Funktionen von Kohlenhydraten in der menschlichen Zelle. Einfache und komplexe Kohlenhydrate

Einführung.

Struktur, Eigenschaften und Funktionen von Proteinen.
Proteinstoffwechsel.
Kohlenhydrate.
Struktur, Eigenschaften und Funktionen von Kohlenhydraten.
Kohlenhydratstoffwechsel.
Struktur, Eigenschaften und Funktionen von Fetten.

10) Fettstoffwechsel.

Referenzliste

EINFÜHRUNG

Bei kontinuierlicher Nahrungszufuhr ist eine normale Funktion des Körpers möglich. Die in der Nahrung enthaltenen Fette, Proteine, Kohlenhydrate, Mineralsalze, Wasser und Vitamine sind für die lebenswichtigen Prozesse des Körpers notwendig.

Nährstoffe sind sowohl eine Energiequelle, die die Kosten des Körpers deckt, als auch ein Baumaterial, das im Prozess des Körperwachstums und der Reproduktion neuer Zellen, die absterbende Zellen ersetzen, verwendet wird. Doch Nährstoffe in der Form, in der sie verzehrt werden, können vom Körper nicht aufgenommen und verwertet werden. Lediglich Wasser, Mineralsalze und Vitamine werden in der zugeführten Form aufgenommen und aufgenommen.

Nährstoffe werden Proteine, Fette und Kohlenhydrate genannt. Diese Stoffe sind notwendige Bestandteile der Nahrung. Im Verdauungstrakt unterliegen Proteine, Fette und Kohlenhydrate sowohl physikalischen Einflüssen (zerkleinert und gemahlen) als auch Chemische Veränderungen, die unter dem Einfluss spezieller Substanzen entstehen – Enzyme, die in den Säften der Verdauungsdrüsen enthalten sind. Unter dem Einfluss von Verdauungssäften werden Nährstoffe in einfachere zerlegt, die vom Körper aufgenommen und aufgenommen werden.

PROTEINE

STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN UND FUNKTIONEN

„In allen Pflanzen und Tieren gibt es eine bestimmte Substanz, die zweifellos die wichtigste aller bekannten Substanzen der Lebewesen ist und ohne die ein Leben auf unserem Planeten unmöglich wäre. Ich habe diese Substanz Protein genannt.“ Das schrieb bereits 1838 der niederländische Biochemiker Gerard Mulder, der als Erster die Existenz von Proteinkörpern in der Natur entdeckte und seine Proteintheorie formulierte. Das Wort „Protein“ kommt vom griechischen Wort „proteios“, was „an erster Stelle“ bedeutet. Tatsächlich enthält alles Leben auf der Erde Proteine. Sie machen etwa 50 % des trockenen Körpergewichts aller Organismen aus. Bei Viren liegt der Proteingehalt zwischen 45 und 95 %.

Proteine gehören zu den vier wichtigsten organischen Substanzen der lebenden Materie (Proteine, Nukleinsäuren, Kohlenhydrate, Fette), nehmen jedoch hinsichtlich ihrer Bedeutung und biologischen Funktionen darin eine besondere Stellung ein. Etwa 30 % aller Proteine im menschlichen Körper befinden sich in den Muskeln, etwa 20 % in Knochen und Sehnen und etwa 10 % in der Haut. Die wichtigsten Proteine aller Organismen sind jedoch Enzyme, die zwar in geringen Mengen in ihrem Körper und in jeder Körperzelle vorhanden sind, aber dennoch eine Reihe lebenswichtiger Elemente steuern. chemische Reaktionen. Alle im Körper ablaufenden Prozesse: Verdauung der Nahrung, oxidative Reaktionen, Aktivität der endokrinen Drüsen, Muskelaktivität und die Gehirnfunktion wird durch Enzyme reguliert. Die Vielfalt der Enzyme im Körper von Organismen ist enorm. Selbst in einem kleinen Bakterium gibt es viele Hundert davon.

Proteine, oder wie sie sonst genannt werden, Proteine, haben sehr viel Komplexe Struktur und sind die komplexesten Nährstoffe. Proteine sind ein wesentlicher Bestandteil aller lebenden Zellen. Zu den Proteinen gehören: Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und manchmal Phosphor. Das charakteristischste Merkmal eines Proteins ist das Vorhandensein von Stickstoff in seinem Molekül. Andere Nährstoffe enthalten keinen Stickstoff. Daher wird Protein als stickstoffhaltige Substanz bezeichnet.

Die wichtigsten stickstoffhaltigen Substanzen, aus denen Proteine bestehen, sind Aminosäuren. Die Anzahl der Aminosäuren ist gering – nur 28 sind bekannt. Die enorme Vielfalt an Proteinen, die in der Natur vorkommen, ist eine unterschiedliche Kombination bekannter Aminosäuren. Die Eigenschaften und Qualitäten von Proteinen hängen von ihrer Kombination ab.

Wenn sich zwei oder mehr Aminosäuren verbinden, entsteht eine komplexere Verbindung – Polypeptid. Wenn Polypeptide kombiniert werden, bilden sie noch komplexere und größere Partikel und infolgedessen komplexes Molekül Eichhörnchen.

Wenn Proteine im Verdauungstrakt oder in Experimenten in einfachere Verbindungen zerlegt werden, werden sie über eine Reihe von Zwischenstufen (Albumose und Peptone) in Polypeptide und schließlich in Aminosäuren zerlegt. Aminosäuren werden im Gegensatz zu Proteinen leicht vom Körper aufgenommen und aufgenommen. Sie werden vom Körper verwendet, um sein eigenes spezifisches Protein zu bilden. Kommt es aufgrund eines Überangebots an Aminosäuren zu einem weiteren Abbau im Gewebe, werden sie zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert.

Die meisten Proteine sind wasserlöslich. Aufgrund ihrer Größe passieren Proteinmoleküle kaum die Poren tierischer oder pflanzlicher Membranen. Beim Erhitzen koagulieren wässrige Lösungen von Proteinen. Es gibt Proteine (z. B. Gelatine), die sich nur beim Erhitzen in Wasser auflösen.

Bei der Aufnahme gelangt die Nahrung zunächst in die Mundhöhle und dann durch die Speiseröhre in den Magen. Reiner Magensaft ist farblos und säurehaltig. Die Säurereaktion hängt von der Anwesenheit von Salzsäure ab, deren Konzentration 0,5 % beträgt.

Magensaft hat die Fähigkeit, Nahrung zu verdauen, was auf die darin enthaltenen Enzyme zurückzuführen ist. Es enthält Pepsin, ein Enzym, das Proteine abbaut. Unter dem Einfluss von Pepsin werden Proteine in Peptone und Albumosen zerlegt. Pepsin wird von den Magendrüsen in inaktiver Form produziert und wird aktiv, wenn es Salzsäure ausgesetzt wird. Pepsin wirkt nur in einer sauren Umgebung und wird negativ, wenn es einer alkalischen Umgebung ausgesetzt wird.

Die Nahrung bleibt, nachdem sie in den Magen gelangt ist, mehr oder weniger lange darin – von 3 bis 10 Stunden. Die Verweildauer der Nahrung im Magen hängt von ihrer Beschaffenheit und ihrem Aggregatzustand ab – ob sie flüssig oder fest ist. Wasser verlässt den Magen unmittelbar nach dem Eintritt. Lebensmittel, die mehr Proteine enthalten, bleiben länger im Magen als kohlenhydrathaltige Lebensmittel; Fetthaltige Lebensmittel bleiben noch länger im Magen. Die Bewegung der Nahrung erfolgt durch die Kontraktion des Magens, was den Durchgang von bereits stark verdautem Nahrungsbrei in den Pylorusteil und dann in den Zwölffingerdarm erleichtert.

Der Nahrungsbrei, der in den Zwölffingerdarm gelangt, wird weiter verdaut. Dabei fließt der Saft der Darmdrüsen, die die Darmschleimhaut benetzen, sowie Pankreassaft und Galle auf den Nahrungsbrei. Unter dem Einfluss dieser Säfte werden die Nahrungsstoffe – Proteine, Fette und Kohlenhydrate – weiter abgebaut und in einen Zustand gebracht, in dem sie in Blut und Lymphe aufgenommen werden können.

