتمارين المغلقة (لاستخدام المعلم فقط) التقييم يمارس مهام وتمارين، اختبار ذاتي، ورش عمل، مختبرات، حالات مستوى صعوبة المهام: عادي، عالي، واجبات أولمبية الرسوم التوضيحية الرسوم التوضيحية: مقاطع الفيديو، الصوت، الصور الفوتوغرافية، الرسوم البيانية، الجداول، القصص المصورة، ملخصات الوسائط المتعددة، نصائح للفضوليين، أوراق الغش، الفكاهة، الأمثال، النكات، الأمثال، الكلمات المتقاطعة، الاقتباسات الإضافات الاختبارات الخارجية المستقلة (ETT) والكتب المدرسية الأساسية والإضافية والعطلات المواضيعية والشعارات والمقالات والميزات الوطنية وقاموس المصطلحات الأخرى فقط للمعلمين

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

دور الكربوهيدرات في الخلية

1. القفص 3
2. تكوين الخلية 3
3. الكربوهيدرات 5
4. وظائف الكربوهيدرات 7
5. دور الكربوهيدرات في الخلية 7
فهرس 10
1. القفص
تتكون نظرية الخلية الحديثة من التعميمات التالية.
الخلية هي الجسيمات الأوليةحياة. إن ظهور الحياة ممكن فقط على مستوى لا يقل عن المستوى الخلوي.
خلايا جميع الكائنات الحية لديها خطة هيكلية واحدة. ويشمل السيتوبلازم مع عضيات مختلفة وغشاء. يتكون الأساس الوظيفي لأي خلية من البروتينات والأحماض النووية.
ولا تنشأ الخلية إلا من خلية (R. Virchow، 1858) نتيجة للانقسام.
تختلف خلايا الكائنات متعددة الخلايا في التفاصيل الهيكلية، وذلك بسبب أدائها وظائف مختلفة. الخلايا التي لها أصل مشترك وبنية وتؤدي نفس الوظائف في الجسم تشكل أنسجة (عصبية، عضلية، غلافية). تشكل الأنسجة أعضاء مختلفة.
2. تكوين الخلية
تحتوي أي خلية على أكثر من 60 عنصرًا الجدول الدوريمندليف. بناءً على تكرار حدوثها، يمكن تقسيم العناصر إلى ثلاث مجموعات:
العناصر الأساسية. وهي الكربون (C)، والهيدروجين (H)، والنيتروجين (N)، والأكسجين (O). محتواها في الخلية يتجاوز 97٪. وهي جزء من جميع المواد العضوية (البروتينات والدهون والكربوهيدرات والأحماض النووية) وتشكل أساسها.
العناصر الكبيرة. وتشمل هذه الحديد (Fe)، الكبريت (S)، الكالسيوم (Ca)، البوتاسيوم (K)، الصوديوم (Na)، الفوسفور (P)، الكلور (Cl). تمثل العناصر الكبرى حوالي 2٪. وهي جزء من العديد من المواد العضوية وغير العضوية.
العناصر الدقيقة. لديهم أكبر قدر من التنوع (هناك أكثر من 50 منهم)، ولكن في الخلية، حتى لو أخذنا كل شيء معًا، لا يتجاوزون 1٪. تشكل العناصر الدقيقة بكميات صغيرة للغاية جزءًا من العديد من الإنزيمات أو الهرمونات أو أنسجة معينة، ولكنها تحدد خصائصها. وبالتالي فإن الفلور (F) هو جزء من مينا الأسنان ويعمل على تقويتها.
ويشارك اليود (I) في بنية هرمون الغدة الدرقية هرمون الغدة الدرقية، والمغنيسيوم (Mg) هو جزء من الكلوروفيل في الخلايا النباتية، والنحاس (Cu) والسيلينيوم (Se) موجودان في الإنزيمات التي تحمي الخلايا من الطفرات، والزنك (Zn). ) يرتبط بعمليات الذاكرة.
جميع عناصر الخلية هي جزء من جزيئات مختلفة، وتشكل مواد تنقسم إلى فئتين: غير عضوية وعضوية.
يتم تمثيل المواد العضوية للخلية بمختلف البوليمرات البيوكيميائية، أي الجزيئات التي تتكون من تكرارات عديدة لأقسام أبسط ومتشابهة هيكليا (المونومرات). المكونات العضوية للخلية هي الكربوهيدرات والدهون والمواد الشبيهة بالدهون والبروتينات والأحماض الأمينية والأحماض النووية والقواعد النووية.
وتشمل الكربوهيدرات المواد العضوية، وجود مشترك صيغة كيميائيةن (H2O) ن. بناءً على تركيبها، تنقسم الكربوهيدرات إلى سكريات أحادية، وقليلة السكاريد، وعديدات السكاريد. السكريات الأحادية هي جزيئات على شكل حلقة واحدة، تحتوي عادة على خمس أو ست ذرات كربون. السكريات الخماسية الكربون - الريبوز، ديوكسيريبوز. سكريات سداسية الكربون - الجلوكوز، الفركتوز، الجالاكتوز. السكريات قليلة السكاريد هي نتيجة الجمع بين عدد صغير من السكريات الأحادية (السكاريد والسكريات الثلاثية وما إلى ذلك) وأكثرها شيوعًا، على سبيل المثال، سكر القصب (البنجر) - السكروز، الذي يتكون من جزيئين من الجلوكوز والفركتوز؛ سكر الشعير - المالتوز، يتكون من جزيئين من الجلوكوز؛ سكر الحليب - اللاكتوز، يتكون من جزيء الجالاكتوز وجزيء الجلوكوز.
السكريات المتعددة - النشا والجليكوجين والسليلوز وتتكون من كمية ضخمةترتبط السكريات الأحادية ببعضها البعض في سلاسل متفرعة إلى حد ما.
3. الكربوهيدرات
الكربوهيدرات هي مواد عضوية تحتوي على صيغة عامة CN(H2O)م.
وفي الخلية الحيوانية توجد الكربوهيدرات بكميات لا تزيد عن 5%. تعتبر الخلايا النباتية هي الأغنى بالكربوهيدرات حيث يصل محتواها إلى 90% من الكتلة الجافة (البطاطا والبذور وغيرها).
تنقسم الكربوهيدرات إلى بسيطة (السكريات الأحادية والسكريات الثنائية) ومعقدة (السكريات المتعددة).
السكريات الأحادية هي مواد مثل الجلوكوز، البنتوز، الفركتوز، الريبوز. السكريات الثنائية - السكر والسكروز (يتكون من الجلوكوز والفركتوز.

