Углеводы или сахара – одни из важнейших органических веществ в природе. Функция углеводов в организме человека связана с процессом метаболизма – гликолизом, в результате которого высвобождается энергия.
Олигосахариды включают от двух до 10 структурных единиц. В зависимости от их количества выделяют:
- дисахариды – диозы;
- трисахариды – триозы;
- тетрасахариды – тетраозы;
- пентасахариды;
- гексасахариды и т.д.
Наиболее значимым являются дисахариды (лактоза, сахароза, мальтоза) и трисахариды (рафиноза, мелицитоза, мальтотриоза).
В состав олигосахаридов могут входить однородные и неоднородные молекулы. В связи с этим различают:
- гомоолигосахариды – все молекулы одинаковой структуры;
- гетероолигосахариды – молекулы разной структуры.
Наиболее сложными углеводами являются полисахариды, состоящие из множества (от 10 до тысяч) моносахаридов. К ним относятся:
- целлюлоза;
- гликоген;
- крахмал;
- хитин.
В отличие от олигосахаридов и моносахаридов полисахариды жёсткие, нерастворимые в воде вещества без сладкого вкуса.
Формула углеводов – Cn(H2O)m. В молекуле любого углевода присутствуют не меньше трёх атомов углерода.
Функции
Основная функция углеводов в клетке – превращение в энергию. АТФ (аденозинтрифосфат) – универсальный источник энергии – включает моносахарид рибозу. АТФ формируется в результате гликолиза – окисления и распада глюкозы на пируват (пировиноградную кислоту). Гликолиз проходит в несколько этапов. Углеводы полностью окисляются до углекислого газа и воды, при этом высвобождается энергия.
В таблице перечислены основные функции углеводов.
|
Функция |
Описание |
|
Структурная |
Полисахариды являются материалом для опорных структур. Благодаря целлюлозе, входящей в клеточную стенку, растения приобретают жёсткость. Хитин входит в состав клеток грибов и придаёт жёсткость экзоскелету членистоногих |
|
Энергетическая |
Углеводы – главный источник энергии. При расщеплении грамма углеводов выделяется 17,6 кДж энергии |
|
Защитная |
Образуют шипы и колючки растений |
|
Запасающая |
Запасаются в виде зёрен крахмала у растений и гранул гликогена у животных. При недостатке энергии крахмал и гликоген расщепляются до глюкозы |
|
Осмотическая |
Регулируют осмотическое давление |
|
Рецепторная |
Входят в состав клеточных рецепторов |
Некоторые углеводы образуют с липидами и белками сложные структуры – гликолипиды и гликопротеины. Они входят в состав клеточных мембран. Антитела, плазма крови, рецепторные белки – гликопротеины.
Что мы узнали?
Сахара – сложные органические соединения, необходимые всем живым организмам. Они состоят из одной или нескольких молекул, содержащих несколько карбонильных и гидроксильных групп. Углеводы выполняют важные биологические функции. Углеводы являются источником энергии, входят в состав клеточных стенок растений и грибов, составляют экзоскелет членистоногих. Они накапливаются в виде крахмала и гликогена, участвуют в передаче сигналов, регулируют осмотическое давление.