Pankreassaft ist farblos und alkalisch. Es enthält Enzyme, die Proteine, Kohlenhydrate und Fette abbauen.

Eines der Hauptenzyme ist Trypsin, kommt im Pankreassaft in inaktivem Zustand in Form von Trypsinogen vor. Trypsinogen kann Proteine nicht abbauen, es sei denn, es wird in einen aktiven Zustand überführt, d. h. in Trypsin. Trypsinogen wandelt sich bei Kontakt mit Darmsaft unter dem Einfluss einer im Darmsaft vorkommenden Substanz in Trypsin um Enterokinase. Enterokinase wird in der Darmschleimhaut produziert. Im Zwölffingerdarm hört die Wirkung von Pepsin auf, da Pepsin nur im sauren Milieu wirkt. Die weitere Verdauung von Proteinen erfolgt unter dem Einfluss von Trypsin.

Trypsin ist in einer alkalischen Umgebung sehr aktiv. Seine Wirkung bleibt in einer sauren Umgebung bestehen, seine Aktivität nimmt jedoch ab. Trypsin wirkt auf Proteine und zerlegt sie in Aminosäuren; Es spaltet auch im Magen gebildete Peptone und Albumosen in Aminosäuren auf.

Im Dünndarm endet die im Magen und Zwölffingerdarm begonnene Nährstoffverarbeitung. Im Magen und Zwölffingerdarm werden Proteine, Fette und Kohlenhydrate nahezu vollständig abgebaut, nur ein Teil davon bleibt unverdaut. Im Dünndarm erfolgt unter dem Einfluss von Darmsaft der endgültige Abbau aller Nährstoffe und die Aufnahme von Abbauprodukten. Die Abbauprodukte gelangen ins Blut. Dies geschieht durch Kapillaren, die sich jeweils einer Zotte nähern, die sich an der Wand des Dünndarms befindet.

PROTEINMETABOLISMUS

Nach dem Abbau der Proteine im Verdauungstrakt werden die entstehenden Aminosäuren ins Blut aufgenommen. Auch Polypeptide – Verbindungen bestehend aus mehreren Aminosäuren – werden in geringer Menge ins Blut aufgenommen. Aus Aminosäuren synthetisieren die Zellen unseres Körpers Protein, und das Protein, das in den Zellen des menschlichen Körpers gebildet wird, unterscheidet sich vom aufgenommenen Protein und ist charakteristisch für den menschlichen Körper.

Die Bildung neuer Proteine im Körper von Mensch und Tier erfolgt kontinuierlich, da im Laufe des Lebens neue, junge Zellen entstehen, die absterbende Zellen des Blutes, der Haut, der Schleimhaut, des Darms usw. ersetzen. Damit die Körperzellen Proteine synthetisieren können, ist es notwendig, dass Proteine mit der Nahrung in den Verdauungskanal gelangen, wo sie in Aminosäuren zerlegt werden und aus den aufgenommenen Aminosäuren Proteine gebildet werden.

Wenn das Protein unter Umgehung des Verdauungstrakts direkt in das Blut gelangt, kann es vom menschlichen Körper nicht nur nicht verwertet werden, sondern verursacht auch eine Reihe schwerwiegender Komplikationen. Der Körper reagiert auf eine solche Proteinzufuhr mit einem starken Temperaturanstieg und einigen anderen Phänomenen. Wenn das Protein nach 15–20 Tagen wieder zugeführt wird, kann es sogar zum Tod durch Atemlähmung, schwere Herzfunktionsstörungen und allgemeine Krämpfe kommen.

Proteine können durch keine anderen Nährstoffe ersetzt werden, da die Proteinsynthese im Körper nur aus Aminosäuren möglich ist.

Damit die Synthese des körpereigenen Proteins im Körper stattfinden kann, ist die Zufuhr aller oder der wichtigsten Aminosäuren notwendig.

Von den bekannten Aminosäuren haben nicht alle den gleichen Wert für den Körper. Darunter gibt es Aminosäuren, die durch andere ersetzt oder im Körper aus anderen Aminosäuren synthetisiert werden können; Daneben gibt es auch essentielle Aminosäuren, bei deren Fehlen oder auch nur einer davon der Proteinstoffwechsel im Körper gestört ist.

Proteine enthalten nicht immer alle Aminosäuren: Einige Proteine enthalten eine große Menge an für den Körper notwendigen Aminosäuren, während andere nur eine unbedeutende Menge enthalten. Verschiedene Proteine enthalten unterschiedliche Aminosäuren und in unterschiedlichen Verhältnissen.

Proteine, die alle für den Körper notwendigen Aminosäuren enthalten, werden als vollständig bezeichnet; Proteine, die nicht alle essentiellen Aminosäuren enthalten, sind unvollständige Proteine.

Die Aufnahme vollständiger Proteine ist für den Menschen wichtig, da der Körper daraus seine spezifischen Proteine frei synthetisieren kann. Ein vollständiges Protein kann jedoch durch zwei oder drei unvollständige Proteine ersetzt werden, die sich gegenseitig ergänzen und insgesamt alle notwendigen Aminosäuren bereitstellen. Folglich ist es für das normale Funktionieren des Körpers notwendig, dass die Nahrung vollständige Proteine oder eine Reihe unvollständiger Proteine enthält, deren Aminosäuregehalt den vollständigen Proteinen entspricht.

Die Aufnahme vollständiger Proteine aus der Nahrung ist für einen wachsenden Organismus äußerst wichtig, da im Körper eines Kindes nicht nur absterbende Zellen wie bei Erwachsenen wiederhergestellt werden, sondern auch neue Zellen in großer Zahl entstehen.

Regelmäßige Mischkost enthält eine Vielzahl an Proteinen, die zusammen den Bedarf des Körpers an Aminosäuren decken. Nicht nur die biologische Wertigkeit der mit der Nahrung zugeführten Proteine ist wichtig, sondern auch deren Menge. Bei unzureichenden Proteinmengen wird das normale Wachstum des Körpers unterbrochen oder verzögert, da der Proteinbedarf aufgrund einer unzureichenden Zufuhr nicht gedeckt wird.

Zu den vollständigen Proteinen zählen hauptsächlich Proteine tierischen Ursprungs, mit Ausnahme von Gelatine, die zu den unvollständigen Proteinen zählt. Unvollständige Proteine sind überwiegend pflanzlichen Ursprungs. Einige Pflanzen (Kartoffeln, Hülsenfrüchte usw.) enthalten jedoch vollständige Proteine. Unter den tierischen Proteinen sind Proteine aus Fleisch, Eiern, Milch etc. besonders wertvoll für den Körper.

KOHLENHYDRATE

STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN UND FUNKTIONEN

Kohlenhydrate oder Saccharide sind eine der Hauptgruppen organischer Verbindungen im Körper. Sie sind die Hauptprodukte der Photosynthese und Ausgangsprodukte der Biosynthese anderer Stoffe in Pflanzen (organische Säuren, Aminosäuren) und kommen auch in den Zellen aller anderen Lebewesen vor. In einer tierischen Zelle liegt der Kohlenhydratgehalt zwischen 1 und 2 %, in einer Pflanzenzelle kann er in manchen Fällen 85 bis 90 % der Trockenmasse erreichen.

Kohlenhydrate bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff, wobei die meisten Kohlenhydrate Wasserstoff und Sauerstoff im gleichen Verhältnis wie Wasser enthalten (daher ihr Name Kohlenhydrate). Dies sind beispielsweise Glucose C6H12O6 oder Saccharose C12H22O11. Kohlenhydratderivate können auch andere Elemente enthalten. Alle Kohlenhydrate werden in einfache (Monosaccharide) und komplexe (Polysaccharide) unterteilt.