تتشكل السكريات من العديد من السكريات الأحادية. مونومرات السكريات مثل النشا والجليكوجين والسليلوز هي الجلوكوز.
تلعب الكربوهيدرات دور المصدر الرئيسي للطاقة في الخلية. أثناء عملية الأكسدة، يطلق 1 جم من الكربوهيدرات 17.6 كيلوجول. يتم ترسيب النشا الموجود في النباتات والجليكوجين الموجود في الحيوانات في الخلايا ويعمل كاحتياطي للطاقة.
الكربوهيدرات هي مركبات العضويةوالتي تشمل الهيدروجين (H) والكربون (C) والأكسجين (O)، ويكون عدد ذرات الهيدروجين في معظم الحالات ضعف عدد ذرات الأكسجين. الصيغة العامة للكربوهيدرات هي: Cn(H2O)n، حيث لا يقل n عن ثلاثة. تتشكل الكربوهيدرات من الماء (H2O) وثاني أكسيد الكربون (CO2) أثناء عملية التمثيل الضوئي، والتي تحدث في البلاستيدات الخضراء للنباتات الخضراء (في البكتيريا، أثناء عملية التمثيل الضوئي البكتيري أو التخليق الكيميائي). عادةً، تحتوي الخلية الحيوانية على حوالي 1% من الكربوهيدرات (في خلايا الكبد حتى 5%)، وفي الخلايا النباتية حتى 90% (في درنات البطاطس).
تنقسم جميع الكربوهيدرات إلى 3 مجموعات:
غالبًا ما تحتوي السكريات الأحادية على خمس (بنتوز) أو ستة (سداسي) ذرات كربون، ونفس كمية الأكسجين ومرتين كمية الهيدروجين (على سبيل المثال، الجلوكوز - C6H12O6). البنتوز (الريبوز وديوكسيريبوز) جزء من الأحماض النووية وATP. تتواجد السداسيات (الفركتوز والجلوكوز) بشكل مستمر في خلايا ثمار النبات، مما يمنحها طعمًا حلوًا. يوجد الجلوكوز في الدم ويعمل كمصدر للطاقة للخلايا والأنسجة الحيوانية؛
تجمع السكريات الثنائية بين اثنين من السكريات الأحادية في جزيء واحد. يتكون سكر المائدة (السكروز) من جزيئات الجلوكوز والفركتوز، ويشمل سكر الحليب (اللاكتوز) الجلوكوز والجلاكتوز.
جميع السكريات الأحادية والثنائية قابلة للذوبان بدرجة عالية في الماء ولها طعم حلو.
تتشكل السكريات (النشا والألياف والجليكوجين والكيتين) من عشرات ومئات الوحدات المونومرية، وهي جزيئات الجلوكوز. السكريات غير قابلة للذوبان عمليا في الماء وليس لها طعم حلو. يتم ترسيب السكريات الرئيسية - النشا (في الخلايا النباتية) والجليكوجين (في الخلايا الحيوانية) في شكل شوائب وتكون بمثابة مواد طاقة احتياطية.
4. وظائف الكربوهيدرات
تؤدي الكربوهيدرات وظيفتين رئيسيتين: الطاقة والبناء. على سبيل المثال، يشكل السليلوز جدران الخلايا النباتية (الألياف)، والكيتين هو المكون الهيكلي الرئيسي للهيكل الخارجي للمفصليات.
تؤدي الكربوهيدرات الوظائف التالية:
- فهي مصدر للطاقة (مع انهيار 1 غرام من الجلوكوز، يتم إطلاق 17.6 كيلوجول من الطاقة)؛
- أداء وظيفة البناء (الهيكلية) (غشاء السليلوز في الخلايا النباتية، الكيتين في الهيكل العظمي للحشرات وفي جدار الخلية للفطريات)؛
- تخزين العناصر الغذائية (النشا في الخلايا النباتية، الجليكوجين في الحيوانات)؛
- هي مكونات DNA و RNA و ATP .
5. دور الكربوهيدرات في الخلية