Unter den Monosacchariden werden anhand der Anzahl der Kohlenstoffatome Triosen (3C), Tetrosen (4C), Pentosen (5C), Hexosen (6C) und Heptosen (7C) unterschieden. Monosaccharide mit fünf oder mehr Kohlenstoffatomen können, wenn sie in Wasser gelöst werden, eine Ringstruktur annehmen. Die in der Natur am häufigsten vorkommenden Verbindungen sind Pentosen (Ribose, Desoxyribose, Ribulose) und Hexosen (Glucose, Fructose, Galactose). Ribose und Desoxyribose spielen als Bestandteile von Nukleinsäuren und ATP eine wichtige Rolle. Glukose dient in der Zelle als universelle Energiequelle. Die Umwandlung von Monosacchariden ist nicht nur mit der Energieversorgung der Zelle verbunden, sondern auch mit der Biosynthese vieler anderer organischer Stoffe sowie der Neutralisierung und Entfernung von Giftstoffen, die von außen eindringen oder beim Stoffwechsel entstehen, aus dem Körper Prozess, zum Beispiel beim Abbau von Proteinen.

Di- Und Polysaccharide werden durch die Kombination von zwei oder mehr Monosacchariden wie Glucose, Galactose, Manose, Arabinose oder Xylose gebildet. Indem sie sich miteinander verbinden und ein Wassermolekül freisetzen, bilden zwei Monosaccharidmoleküle ein Disaccharidmolekül. Typische Vertreter dieser Stoffgruppe sind Saccharose (Rohrzucker), Maltase (Malzzucker), Laktose (Milchzucker). Disaccharide haben ähnliche Eigenschaften wie Monosaccharide. Beide sind beispielsweise gut wasserlöslich und haben einen süßen Geschmack. Zu den Polysacchariden gehören Stärke, Glykogen, Cellulose, Chitin, Kallose usw.

Die Hauptrolle von Kohlenhydraten hängt mit ihrer Funktion zusammen Energiefunktion. Ihr enzymatischer Abbau und ihre Oxidation setzen Energie frei, die von der Zelle genutzt wird. Eine große Rolle spielen Polysaccharide Ersatzprodukte und leicht mobilisierbare Energiequellen (z. B. Stärke und Glykogen) und werden auch als verwendet Baumaterial(Zellulose, Chitin). Polysaccharide sind aus mehreren Gründen als Speichersubstanzen geeignet: Da sie in Wasser unlöslich sind, haben sie keine osmotische oder chemische Wirkung auf die Zelle, was sehr wichtig ist, wenn sie über einen längeren Zeitraum in einer lebenden Zelle gelagert werden: der feste, dehydrierte Zustand von Polysaccharide erhöhen die nutzbare Masse von Speicherprodukten, indem sie deren Volumen sparen. Gleichzeitig wird die Wahrscheinlichkeit des Verzehrs dieser Produkte durch pathogene Bakterien und andere Mikroorganismen, die bekanntermaßen keine Nahrung schlucken können, sondern Stoffe über die gesamte Körperoberfläche aufnehmen, deutlich verringert. Schließlich können Speicherpolysaccharide bei Bedarf durch Hydrolyse leicht in Einfachzucker umgewandelt werden.

KOHLENHYDRATSTOFFWECHSEL

Kohlenhydrate spielen, wie oben erwähnt, eine sehr wichtige Rolle im Körper und sind die Hauptenergiequelle. Kohlenhydrate gelangen in Form komplexer Polysaccharide – Stärke, Disaccharide und Monosaccharide – in unseren Körper. Der Großteil der Kohlenhydrate liegt in Form von Stärke vor. Nach dem Abbau in Glukose werden Kohlenhydrate absorbiert und durch eine Reihe von Zwischenreaktionen in zerlegt Kohlendioxid und Wasser. Diese Umwandlungen von Kohlenhydraten und die abschließende Oxidation gehen mit der Freisetzung von Energie einher, die vom Körper genutzt wird.

Der Abbau komplexer Kohlenhydrate – Stärke und Malzzucker – beginnt in der Mundhöhle, wo unter dem Einfluss von Ptyalin und Maltase Stärke in Glukose zerlegt wird. Im Dünndarm werden alle Kohlenhydrate in Monosaccharide zerlegt.

Kohlensäurehaltiges Wasser wird hauptsächlich in Form von Glukose und nur teilweise in Form anderer Monosaccharide (Galaktose, Fruktose) aufgenommen. Ihre Aufnahme beginnt im oberen Darm. Im unteren Teil des Dünndarms enthält Speisebrei fast keine Kohlenhydrate. Kohlenhydrate werden über die Zotten der Schleimhaut, zu denen Kapillaren führen, ins Blut aufgenommen und gelangen mit dem aus dem Dünndarm fließenden Blut in die Pfortader. Blut aus der Pfortader fließt durch die Leber. Wenn die Zuckerkonzentration im Blut einer Person 0,1 % beträgt, passieren Kohlenhydrate die Leber und gelangen in den allgemeinen Blutkreislauf.

Der Zuckergehalt im Blut wird immer auf einem bestimmten Niveau gehalten. Der Plasmazuckergehalt beträgt durchschnittlich 0,1 %. Die Leber spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung eines konstanten Blutzuckerspiegels. Wenn der Körper zu viel Zucker erhält, lagert sich der Überschuss in der Leber ab und gelangt bei sinkendem Blutzuckerspiegel wieder ins Blut. Kohlenhydrate werden in Form von Glykogen in der Leber gespeichert.

Beim Verzehr von Stärke verändert sich der Blutzuckerspiegel nicht merklich, da der Stärkeabbau im Verdauungstrakt lange dauert und die entstehenden Monosaccharide langsam resorbiert werden. Wenn eine erhebliche Menge (150–200 g) normaler Zucker oder Glukose konsumiert wird, steigt der Blutzuckerspiegel stark an.

Dieser Anstieg des Blutzuckers wird als diätetische oder ernährungsbedingte Hyperglykämie bezeichnet. Überschüssiger Zucker wird über die Nieren ausgeschieden und Glukose erscheint im Urin.

Die Ausscheidung von Zucker über die Nieren beginnt, wenn der Blutzuckerspiegel 0,15–0,18 % beträgt. Eine solche ernährungsbedingte Hyperglykämie tritt meist nach dem Verzehr großer Zuckermengen auf und verschwindet bald, ohne dass es zu Störungen der Körperfunktionen kommt.

Wenn jedoch die intrasekretorische Aktivität der Bauchspeicheldrüse gestört ist, kommt es zu einer Krankheit, die als Zuckerkrankheit oder Diabetes mellitus bekannt ist. Bei dieser Krankheit steigt der Blutzuckerspiegel, die Leber verliert ihre Fähigkeit, Zucker deutlich zurückzuhalten, und es beginnt eine erhöhte Zuckersekretion im Urin.

Glykogen wird nicht nur in der Leber abgelagert. Ein erheblicher Teil davon befindet sich auch in den Muskeln, wo es in der Kette chemischer Reaktionen, die während der Kontraktion in den Muskeln ablaufen, verbraucht wird.

Bei körperlicher Arbeit erhöht sich die Aufnahme von Kohlenhydraten und deren Menge im Blut. Der erhöhte Bedarf an Glukose wird sowohl durch den Abbau des Leberglykogens in Glukose und deren Eintritt ins Blut als auch durch das in der Muskulatur enthaltene Glykogen gedeckt.

Die Bedeutung von Glukose für den Körper beschränkt sich nicht nur auf ihre Rolle als Energiequelle. Dieses Monosaccharid ist Teil des Protoplasmas von Zellen und daher bei der Bildung neuer Zellen, insbesondere während der Wachstumsphase, notwendig. Sehr wichtig hat Glukose in der zentralen Aktivität nervöses System. Es reicht aus, wenn der Blutzuckerspiegel auf 0,04 % absinkt, um Krämpfe, Bewusstlosigkeit usw. auszulösen; Das heißt, wenn der Blutzucker sinkt, wird zunächst die Aktivität des zentralen Nervensystems gestört. Für einen solchen Patienten reicht es aus, Glukose ins Blut einzuführen oder ihm regelmäßig Zucker zu essen, und alle Störungen verschwinden. Ein stärkerer und länger anhaltender Abfall des Blutzuckerspiegels – Glypoglykämie – kann zu schweren Störungen der Körperfunktionen und zum Tod führen.