طاقة. تعتبر السكريات الأحادية والقليلة مصدرًا مهمًا للطاقة لأي خلية. عندما تتحلل، فإنها تطلق الطاقة، والتي يتم تخزينها على شكل جزيئات ATP، والتي تستخدم في العديد من العمليات الحيوية للخلية والكائن الحي بأكمله. المنتجات النهائية لتكسير جميع الكربوهيدرات هي ثاني أكسيد الكربون والماء.
احتياطي. يتم امتصاص السكريات الأحادية والقليلة، بسبب قابليتها للذوبان، بواسطة الخلية بسرعة، وتهاجر بسهولة في جميع أنحاء الجسم، وبالتالي فهي غير مناسبة للتخزين على المدى الطويل. يتم لعب دور احتياطي الطاقة بواسطة جزيئات السكاريد الضخمة غير القابلة للذوبان في الماء. ففي النباتات مثلاً يكون النشا، وفي الحيوانات والفطريات يكون الجليكوجين. لاستخدام هذه الاحتياطيات، يجب على الجسم أولاً تحويل السكريات إلى سكريات أحادية.
بناء تحتوي الغالبية العظمى من الخلايا النباتية على جدران كثيفة مصنوعة من السليلوز، مما يوفر للنباتات القوة والمرونة والحماية من فقدان الرطوبة بشكل كبير.
الهيكلي. يمكن أن تتحد السكريات الأحادية مع الدهون والبروتينات والمواد الأخرى. على سبيل المثال، الريبوز هو جزء من جميع جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA)، والديوكسيريبوز جزء من الحمض النووي (DNA).
مصادر الكربوهيدرات في النظام الغذائي هي في الأساس منتجات ذات أصل نباتي - الخبز والحبوب والبطاطس والخضروات والفواكه والتوت. توجد الكربوهيدرات من المنتجات الحيوانية في الحليب (سكر الحليب). تحتوي المنتجات الغذائية على الكربوهيدرات المختلفة. تحتوي الحبوب والبطاطس على النشا - مُجَمَّع(كربوهيدرات معقدة)، غير قابلة للذوبان في الماء، ولكنها تتحلل بواسطة العصارات الهضمية إلى سكريات أبسط. تحتوي الفواكه والتوت وبعض الخضروات على الكربوهيدرات على شكل سكريات أبسط مختلفة - سكر الفاكهة وسكر البنجر وسكر القصب وسكر العنب (الجلوكوز) وما إلى ذلك. هذه المواد قابلة للذوبان في الماء ويتم امتصاصها جيدًا في الجسم. يتم امتصاص السكريات القابلة للذوبان في الماء بسرعة في الدم. وينصح بإدخال ليس كل الكربوهيدرات على شكل سكريات، بل الجزء الأكبر منها على شكل نشا، والتي تكون البطاطس غنية بها على سبيل المثال. وهذا يعزز التوصيل التدريجي للسكر إلى الأنسجة. وينصح بإدخال 20-25% فقط من إجمالي كمية الكربون الموجودة في النظام الغذائي اليومي مباشرة على شكل سكر. ويشمل هذا الرقم أيضًا السكر الموجود في الحلويات والمعجنات والفواكه والتوت.
إذا تم تزويد الكربوهيدرات بالطعام بكميات كافية، فإنها تترسب بشكل رئيسي في الكبد والعضلات على شكل نشا حيواني خاص - الجليكوجين. بعد ذلك، يتم تقسيم احتياطي الجليكوجين في الجسم إلى جلوكوز، ويتم استخدامه عند دخول الدم والأنسجة الأخرى لتلبية احتياجات الجسم. مع التغذية الزائدة، تتحول الكربوهيدرات إلى دهون في الجسم. تشتمل الكربوهيدرات عادةً على الألياف (غشاء الخلايا النباتية)، والتي لا يستخدمها جسم الإنسان إلا قليلاً، ولكنها ضرورية لعمليات الهضم السليمة.

فهرس

1. الكيمياء العابرة. من اللغة الإنجليزية، الطبعة الثانية، م، 1956؛ كيمياء الكربوهيدرات، م، 1967

2. ستيبانينكو بي إن، الكربوهيدرات. التقدم في دراسة البنية والتمثيل الغذائي، م، 1968

4. Alabin V. G.، Skrezhko A. D. التغذية والصحة. - مينسك، 1994

5. سوتنيك ز.ج.، زاريشانسكايا إل.إيه. البروتينات والدهون والكربوهيدرات. - م، قبل، 2000

وثائق مماثلة

الخلية هي الوحدة الأساسية للحياة على الأرض. التركيب الكيميائيالخلايا. المواد غير العضوية والعضوية: الماء، الأملاح المعدنية، البروتينات، الكربوهيدرات، الأحماض. النظرية الخلوية لبنية الكائنات الحية. عملية التمثيل الغذائي وتحول الطاقة في الخلية.

الملخص، أضيف في 13/12/2007

الكربوهيدرات هي مجموعة من المركبات العضوية. هيكل ووظائف الكربوهيدرات. التركيب الكيميائي للخلية. أمثلة على الكربوهيدرات ومحتواها في الخلايا. الحصول على الكربوهيدرات من ثاني أكسيد الكربون والماء أثناء تفاعل التمثيل الضوئي وميزات التصنيف.

تمت إضافة العرض بتاريخ 04/04/2012

نتيجة انهيار ووظيفة البروتينات والدهون والكربوهيدرات. تكوين البروتينات ومحتواها منتجات الطعام. آليات تنظيم استقلاب البروتين والدهون. دور الكربوهيدرات في الجسم. نسبة البروتينات والدهون والكربوهيدرات في النظام الغذائي الكامل.

تمت إضافة العرض بتاريخ 28/11/2013

الخصائص المحددة والهيكل والوظائف الرئيسية ومنتجات تكسير الدهون والبروتينات والكربوهيدرات. هضم وامتصاص الدهون في الجسم. انهيار الكربوهيدرات المعقدة في الغذاء. معلمات لتنظيم استقلاب الكربوهيدرات. دور الكبد في عملية التمثيل الغذائي.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 11/12/2014

مفهوم وتصنيف الكربوهيدرات والوظائف الرئيسية في الجسم. وصف موجز لالدور البيئي والبيولوجي. الجليكوليبيدات والبروتينات السكرية كمكونات هيكلية ووظيفية للخلية. الاضطرابات الوراثية في استقلاب السكريات الأحادية والثنائية.

تمت إضافة الاختبار في 12/03/2014

وظائف الطاقة والتخزين ودعم بناء الكربوهيدرات. خصائص السكريات الأحادية كمصدر رئيسي للطاقة في جسم الإنسان؛ الجلوكوز. الممثلين الرئيسيين للسكريات الثنائية. السكروز. السكريات، تكوين النشا، استقلاب الكربوهيدرات.

تمت إضافة التقرير في 30/04/2010

دور وأهمية البروتينات والدهون والكربوهيدرات للسير الطبيعي لجميع العمليات الحيوية. تركيب وبنية وخصائص البروتينات والدهون والكربوهيدرات وأهم مهامها ووظائفها في الجسم. المصادر الرئيسية لهذه العناصر الغذائية.

تمت إضافة العرض في 11/04/2013

مفهوم وجوهر ومعنى ومصادر ودور الكربوهيدرات. استخدام الكربوهيدرات في الطب: في التغذية الوريدية، في التغذية الغذائية. جوهر الفركتوز. الخصائص العامةالتركيب الكيميائي للألياف.

الملخص، أضيف في 13/12/2008

بدائيات النوى وحقيقيات النوى، بنية الخلية ووظائفها. غشاء الخلية الخارجي، الشبكة الإندوبلازمية، وظائفها الرئيسية. عملية التمثيل الغذائي وتحويل الطاقة في الخلية. استقلاب الطاقة والبلاستيك. البناء الضوئي والتخليق الحيوي للبروتين ومراحله.