Bei einer geringen Aufnahme von Kohlenhydraten aus der Nahrung werden sie aus Proteinen und Fetten gebildet. Somit ist es nicht möglich, dem Körper Kohlenhydrate vollständig zu entziehen, da diese auch aus anderen Nährstoffen gebildet werden.

FETTE

STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN UND FUNKTIONEN

Fette enthalten Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Fett hat eine komplexe Struktur; seine Bestandteile sind Glycerin (C3H8O3) und Fettsäure Bei der Kombination entstehen Fettmoleküle. Am häufigsten sind drei Fettsäuren: Ölsäure (C18H34O2), Palmitinsäure (C16H32O2) und Stearinsäure (C18H36O2). Die Bildung des einen oder anderen Fetts hängt von der Kombination dieser Fettsäuren in Kombination mit Glycerin ab. Wenn sich Glycerin mit Ölsäure verbindet, entsteht ein flüssiges Fett, beispielsweise Pflanzenöl. Palmitinsäure bildet ein härteres Fett, kommt in Butter vor und ist der Hauptbestandteil des menschlichen Fettes. Stearinsäure kommt in noch härteren Fetten vor, beispielsweise in Schweineschmalz. Damit der menschliche Körper bestimmte Fette synthetisieren kann, ist die Zufuhr aller drei Fettsäuren notwendig.

Bei der Verdauung wird Fett in seine Bestandteile – Glycerin und Fettsäuren – zerlegt. Fettsäuren werden durch Alkalien neutralisiert, wodurch ihre Salze – Seifen – entstehen. Seifen lösen sich in Wasser auf und ziehen leicht ein.

Fette sind ein integraler Bestandteil des Protoplasmas und Bestandteil aller Organe, Gewebe und Zellen des menschlichen Körpers. Darüber hinaus sind Fette eine reichhaltige Energiequelle.

Der Fettabbau beginnt im Magen. Magensaft enthält eine Substanz namens Lipase. Lipase spaltet Fette in Fettsäuren und Glycerin auf. Glycerin ist wasserlöslich und zieht leicht ein, während Fettsäuren in Wasser unlöslich sind. Galle fördert deren Auflösung und Aufnahme. Im Magen wird jedoch nur Fett zersetzt, das in kleine Partikel zerlegt wurde, wie zum Beispiel Milchfett. Unter dem Einfluss der Galle erhöht sich die Wirkung der Lipase um das 15- bis 20-fache. Galle hilft dabei, Fett in winzige Partikel zu zerlegen.

Vom Magen gelangt die Nahrung in den Zwölffingerdarm. Hier ergießt sich der Saft der Darmdrüsen sowie Pankreassaft und Galle. Unter dem Einfluss dieser Säfte werden die Fette weiter abgebaut und in einen Zustand gebracht, in dem sie in Blut und Lymphe aufgenommen werden können. Über den Verdauungstrakt gelangt der Nahrungsbrei dann in den Dünndarm. Dort erfolgt unter dem Einfluss von Darmsaft der endgültige Abbau und die Resorption.

Fett wird durch das Enzym Lipase in Glycerin und Fettsäuren zerlegt. Glycerin ist löslich und wird leicht absorbiert, Fettsäuren sind jedoch im Darminhalt unlöslich und können nicht absorbiert werden.

Fettsäuren verbinden sich mit Alkalien und Gallensäuren zu Seifen, die sich leicht auflösen und daher problemlos durch die Darmwand gelangen. Im Gegensatz zu den Abbauprodukten von Kohlenhydraten und Proteinen werden die Abbauprodukte von Fetten nicht in das Blut, sondern in die Lymphe aufgenommen, und Glycerin und Seife, die durch die Zellen der Darmschleimhaut gelangen, rekombinieren und bilden Fett; Daher befinden sich bereits im Lymphgefäß der Zotten Tröpfchen neu gebildeten Fettes und nicht Glycerin und Fettsäuren.

FETTSTOFFWECHSEL

Fette sind wie Kohlenhydrate in erster Linie Energiequellen und werden vom Körper als Energiequelle genutzt.

Bei der Oxidation von 1 g Fett ist die freigesetzte Energiemenge mehr als doppelt so hoch wie bei der Oxidation der gleichen Menge an Kohlenstoffen oder Proteinen.

In den Verdauungsorganen werden Fette in Glycerin und Fettsäuren zerlegt. Glycerin wird leicht absorbiert, Fettsäuren erst nach Verseifung.

Beim Durchgang durch die Zellen der Darmschleimhaut wird wieder Fett aus Glycerin und Fettsäuren synthetisiert, das in die Lymphe gelangt. Das resultierende Fett unterscheidet sich vom aufgenommenen Fett. Der Körper synthetisiert körpereigenes Fett. Wenn eine Person also verschiedene Fette zu sich nimmt, die Ölsäure, Palmitinsäure und Stearinsäure enthalten, synthetisiert ihr Körper Fett, das für eine Person spezifisch ist. Enthält menschliche Nahrung jedoch nur eine Fettsäure, beispielsweise Ölsäure, und überwiegt diese, dann unterscheidet sich das resultierende Fett vom menschlichen Fett und ähnelt eher flüssigen Fetten. Wenn Sie hauptsächlich Lammschmalz essen, wird das Fett fester. Fett unterscheidet sich in seiner Beschaffenheit nicht nur bei verschiedenen Tieren, sondern auch in verschiedenen Organen desselben Tieres.

Fett dient dem Körper nicht nur als reichhaltige Energiequelle, es ist auch Teil der Zellen. Fett ist ein wesentlicher Bestandteil von Protoplasma, Kern und Schale. Der Rest des Fettes, das nach Deckung des Bedarfs in den Körper gelangt, wird in Form von Fetttropfen gespeichert.

Fett lagert sich hauptsächlich im Unterhautgewebe, dem Omentum, um die Nieren herum ab und bildet die Nierenkapsel sowie in anderen inneren Organen und einigen anderen Körperteilen. Eine erhebliche Menge an Reservefett befindet sich in der Leber und den Muskeln. Speicherfett ist in erster Linie eine Energiequelle, die mobilisiert wird, wenn der Energieverbrauch die Aufnahme übersteigt. In solchen Fällen wird das Fett zu seinen endgültigen Abbauprodukten oxidiert.

Neben seinem Energiewert spielt Speicherfett noch eine weitere Rolle im Körper; Beispielsweise verhindert subkutanes Fett eine erhöhte Wärmeübertragung, perinephrisches Fett schützt die Niere vor Blutergüssen usw. Im Körper kann eine beträchtliche Menge Fett gespeichert werden. Beim Menschen macht es durchschnittlich 10–20 % des Körpergewichts aus. Bei Fettleibigkeit, wenn Stoffwechselprozesse im Körper gestört sind, erreicht die Menge an gespeichertem Fett 50 % des Körpergewichts.

Die Menge des abgelagerten Fetts hängt von einer Reihe von Bedingungen ab: Geschlecht, Alter, Arbeitsbedingungen, Gesundheitszustand usw. Bei sitzender Tätigkeit erfolgt die Fettablagerung stärker, daher ist die Frage nach der Zusammensetzung und Menge der Nahrung für Menschen mit sitzender Lebensweise sehr wichtig.

Fett wird vom Körper nicht nur aus aufgenommenem Fett, sondern auch aus Proteinen und Kohlenhydraten synthetisiert. Bei vollständigem Ausschluss von Fett aus der Nahrung wird es dennoch gebildet und kann in ganz erheblichen Mengen im Körper abgelagert werden. Die Hauptquelle der Fettbildung im Körper sind überwiegend Kohlenhydrate.