الملخص، تمت إضافته في 07/06/2010

الأهمية البيولوجيةاحماض نووية. بنية الحمض النووي، نظرة إليها من وجهة نظر كيميائية. التمثيل الغذائي والطاقة في الخلية. مجموعة من تفاعلات الانقسام والتبادلات البلاستيكية والطاقة (تفاعلات الاستيعاب والتشتت) في الخلية.

)، لا تقتصر على أداء أي وظيفة واحدة في جسم الإنسان. بالإضافة إلى توفير الطاقة الدور الوظيفي الرئيسي للكربوهيدراتكما أنها ضرورية للأداء الطبيعي للقلب والكبد والعضلات والجهاز العصبي المركزي. فهي عنصر مهم في تنظيم استقلاب البروتين والدهون.

الوظائف البيولوجية الرئيسية للكربوهيدرات، ولماذا هناك حاجة إليها في الجسم

وظيفة الطاقة.
الوظيفة الرئيسية للكربوهيدرات في جسم الإنسان. وهي مصدر الطاقة الرئيسي لجميع أنواع العمل الذي يحدث في الخلايا. عندما يتم تكسير الكربوهيدرات، تتبدد الطاقة المنطلقة على شكل حرارة أو يتم تخزينها جزيئات ATP. توفر الكربوهيدرات حوالي 50 - 60% من استهلاك الجسم اليومي للطاقة وكل ما ينفقه الدماغ من طاقة (يمتص الدماغ حوالي 70% من الجلوكوز الذي يفرزه الكبد). عند أكسدة 1 جم من الكربوهيدرات، يتم إطلاق 17.6 كيلوجول من الطاقة. يستخدم الجسم الجلوكوز الحر أو الكربوهيدرات المخزنة على شكل جليكوجين كمصدر رئيسي للطاقة.
وظيفة البلاستيك (البناء).
يتم استخدام الكربوهيدرات (الريبوز، ديوكسي ريبوز) لبناء ADP، ATP والنيوكليوتيدات الأخرى، وكذلك الأحماض النووية. وهي جزء من بعض الانزيمات. الكربوهيدرات الفردية هي مركبات اساسيهأغشية الخلايا. تعد منتجات تحويل الجلوكوز (حمض الجلوكورونيك والجلوكوزامين وما إلى ذلك) جزءًا من السكريات والبروتينات المعقدة للغضاريف والأنسجة الأخرى.
وظيفة التخزين.
يتم تخزين (تراكم) الكربوهيدرات في العضلات الهيكلية (حتى 2٪) والكبد والأنسجة الأخرى على شكل جليكوجين. مع التغذية السليمة، يمكن أن يتراكم ما يصل إلى 10٪ من الجليكوجين في الكبد، وفي ظل ظروف غير مواتية، يمكن أن ينخفض محتواه إلى 0.2٪ من كتلة الكبد.
وظيفة الحماية.
الكربوهيدرات المعقدة هي جزء من جهاز المناعة؛ توجد عديدات السكاريد المخاطية في المواد المخاطية التي تغطي سطح أوعية الأنف والشعب الهوائية والجهاز الهضمي والجهاز البولي التناسلي وتحمي من تغلغل البكتيريا والفيروسات وكذلك من الأضرار الميكانيكية.
الوظيفة التنظيمية.
وهي جزء من مستقبلات البروتين السكري الغشائي. تشارك الكربوهيدرات في تنظيم الضغط الأسموزي في الجسم. وبالتالي، يحتوي الدم على 100-110 ملجم/% جلوكوز، ويعتمد الضغط الاسموزي للدم على تركيز الجلوكوز. لا يتم تكسير (هضم) الألياف الموجودة في الطعام في الأمعاء، ولكنها تنشط حركية الأمعاء والإنزيمات المستخدمة في الجهاز الهضمي، مما يحسن عملية الهضم وامتصاص العناصر الغذائية.