REFERENZLISTE

1. V.I. Tovarnitsky: Moleküle und Viren;

2. A.A. Markosyan: Physiologie;

3. N.P. Dubinin: Genetik und Mensch;

4. N.A. Lemeza: Biologie in Prüfungsfragen und -antworten.

Kohlenhydrate und ihre Rolle im Zellleben

1. Welche mit Kohlenhydraten verwandten Stoffe kennen Sie?
2. Welche Rolle spielen Kohlenhydrate in einem lebenden Organismus?

Kohlenhydrate und ihre Klassifizierung.

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Die Rolle von Kohlenhydraten in der Zelle

1. Käfig 3
2. Zellzusammensetzung 3
3. Kohlenhydrate 5
4. Funktionen von Kohlenhydraten 7
5. Die Rolle von Kohlenhydraten in der Zelle 7
Referenzliste 10
1. Käfig
Die moderne Zelltheorie besteht aus den folgenden Verallgemeinerungen.
Die Zelle ist Elementarteilchen Leben. Die Manifestation des Lebens ist nur auf einer Ebene möglich, die nicht niedriger als die zelluläre Ebene ist.
Die Zellen aller Lebewesen haben einen einzigen Strukturplan. Es umfasst das Zytoplasma mit verschiedenen Organellen und einer Membran. Die funktionelle Basis jeder Zelle bilden Proteine und Nukleinsäuren.
Eine Zelle entsteht erst durch Teilung aus einer Zelle (R. Virchow, 1858).
Die Zellen vielzelliger Organismen unterscheiden sich in strukturellen Details, was auf ihre Leistung zurückzuführen ist verschiedene Funktionen. Zellen, die einen gemeinsamen Ursprung haben, einen gemeinsamen Aufbau haben und im Körper die gleichen Funktionen erfüllen, bilden Gewebe (Nerven-, Muskel-, Hautgewebe). Gewebe bilden verschiedene Organe.
2. Zellzusammensetzung
Jede Zelle enthält mehr als 60 Elemente Periodensystem Mendelejew. Basierend auf der Häufigkeit ihres Auftretens können Elemente in drei Gruppen eingeteilt werden:
Wesentliche Elemente. Dies sind Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H), Stickstoff (N), Sauerstoff (O). Ihr Gehalt in der Zelle übersteigt 97 %. Sie sind Bestandteil aller organischen Stoffe (Proteine, Fette, Kohlenhydrate, Nukleinsäuren) und bilden deren Grundlage.
Makroelemente. Dazu gehören Eisen (Fe), Schwefel (S), Calcium (Ca), Kalium (K), Natrium (Na), Phosphor (P), Chlor (Cl). Makroelemente machen etwa 2 % aus. Sie sind Bestandteil vieler organischer und anorganischer Stoffe.
Mikroelemente. Sie haben die größte Vielfalt (es gibt mehr als 50 davon), aber in einer Zelle, selbst alle zusammengenommen, übersteigen sie nicht 1 %. Mikroelemente sind in extrem geringen Mengen Bestandteil vieler Enzyme, Hormone oder bestimmter Gewebe, bestimmen aber deren Eigenschaften. Fluor (F) ist somit Bestandteil des Zahnschmelzes und stärkt diesen.
Jod (I) ist am Aufbau des Schilddrüsenhormons Thyroxin beteiligt, Magnesium (Mg) ist Teil des Chlorophylls pflanzlicher Zellen, Kupfer (Cu) und Selen (Se) kommen in Enzymen vor, die Zellen vor Mutationen schützen, Zink (Zn ) ist mit Gedächtnisprozessen verbunden.
Alle Elemente der Zelle sind Teil verschiedener Moleküle und bilden Substanzen, die in zwei Klassen unterteilt werden: anorganische und organische.
Die organischen Substanzen der Zelle werden durch verschiedene biochemische Polymere repräsentiert, also Moleküle, die aus zahlreichen Wiederholungen einfacherer, strukturell ähnlicher Abschnitte (Monomere) bestehen. Die organischen Bestandteile der Zelle sind Kohlenhydrate, Fette und fettähnliche Stoffe, Proteine und Aminosäuren, Nukleinsäuren und Nukleinbasen.
Zu den Kohlenhydraten gehören organische Substanz, eine gemeinsame haben chemische Formel Cn(H2O)n. Aufgrund ihrer Struktur werden Kohlenhydrate in Monosaccharide, Oligosaccharide und Polysaccharide unterteilt. Monosaccharide sind Moleküle in Form eines einzelnen Rings, der normalerweise fünf oder sechs Kohlenstoffatome enthält. Zucker mit fünf Kohlenstoffatomen – Ribose, Desoxyribose. Zucker mit sechs Kohlenstoffatomen – Glucose, Fructose, Galactose. Oligosaccharide sind das Ergebnis der Kombination einer kleinen Anzahl von Monosacchariden (Disaccharide, Trisaccharide usw.). Die häufigsten sind beispielsweise Rohrzucker (Rübenzucker) – Saccharose, bestehend aus zwei Molekülen Glucose und Fructose; Malzzucker – Maltose, gebildet aus zwei Glukosemolekülen; Milchzucker – Laktose – besteht aus einem Galaktosemolekül und einem Glukosemolekül.
Polyzucker bestehen aus Stärke, Glykogen und Cellulose riesige Menge Monosaccharide, die in mehr oder weniger verzweigten Ketten miteinander verbunden sind.
3. Kohlenhydrate
Kohlenhydrate sind organische Stoffe mit allgemeine Formel Cn(H2O)m.
In einer tierischen Zelle kommen Kohlenhydrate in Mengen von nicht mehr als 5 % vor. Pflanzenzellen sind am reichsten an Kohlenhydraten, ihr Gehalt erreicht bis zu 90 % der Trockenmasse (Kartoffeln, Samen usw.)
Kohlenhydrate werden in einfache (Monosaccharide und Disaccharide) und komplexe (Polysaccharide) unterteilt.
Monosaccharide sind Stoffe wie Glucose, Pentose, Fructose, Ribose. Disaccharide – Zucker, Saccharose (besteht aus Glucose und Fructose).