مجموعات الكربوهيدرات

الكربوهيدرات البسيطة (السريعة).
هناك نوعان من السكريات: السكريات الأحادية والسكريات الثنائية. تحتوي السكريات الأحادية على مجموعة سكر واحدة، مثل الجلوكوز أو الفركتوز أو الجالاكتوز. تتشكل السكريات الثنائية من بقايا اثنين من السكريات الأحادية ويتم تمثيلها، على وجه الخصوص، بالسكروز (سكر المائدة الشائع) واللاكتوز. إنها تزيد نسبة السكر في الدم بسرعة ولها مؤشر نسبة السكر في الدم مرتفع.
الكربوهيدرات المعقدة (البطيئة).
السكريات هي الكربوهيدرات التي تحتوي على ثلاثة جزيئات أو أكثر من الكربوهيدرات البسيطة. يشمل هذا النوع من الكربوهيدرات، على وجه الخصوص، الدكسترين والنشويات والجليكوجين والسليلوز. مصادر السكريات هي الحبوب والبقوليات والبطاطس والخضروات الأخرى. قم بزيادة محتوى الجلوكوز تدريجيًا والحصول على مؤشر نسبة السكر في الدم منخفض.
غير قابل للهضم (ليفي)
الألياف (الألياف الغذائية) لا تمد الجسم بالطاقة، بل لها دور كبير في حياته. توجد بشكل رئيسي في الأطعمة النباتية ذات المحتوى المنخفض أو المنخفض جدًا من السكر. تجدر الإشارة إلى أن الألياف تبطئ امتصاص الكربوهيدرات والبروتينات والدهون (قد تكون مفيدة لفقدان الوزن). يوفر التغذية للبكتيريا المعوية المفيدة (الميكروبيوم)

أنواع الكربوهيدرات

السكريات الأحادية

الجلوكوز
أحادي السكاريد، عديم اللون مادة بلوريةالطعم الحلو موجود في كل سلسلة كربوهيدرات تقريبًا.
الفركتوز
يوجد سكر الفاكهة الحر في جميع أنواع التوت والفواكه الحلوة تقريبًا، وهو أحلى السكريات.
الجالاكتوز
لم يتم العثور عليه في شكل حر؛ عندما يقترن الجلوكوز، فإنه يشكل اللاكتوز، سكر الحليب.

السكريات الثنائية

السكروز
يحتوي السكاريد الذي يتكون من مزيج من الفركتوز والجلوكوز على قابلية عالية للذوبان. وبمجرد وصوله إلى الأمعاء، يتحلل إلى هذه المكونات، والتي يتم بعد ذلك امتصاصها في الدم.
اللاكتوز
سكر الحليب، وهو كربوهيدرات من مجموعة السكاريد، موجود في الحليب ومنتجات الألبان.
المالتوز
يمتص جسم الإنسان سكر الشعير بسهولة. يتكون من اتحاد جزيئين من الجلوكوز. يحدث المالتوز نتيجة لتحلل النشويات أثناء عملية الهضم.

السكريات

نشاء
مسحوق أبيض، غير قابلة للذوبان في ماء بارد. النشا هو الكربوهيدرات الأكثر شيوعًا في النظام الغذائي للإنسان ويوجد في العديد من الأطعمة الأساسية.
السليلوز
الكربوهيدرات المعقدة، وهي هياكل نباتية صعبة. عنصرغذاء نباتي لا يتم هضمه في جسم الإنسان، بل له دور كبير في حياته وعملية هضمه.
مالتوديكسترين
مسحوق أبيض أو كريمي اللون ذو طعم حلو، قابل للذوبان بدرجة عالية في الماء. وهو منتج وسيط للانهيار الأنزيمي لنشا النبات، ونتيجة لذلك تنقسم جزيئات النشا إلى أجزاء - دكسترين.
الجليكوجين
السكاريد التي تتكون من بقايا الجلوكوز. لا يتم العثور على الكربوهيدرات الاحتياطية الرئيسية في أي مكان إلا في الجسم. يشكل الجليكوجين احتياطيًا من الطاقة يمكن تعبئته بسرعة إذا لزم الأمر للتعويض عن النقص المفاجئ في الجلوكوز في جسم الإنسان.

من أجل الأداء الطبيعي، يحتاج جسم الإنسان إلى مواد أساسية، تُبنى منها جميع الأجزاء الهيكلية للخلايا والأنسجة والجسم بأكمله. هذه اتصالات مثل:

انهم جميعا في غاية الأهمية. من المستحيل التمييز بينها أكثر أو أقل أهمية، لأن عدم وجود أي يؤدي الجسم إلى الموت الحتمي. دعونا نلقي نظرة على المركبات مثل الكربوهيدرات وما هو الدور الذي تلعبه في الخلية.

المفهوم العام للكربوهيدرات

من وجهة نظر كيميائية، الكربوهيدرات عبارة عن مركبات عضوية معقدة تحتوي على الأكسجين، ويتم التعبير عن تركيبها بالصيغة العامة C n (H 2 O) m. في هذه الحالة، يجب أن تكون المؤشرات إما مساوية أو أكبر من أربعة.

وظائف الكربوهيدرات في الخلية متشابهة بالنسبة للنباتات والحيوانات والبشر. دعونا ننظر إلى ما هم أدناه. بالإضافة إلى ذلك، هذه المركبات نفسها مختلفة جدًا. هناك تصنيف كامل يوحدهم جميعًا في مجموعة واحدة ويقسمهم إلى فروع مختلفة حسب بنيتهم وتكوينهم.

والخصائص

ما هو هيكل جزيئات هذه الفئة؟ بعد كل شيء، هذا هو ما سيحدد ما هي وظائف الكربوهيدرات في الخلية، وما هو الدور الذي ستلعبه فيها. من وجهة نظر كيميائية، جميع المواد قيد النظر هي كحولات ألدهيد. يحتوي جزيئهم على مجموعة الألدهيد -SON، وكذلك مجموعات الكحول الوظيفية -OH.

هناك العديد من أنواع الصيغ التي يمكنك تصويرها

ومن خلال النظر إلى الصيغتين الأخيرتين، من الممكن التنبؤ بوظائف الكربوهيدرات في الخلية. بعد كل شيء، سوف تصبح خصائصها واضحة، وبالتالي دورها.

تعود الخصائص الكيميائية التي تظهرها السكريات إلى وجود مجموعتين وظيفيتين مختلفتين. على سبيل المثال، تماما كما يمكن أن تعطي الكربوهيدرات رد فعل نوعيمع هيدروكسيد النحاس (II) المترسب حديثًا، ومثل الألدهيدات، يتم أكسدةهما نتيجة تفاعل مرآة الفضة.

تصنيف الكربوهيدرات

وبما أن الجزيئات قيد النظر متنوعة للغاية، فقد أنشأ الكيميائيون تصنيفا موحدا يوحد جميع المركبات المماثلة في مجموعات معينة. وهكذا يتم تمييز الأنواع التالية من السكريات.

السكريات البسيطة أو الأحادية.أنها تحتوي على وحدة فرعية واحدة. ومنها البنتوسات والهكسوزات والسباعيات وغيرها. وأهمها وأكثرها شيوعًا هي الريبوز والجلاكتوز والجلوكوز والفركتوز.
معقد. تتكون من عدة وحدات فرعية. السكريات الثنائية - من اثنين، قليلات السكاريد - من 2 إلى 10، السكريات - أكثر من 10. وأهمها: السكروز، المالتوز، اللاكتوز، النشا، السليلوز، الجليكوجين وغيرها.

تعتبر وظائف الكربوهيدرات في الخلية والجسم مهمة جدًا، لذا فإن جميع المتغيرات الجزيئية المدرجة مهمة. كل واحد منهم لديه دوره الخاص. دعونا نلقي نظرة على ما هي هذه الوظائف أدناه.

وظائف الكربوهيدرات في الخلية

هناك العديد منها. ومع ذلك، هناك تلك التي يمكن أن يسمى الأساسية، محددة، وهناك الثانوية. من أجل فهم أفضل هذه المسألة، يجب أن يتم إدراجها جميعًا بطريقة أكثر تنظيماً ومفهومة. بهذه الطريقة سنتعرف على وظائف الكربوهيدرات في الخلية. الجدول أدناه سوف يساعدنا في هذا.

من الواضح أنه من الصعب المبالغة في تقدير أهمية المواد المعنية، لأنها أساس العديد من العمليات الحيوية. دعونا نلقي نظرة على بعض وظائف الكربوهيدرات في الخلية بمزيد من التفصيل.

وظيفة الطاقة

واحدة من أهمها. لا يمكن لأي طعام يستهلكه الشخص أن يزوده بعدد من السعرات الحرارية مثل الكربوهيدرات. بعد كل شيء، يتم تكسير جرام واحد بالضبط من هذه المواد لتحرير 4.1 كيلو كالوري (38.9 كيلوجول) و0.4 جرام من الماء. هذا الناتج يمكن أن يوفر الطاقة اللازمة لعمل الكائن الحي بأكمله.

لذلك يمكننا أن نقول بثقة أن الكربوهيدرات الموجودة في الخلية تعمل كموردين أو مصادر للقوة والطاقة والقدرة على العيش والقيام بأي نوع من النشاط.

لقد لوحظ منذ فترة طويلة أن الحلويات التي تتكون في الغالب من الكربوهيدرات هي التي يمكنها استعادة القوة بسرعة وإعطاء الطاقة. وهذا لا ينطبق فقط على التدريب البدني والإجهاد، ولكن أيضًا على النشاط العقلي. بعد كل شيء، ماذا المزيد من الناسيفكر، يقرر، يعكس، يعلم، وما إلى ذلك، كلما زادت العمليات الكيميائية الحيوية في دماغه. ولتنفيذها تحتاج إلى الطاقة. أين يمكنني الحصول عليه؟ الجواب هو الأرجح، المنتجات التي تحتوي عليها سوف تعطيه.