Polysaccharide werden aus vielen Monosacchariden gebildet. Die Monomere von Polysacchariden wie Stärke, Glykogen und Cellulose sind Glucose.
Kohlenhydrate spielen die Rolle der Hauptenergiequelle in der Zelle. Während des Oxidationsprozesses setzt 1 g Kohlenhydrate 17,6 kJ frei. Stärke in Pflanzen und Glykogen in Tieren werden in Zellen abgelagert und dienen als Energiereserve.
Kohlenhydrate sind organische Verbindungen, zu denen Wasserstoff (H), Kohlenstoff (C) und Sauerstoff (O) gehören, und die Anzahl der Wasserstoffatome ist in den meisten Fällen doppelt so hoch wie die Anzahl der Sauerstoffatome. Die allgemeine Formel von Kohlenhydraten lautet: Cn(H2O)n, wobei n nicht kleiner als drei ist. Kohlenhydrate entstehen aus Wasser (H2O) und Kohlendioxid (CO2) bei der Photosynthese, die in den Chloroplasten grüner Pflanzen stattfindet (bei Bakterien, bei der bakteriellen Photosynthese oder Chemosynthese). Typischerweise enthält die Zelle tierischer Organismen etwa 1 % Kohlenhydrate (in Leberzellen bis zu 5 %), in Pflanzenzellen bis zu 90 % (in Kartoffelknollen).
Alle Kohlenhydrate werden in 3 Gruppen eingeteilt:
Monosaccharide enthalten oft fünf (Pentosen) oder sechs (Hexosen) Kohlenstoffatome, die gleiche Menge Sauerstoff und doppelt so viel Wasserstoff (zum Beispiel Glucose – C6H12O6). Pentosen (Ribose und Desoxyribose) sind Bestandteile von Nukleinsäuren und ATP. In den Zellen pflanzlicher Früchte sind ständig Hexosen (Fruktose und Glukose) vorhanden, die ihnen einen süßen Geschmack verleihen. Glukose kommt im Blut vor und dient als Energiequelle für tierische Zellen und Gewebe;
Disaccharide vereinen zwei Monosaccharide in einem Molekül. Haushaltszucker (Saccharose) besteht aus Glukose- und Fruktosemolekülen, Milchzucker (Laktose) umfasst Glukose und Galaktose.
Alle Mono- und Disaccharide sind gut wasserlöslich und haben einen süßen Geschmack.
Polysaccharide (Stärke, Ballaststoffe, Glykogen, Chitin) bestehen aus Dutzenden und Hunderten von Monomereinheiten, bei denen es sich um Glukosemoleküle handelt. Polysaccharide sind in Wasser praktisch unlöslich und haben keinen süßen Geschmack. Die wichtigsten Polysaccharide – Stärke (in Pflanzenzellen) und Glykogen (in tierischen Zellen) – werden in Form von Einschlüssen abgelagert und dienen als Energiereservestoffe.
4. Funktionen von Kohlenhydraten
Kohlenhydrate erfüllen zwei Hauptfunktionen: Energie und Aufbau. Zellulose bildet beispielsweise die Wände pflanzlicher Zellen (Ballaststoffe), Chitin ist der Hauptstrukturbestandteil des Exoskeletts von Arthropoden.
Kohlenhydrate erfüllen folgende Funktionen:
- sie sind eine Energiequelle (beim Abbau von 1 g Glukose werden 17,6 kJ Energie freigesetzt);
- eine bauliche (strukturelle) Funktion erfüllen (Zellulosemembran in Pflanzenzellen, Chitin im Skelett von Insekten und in der Zellwand von Pilzen);
- Nährstoffe speichern (Stärke in Pflanzenzellen, Glykogen in Tieren);
- sind Bestandteile von DNA, RNA und ATP.
5. Die Rolle von Kohlenhydraten in der Zelle
Energie. Mono- und Oligozucker sind eine wichtige Energiequelle für jede Zelle. Bei ihrem Abbau setzen sie Energie frei, die in Form von ATP-Molekülen gespeichert wird und in vielen Lebensprozessen der Zelle und des gesamten Organismus genutzt wird. Die Endprodukte des Abbaus aller Kohlenhydrate sind Kohlendioxid und Wasser.
Reservieren. Mono- und Oligozucker werden aufgrund ihrer Löslichkeit schnell von der Zelle aufgenommen, wandern leicht durch den Körper und sind daher für eine Langzeitlagerung ungeeignet. Die Rolle der Energiereserve übernehmen riesige wasserunlösliche Polysaccharidmoleküle. Bei Pflanzen handelt es sich beispielsweise um Stärke, bei Tieren und Pilzen um Glykogen. Um diese Reserven nutzen zu können, muss der Körper zunächst Polysaccharide in Monosaccharide umwandeln.
Konstruktion Die überwiegende Mehrheit der Pflanzenzellen hat dichte Wände aus Zellulose, die den Pflanzen Festigkeit, Elastizität und Schutz vor großem Feuchtigkeitsverlust verleihen.
Strukturell. Monosaccharide können sich mit Fetten, Proteinen und anderen Substanzen verbinden. Ribose ist beispielsweise Teil aller RNA-Moleküle und Desoxyribose ist Teil der DNA.
Kohlenhydratquellen in der Ernährung sind hauptsächlich Produkte pflanzlichen Ursprungs – Brot, Getreide, Kartoffeln, Gemüse, Obst, Beeren. Kohlenhydrate aus tierischen Produkten sind in der Milch enthalten (Milchzucker). Lebensmittel enthalten verschiedene Kohlenhydrate. Getreide und Kartoffeln enthalten Stärke - Verbindung(komplexes Kohlenhydrat), wasserunlöslich, aber durch Verdauungssäfte in einfachere Zucker zerlegt. In Früchten, Beeren und einigen Gemüsesorten sind Kohlenhydrate in Form verschiedener einfacher Zucker enthalten – Fruchtzucker, Rübenzucker, Rohrzucker, Traubenzucker (Glukose) usw. Diese Stoffe sind wasserlöslich und werden vom Körper gut aufgenommen. Wasserlösliche Zucker werden schnell ins Blut aufgenommen. Es empfiehlt sich, nicht alle Kohlenhydrate in Form von Zucker einzuführen, sondern den Großteil davon in Form von Stärke, an der beispielsweise Kartoffeln reich sind. Dies fördert die allmähliche Abgabe von Zucker an das Gewebe. Es wird empfohlen, nur 20-25 % der gesamten in der täglichen Nahrung enthaltenen Kohlenstoffmenge direkt in Form von Zucker zuzuführen. In dieser Zahl ist auch Zucker enthalten, der in Süßigkeiten, Süßwaren, Früchten und Beeren enthalten ist.
Werden Kohlenhydrate in ausreichender Menge mit der Nahrung zugeführt, lagern sie sich vor allem in Leber und Muskulatur in Form einer speziellen tierischen Stärke – Glykogen – ab. Anschließend wird die Glykogenreserve im Körper in Glukose zerlegt und gelangt über das Blut und andere Gewebe für den Bedarf des Körpers. Bei übermäßiger Ernährung werden Kohlenhydrate im Körper in Fett umgewandelt. Zu Kohlenhydraten gehören in der Regel Ballaststoffe (die Membran pflanzlicher Zellen), die vom menschlichen Körper nur wenig genutzt werden, aber für eine ordnungsgemäße Verdauung notwendig sind.

Referenzliste

1. Chemie, trans. aus dem Englischen, 2. Aufl., M., 1956; Chemie der Kohlenhydrate, M., 1967

2. Stepanenko B.N., Kohlenhydrate. Fortschritte in der Erforschung von Struktur und Stoffwechsel, M., 1968

4. Alabin V. G., Skrezhko A. D. Ernährung und Gesundheit. - Minsk, 1994

5. Sotnik Zh.G., Zarichanskaya L.A. Proteine, Fette und Kohlenhydrate. - M., Prior, 2000

Die wichtigsten biologischen Funktionen von Kohlenhydraten und warum sie im Körper benötigt werden

Energiefunktion.
Die Hauptfunktion von Kohlenhydraten im menschlichen Körper. Sie sind die Hauptenergiequelle für alle Arten von Arbeiten in Zellen. Beim Abbau von Kohlenhydraten wird die freigesetzte Energie als Wärme abgegeben oder gespeichert ATP-Moleküle. Kohlenhydrate decken etwa 50 – 60 % des täglichen Energieverbrauchs des Körpers und den gesamten Energieaufwand des Gehirns (das Gehirn absorbiert etwa 70 % der von der Leber freigesetzten Glukose). Bei der Oxidation von 1 g Kohlenhydraten werden 17,6 kJ Energie freigesetzt. Als Hauptenergiequelle nutzt der Körper freie Glukose oder gespeicherte Kohlenhydrate in Form von Glykogen.
Plastische (Konstruktions-)Funktion.
Kohlenhydrate (Ribose, Desoxyribose) werden zum Aufbau von ADP, ATP und anderen Nukleotiden sowie Nukleinsäuren verwendet. Sie sind Bestandteil einiger Enzyme. Einzelne Kohlenhydrate sind strukurelle Komponenten Zellmembranen. Die Produkte der Glukoseumwandlung (Glucuronsäure, Glucosamin usw.) sind Teil von Polysacchariden und komplexen Proteinen von Knorpel und anderen Geweben.
Speicherfunktion.
Kohlenhydrate werden in der Skelettmuskulatur (bis zu 2 %), der Leber und anderen Geweben in Form von Glykogen gespeichert (angesammelt). Bei richtiger Ernährung können sich bis zu 10 % des Glykogens in der Leber ansammeln, unter ungünstigen Bedingungen kann sein Gehalt auf 0,2 % der Lebermasse sinken.
Schutzfunktion.
Komplexe Kohlenhydrate sind Teil des Immunsystems; Mucopolysaccharide kommen in Schleimstoffen vor, die die Oberfläche der Gefäße der Nase, der Bronchien, des Verdauungstrakts und des Urogenitaltrakts bedecken und vor dem Eindringen von Bakterien und Viren sowie vor mechanischen Schäden schützen.
Regulierungsfunktion.
Sie sind Teil von Membran-Glykoprotein-Rezeptoren. Kohlenhydrate sind an der Regulierung des osmotischen Drucks im Körper beteiligt. Somit enthält das Blut 100–110 mg/% Glukose und der osmotische Druck des Blutes hängt von der Glukosekonzentration ab. Ballaststoffe aus der Nahrung werden im Darm nicht abgebaut (verdaut), aktivieren aber die Darmmotilität und die im Verdauungstrakt verwendeten Enzyme, wodurch die Verdauung und Aufnahme von Nährstoffen verbessert wird.