الوظيفة النشطة التي تؤديها المركبات المعنية لا تسمح فقط بالتحرك والتفكير. هناك حاجة أيضًا إلى الطاقة للعديد من العمليات الأخرى:

بناء الأجزاء الهيكلية للخلية.
تبادل الغازات
تبادل البلاستيك
تسريح؛
الدورة الدموية، الخ.

جميع العمليات الحيوية تتطلب وجود مصدر للطاقة. هذا ما توفره الكربوهيدرات للكائنات الحية.

بلاستيك

اسم آخر لهذه الوظيفة هو البناء، أو الهيكلية. فإنه يتحدث عن نفسه. تلعب الكربوهيدرات دورًا نشطًا في بناء الجزيئات الكبيرة المهمة في الجسم، مثل:

ايه دي اف وغيرها.

بفضل المركبات التي ندرسها، يتم تشكيل الجليكوليبيدات - أحد أهم جزيئات أغشية الخلايا. بالإضافة إلى ذلك، يتم بناء النباتات من السليلوز، أي السكاريد. وهو أيضًا الجزء الرئيسي من الخشب.

إذا كنا نتحدث عن الحيوانات، ثم في المفصليات (القشريات، العناكب، القراد)، الأولانيات، الكيتين هو جزء من غشاء الخلية - نفس المكون موجود في الخلايا الفطرية.

وبالتالي، تعمل الكربوهيدرات الموجودة في الخلية كمواد بناء وتسمح للعديد من الهياكل الجديدة بالتشكل والهياكل القديمة بالتفكك مع إطلاق الطاقة.

تخزين

هذه الوظيفة مهمة جدا. لا يتم إنفاق كل الطاقة التي تدخل الجسم مع الطعام على الفور. ويظل بعضها محصورًا في جزيئات الكربوهيدرات ويتم تخزينه كمواد مغذية احتياطية.

في النباتات هو النشا، أو الإينولين، في جدار الخلية هو السليلوز. في البشر والحيوانات - الجليكوجين، أو الدهون الحيوانية. يحدث هذا بحيث يكون هناك دائمًا مصدر للطاقة في حالة جوع الجسم. على سبيل المثال، تقوم الإبل بتخزين الدهون ليس فقط للحصول على الطاقة عندما يتم تكسيرها، ولكن في معظم الأحيان، لإطلاق الكمية المطلوبة من الماء.

وظيفة الحماية

إلى جانب تلك الموصوفة أعلاه، فإن وظائف الكربوهيدرات في خلايا الكائنات الحية تكون أيضًا وقائية. من السهل التحقق من ذلك إذا قمت بالتحليل تركيبة عالية الجودةالراتنج والصمغ المتكون في موقع إصابة بنية الشجرة. بحكم طبيعتها الكيميائية، فهي السكريات الأحادية ومشتقاتها.

مثل هذا السائل اللزج لا يسمح للكائنات المسببة للأمراض الأجنبية بالاختراق داخل الشجرة وإلحاق الضرر بها. اتضح أن الوظيفة الوقائية للكربوهيدرات قد تم الوفاء بها.

ومن الأمثلة على هذه الوظيفة أيضًا التكوينات في النباتات مثل الأشواك والأشواك. هذه هي الخلايا الميتة التي تتكون في المقام الأول من السليلوز. أنها تحمي النبات من أن تأكله الحيوانات.

الوظيفة الرئيسية للكربوهيدرات في الخلية

من بين الوظائف التي ذكرناها، يمكننا بالتأكيد تسليط الضوء على أهمها. بعد كل شيء، فإن مهمة كل منتج يحتوي على المواد المعنية هي أن يتم امتصاصه وتكسيره ومنح الجسم الطاقة اللازمة للحياة.

ولذلك، فإن الوظيفة الرئيسية للكربوهيدرات في الخلية هي الطاقة. بدون قدر كافٍ من الحيوية، لن تتمكن أي عملية، داخلية وخارجية (الحركة، وتعبيرات الوجه، وما إلى ذلك) من المضي قدمًا بشكل طبيعي. ولا يمكن لأي مادة أن توفر إنتاج طاقة أكثر من الكربوهيدرات. ولذلك نعتبر هذا الدور هو الأهم والأكثر أهمية.

الأطعمة التي تحتوي على الكربوهيدرات

دعونا نلخص مرة أخرى. وظائف الكربوهيدرات في الخلية هي كما يلي:

طاقة؛
الهيكلي؛
تخزين؛
محمي؛
مستقبل؛
العزل الحراري؛
الحفاز وغيرها.

ما هي الأطعمة التي يجب تناولها حتى يحصل الجسم على كمية كافية من هذه المواد كل يوم؟ قائمة صغيرة تحتوي فقط على معظم الأطعمة الغنية بالكربوهيدرات ستساعدنا على معرفة ذلك.