Kohlenhydratgruppen

Einfache (schnelle) Kohlenhydrate
Es gibt zwei Arten von Zucker: Monosaccharide und Disaccharide. Monosaccharide enthalten eine Zuckergruppe, beispielsweise Glucose, Fructose oder Galactose. Disaccharide werden aus den Resten zweier Monosaccharide gebildet und werden insbesondere durch Saccharose (gewöhnlicher Haushaltszucker) und Laktose repräsentiert. Sie lassen den Blutzucker schnell ansteigen und haben einen hohen glykämischen Index.
Komplexe (langsame) Kohlenhydrate
Polysaccharide sind Kohlenhydrate, die drei oder mehr Moleküle einfacher Kohlenhydrate enthalten. Zu dieser Art von Kohlenhydraten zählen insbesondere Dextrine, Stärken, Glykogene und Cellulosen. Quellen für Polysaccharide sind Getreide, Hülsenfrüchte, Kartoffeln und anderes Gemüse. Erhöhen Sie den Glukosegehalt schrittweise und haben Sie einen niedrigen glykämischen Index.
Unverdaulich (faserig)
Ballaststoffe (Ballaststoffe) versorgen den Körper nicht mit Energie, spielen aber eine große Rolle in seinem Leben. Kommt hauptsächlich in pflanzlichen Lebensmitteln mit niedrigem oder sehr niedrigem Zuckergehalt vor. Es ist zu beachten, dass Ballaststoffe die Aufnahme von Kohlenhydraten, Proteinen und Fetten verlangsamen (kann bei der Gewichtsabnahme hilfreich sein). Bietet Nährstoffe für nützliche Darmbakterien (Mikrobiom)

Arten von Kohlenhydraten

Monosaccharide

Glucose
Monosaccharid, farblos kristalline Substanz süßer Geschmack, der in fast jeder Kohlenhydratkette vorkommt.
Fruktose
Freier Fruchtzucker ist in fast allen süßen Beeren und Früchten enthalten; er ist der süßeste Zucker.
Galaktose
Nicht in freier Form gefunden; In Verbindung mit Glukose entsteht Laktose, Milchzucker.

Disaccharide

Saccharose
Ein Disaccharid, das aus einer Kombination von Fructose und Glucose besteht, weist eine hohe Löslichkeit auf. Im Darm zerfällt es in diese Bestandteile, die dann ins Blut aufgenommen werden.
Laktose
Milchzucker, ein Kohlenhydrat aus der Gruppe der Disaccharide, kommt in Milch und Milchprodukten vor.
Maltose
Malzzucker wird vom menschlichen Körper leicht aufgenommen. Entsteht durch die Verbindung zweier Glukosemoleküle. Maltose entsteht durch den Abbau von Stärke während der Verdauung.

Polysaccharide

Stärke
Pulver Weiß, unlöslich in kaltes Wasser. Stärke ist das häufigste Kohlenhydrat in der menschlichen Ernährung und kommt in vielen Grundnahrungsmitteln vor.
Zellulose
Komplexe Kohlenhydrate, bei denen es sich um zähe Pflanzenstrukturen handelt. Komponente pflanzliche Nahrung, die im menschlichen Körper nicht verdaut wird, aber eine große Rolle in seinem Leben und seiner Verdauung spielt.
Maltodextrin
Weißes oder cremefarbenes Pulver mit süßlichem Geschmack, gut wasserlöslich. Es ist ein Zwischenprodukt des enzymatischen Abbaus von Pflanzenstärke, wodurch Stärkemoleküle in Fragmente – Dextrine – zerlegt werden.
Glykogen
Polysaccharid, gebildet aus Glucoseresten; Das wichtigste Reservekohlenhydrat ist nirgendwo anders als im Körper zu finden. Glykogen bildet eine Energiereserve, die bei Bedarf schnell mobilisiert werden kann, um einen plötzlichen Glukosemangel im menschlichen Körper auszugleichen.

Für eine normale Funktion benötigt der menschliche Körper Grundstoffe, aus denen alle Strukturteile der Zellen, Gewebe und des gesamten Körpers aufgebaut sind. Dabei handelt es sich um Verbindungen wie:

Sie sind alle sehr wichtig. Es ist unmöglich, zwischen ihnen mehr oder weniger bedeutsam zu unterscheiden, denn deren Fehlen führt den Körper unweigerlich zum Tod. Schauen wir uns an, was Verbindungen wie Kohlenhydrate sind und welche Rolle sie in der Zelle spielen.

Allgemeines Konzept von Kohlenhydraten

Aus chemischer Sicht sind Kohlenhydrate komplexe sauerstoffhaltige organische Verbindungen, deren Zusammensetzung durch die allgemeine Formel C n (H 2 O) m ausgedrückt wird. In diesem Fall müssen die Indizes entweder gleich oder größer als vier sein.

Die Funktionen von Kohlenhydraten in der Zelle sind bei Pflanzen, Tieren und Menschen ähnlich. Schauen wir uns unten an, was sie sind. Darüber hinaus sind diese Verbindungen selbst sehr unterschiedlich. Es gibt eine ganze Klassifizierung, die sie alle in einer Gruppe vereint und sie je nach Struktur und Zusammensetzung in verschiedene Zweige unterteilt.

und Eigenschaften

Wie sind Moleküle dieser Klasse aufgebaut? Dies bestimmt schließlich, welche Funktionen Kohlenhydrate in der Zelle haben und welche Rolle sie darin spielen. Aus chemischer Sicht handelt es sich bei allen betrachteten Stoffen um Aldehydalkohole. Ihr Molekül enthält die Aldehydgruppe -SON sowie alkoholische funktionelle Gruppen -OH.

Es gibt mehrere Varianten von Formeln, mit denen Sie abbilden können

Anhand der letzten beiden Formeln ist es möglich, die Funktionen von Kohlenhydraten in der Zelle vorherzusagen. Schließlich werden ihre Eigenschaften und damit ihre Rolle klar.

Die chemischen Eigenschaften von Zuckern beruhen auf dem Vorhandensein zweier unterschiedlicher funktioneller Gruppen. Zum Beispiel so, wie es Kohlenhydrate geben können qualitative Reaktion mit frisch gefälltem Kupfer(II)-hydroxid und werden wie Aldehyde durch die Silberspiegelreaktion zu oxidiert.

Klassifizierung von Kohlenhydraten

Da die betrachteten Moleküle sehr unterschiedlich sind, haben Chemiker eine einheitliche Klassifizierung erstellt, die alle ähnlichen Verbindungen in bestimmte Gruppen einteilt. Somit werden folgende Zuckerarten unterschieden.

Einfache oder Monosaccharide. Sie enthalten eine Untereinheit. Darunter sind Pentosen, Hexosen, Heptosen und andere. Die wichtigsten und häufigsten sind Ribose, Galactose, Glucose und Fructose.
Komplex. Bestehen aus mehreren Untereinheiten. Disaccharide – von zwei, Oligosaccharide – von 2 bis 10, Polysaccharide – mehr als 10. Die wichtigsten unter ihnen: Saccharose, Maltose, Laktose, Stärke, Cellulose, Glykogen und andere.

Die Funktionen von Kohlenhydraten in Zelle und Körper sind sehr wichtig, daher sind alle aufgeführten molekularen Varianten wichtig. Jeder von ihnen hat seine eigene Rolle. Schauen wir uns unten an, was diese Funktionen sind.

Funktionen von Kohlenhydraten in der Zelle

Es gibt mehrere davon. Es gibt jedoch solche, die als grundlegend und definierend bezeichnet werden können, und es gibt sekundäre. Um besser zu verstehen dieses Problem, sie sollten alle strukturierter und verständlicher aufgelistet werden. Auf diese Weise erfahren wir, welche Funktionen Kohlenhydrate in der Zelle haben. Die folgende Tabelle hilft uns dabei.

Offensichtlich kann die Bedeutung der betreffenden Stoffe kaum überschätzt werden, da sie die Grundlage vieler lebenswichtiger Prozesse bilden. Schauen wir uns einige Funktionen von Kohlenhydraten in der Zelle genauer an.

Energiefunktion

Eins der wichtigsten. Keine Nahrung, die ein Mensch zu sich nimmt, kann ihn mit so vielen Kilokalorien versorgen wie Kohlenhydrate. Immerhin wird genau 1 Gramm dieser Stoffe zersetzt, wodurch 4,1 kcal (38,9 kJ) und 0,4 Gramm Wasser freigesetzt werden. Dieser Output kann Energie für das Funktionieren des gesamten Organismus liefern.

Daher können wir mit Sicherheit sagen, dass Kohlenhydrate in der Zelle als Lieferanten oder Quellen für Kraft, Energie, Lebensfähigkeit und die Ausübung jeglicher Art von Aktivität dienen.

Es ist seit langem bekannt, dass Süßigkeiten, bei denen es sich hauptsächlich um Kohlenhydrate handelt, schnell wieder zu Kräften kommen und Energie spenden können. Dies gilt nicht nur für körperliches Training und Stress, sondern auch für geistige Aktivität. Was denn? mehr Leute Je mehr er denkt, entscheidet, reflektiert, lehrt usw., desto mehr biochemische Prozesse laufen in seinem Gehirn ab. Und um sie umzusetzen, braucht man Energie. Wo kann ich das bekommen? Die Antwort ist wahrscheinlicher: Produkte, die sie enthalten, werden sie liefern.

Die energetische Funktion der betreffenden Verbindungen ermöglicht nicht nur Bewegung und Denken. Auch für viele andere Prozesse wird Energie benötigt:

Aufbau der Strukturteile der Zelle;
Gasaustausch;
Kunststoffaustausch;
Entladung;
Durchblutung usw.

Alle lebenswichtigen Prozesse benötigen für ihre Existenz eine Energiequelle. Das ist es, was Kohlenhydrate den Lebewesen bieten.

Plastik

Ein anderer Name für diese Funktion ist Konstruktion oder Struktur. Es spricht für sich selbst. Kohlenhydrate sind aktiv am Aufbau wichtiger Makromoleküle im Körper beteiligt, wie zum Beispiel:

ADF und andere.

Dank der von uns betrachteten Verbindungen entstehen Glykolipide – eines der wichtigsten Moleküle der Zellmembranen. Darüber hinaus sind Pflanzen aus Cellulose, also einem Polysaccharid, aufgebaut. Es ist auch der Hauptbestandteil des Holzes.

Wenn wir über Tiere sprechen, dann ist Chitin bei Arthropoden (Krebstiere, Spinnen, Zecken) und Protisten Teil der Zellmembran – der gleiche Bestandteil kommt in Pilzzellen vor.

Somit fungieren Kohlenhydrate in der Zelle als Baumaterialien und ermöglichen die Bildung vieler neuer Strukturen und den Zerfall alter Strukturen unter Freisetzung von Energie.

Lagerung

Diese Funktion ist sehr wichtig. Nicht die gesamte Energie, die mit der Nahrung in den Körper gelangt, wird sofort verbraucht. Ein Teil bleibt in Kohlenhydratmolekülen eingeschlossen und wird als Reservenährstoff gespeichert.

Bei Pflanzen handelt es sich um Stärke bzw. Inulin, in der Zellwand um Zellulose. Bei Menschen und Tieren - Glykogen oder tierisches Fett. Dies geschieht, damit für den Fall, dass der Körper verhungert, stets Energie vorhanden ist. Kamele speichern beispielsweise Fett nicht nur, um beim Abbau Energie zu gewinnen, sondern vor allem, um die benötigte Menge Wasser freizusetzen.

Schutzfunktion

Neben den oben beschriebenen Funktionen haben Kohlenhydrate in den Zellen lebender Organismen auch schützende Funktionen. Dies lässt sich durch eine Analyse leicht überprüfen hochwertige Komposition Harz und Gummi bildeten sich an der Verletzungsstelle der Baumstruktur. Aufgrund ihrer chemischen Natur handelt es sich dabei um Monosaccharide und deren Derivate.

Eine solche viskose Flüssigkeit verhindert, dass fremde Krankheitserreger in das Innere des Baumes eindringen und ihn schädigen. Es zeigt sich, dass die Schutzfunktion von Kohlenhydraten erfüllt ist.

Ein Beispiel für diese Funktion können auch Formationen in Pflanzen wie Dornen und Dornen sein. Dabei handelt es sich um abgestorbene Zellen, die überwiegend aus Zellulose bestehen. Sie schützen die Pflanze vor dem Verzehr durch Tiere.

Die Hauptfunktion von Kohlenhydraten in der Zelle

Von den Funktionen, die wir aufgelistet haben, können wir sicherlich die wichtigste hervorheben. Denn die Aufgabe jedes Produktes, das die betreffenden Stoffe enthält, besteht darin, sie aufzunehmen, abzubauen und dem Körper die lebensnotwendige Energie zu geben.

Daher ist die Hauptfunktion von Kohlenhydraten in der Zelle Energie. Ohne ein ausreichendes Maß an Vitalität kann kein einziger Prozess, weder innerlich noch äußerlich (Bewegung, Mimik etc.), normal ablaufen. Und keine Substanz kann mehr Energie liefern als Kohlenhydrate. Daher bezeichnen wir diese Rolle als die wichtigste und bedeutendste.

Lebensmittel, die Kohlenhydrate enthalten

Fassen wir noch einmal zusammen. Die Funktionen von Kohlenhydraten in der Zelle sind wie folgt:

Energie;
strukturell;
Speicherung;
schützend;
Rezeptor;
Wärmedämmung;
katalytisch und andere.

Welche Lebensmittel müssen verzehrt werden, damit der Körper täglich eine ausreichende Menge dieser Stoffe erhält? Eine kleine Liste, die nur die kohlenhydratreichsten Lebensmittel enthält, hilft uns dabei, dies herauszufinden.

Pflanzen, deren Knollen reich an Stärke sind (Kartoffeln, Topinambur und andere).
Getreide (Reis, Graupen, Buchweizen, Hirse, Hafer, Weizen und andere).
Brot und alle Backwaren.
Zuckerrohr ist ein Disaccharid in seiner reinen Form.
Pasta und alle ihre Sorten.
Honig besteht zu 80 % aus einer razemischen Mischung aus Glucose und Fructose.
Süßigkeiten – jede Süßware, die süß schmeckt, ist eine Kohlenhydratquelle.

Sie sollten die aufgeführten Produkte jedoch auch nicht missbrauchen, da dies zu einer übermäßigen Glykogenablagerung und in der Folge zu Fettleibigkeit und Diabetes führen kann.

Funktionen von Kohlenhydraten in der menschlichen Zelle. Einfache und komplexe Kohlenhydrate

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Referenzliste

1. Chemie, trans. aus dem Englischen, 2. Aufl., M., 1956; Chemie der Kohlenhydrate, M., 1967

2. Stepanenko B.N., Kohlenhydrate. Fortschritte in der Erforschung von Struktur und Stoffwechsel, M., 1968

4. Alabin V. G., Skrezhko A. D. Ernährung und Gesundheit. - Minsk, 1994

5. Sotnik Zh.G., Zarichanskaya L.A. Proteine, Fette und Kohlenhydrate. - M., Prior, 2000

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