ცხრილი ნახშირწყლების თემაზე. ნახშირწყლების ბიოლოგიური როლი. ფიზიკური თვისებები და გაჩენა ბუნებაში

ნახშირწყლები

ნახშირწყლების სახეები.

ნახშირწყლები არის:

1) მონოსაქარიდები

2) ოლიგოსაქარიდები

3) რთული ნახშირწყლები

starch12.jpg

ძირითადი ფუნქციები.

ენერგია.

პლასტიკური.

საკვები ნივთიერებების მიწოდება.

სპეციფიკური.

დამცავი.

მარეგულირებელი.

ქიმიური თვისებები

მონოსაქარიდები ავლენენ სპირტებისა და კარბონილის ნაერთების თვისებებს.

ოქსიდაცია.

ა) როგორც ყველა ალდეჰიდის შემთხვევაში, მონოსაქარიდების დაჟანგვაც იწვევს შესაბამის მჟავებს. ამრიგად, გლუკოზის დაჟანგვის დროს ამიაკის ხსნარივერცხლის ოქსიდის ჰიდრატი წარმოქმნის გლუკონის მჟავას ("ვერცხლის სარკის" რეაქცია).

ბ) მონოსაქარიდების რეაქცია სპილენძის ჰიდროქსიდთან გაცხელებისას ასევე იწვევს ალდონის მჟავებს.

გ) უფრო ძლიერი ჟანგვის აგენტები აჟანგავს არა მხოლოდ ალდეჰიდის ჯგუფს, არამედ პირველადი ალკოჰოლის ჯგუფს კარბოქსილის ჯგუფში, რაც იწვევს ორფუძიანი შაქრის (ალდარინის) მჟავებს. როგორც წესი, კონცენტრირებული აზოტის მჟავა გამოიყენება ასეთი დაჟანგვისთვის.

აღდგენა.

შაქრის შემცირება იწვევს პოლიჰიდრულ სპირტებს. წყალბადი ნიკელის თანდასწრებით, ლითიუმის ალუმინის ჰიდრიდი და ა.შ გამოიყენება როგორც შემცირების საშუალება.

III. სპეციფიკური რეაქციები

გარდა ზემოაღნიშნულისა, გლუკოზას ასევე ახასიათებს ზოგიერთი სპეციფიკური თვისება - დუღილის პროცესები. ფერმენტაცია არის შაქრის მოლეკულების დაშლა ფერმენტების გავლენის ქვეშ. შაქარი, რომელსაც აქვს ნახშირბადის ატომების რაოდენობა, რომელიც სამის მრავლობითია, დუღილს განიცდის. დუღილის მრავალი სახეობა არსებობს, რომელთა შორის ყველაზე ცნობილია შემდეგი:

ა) ალკოჰოლური დუღილი

ბ) რძის ფერმენტაცია

გ) ბუტირის მჟავას დუღილი

მიკროორგანიზმებით გამოწვეული დუღილის აღნიშნულ ტიპებს აქვთ ფართო სპექტრი პრაქტიკული მნიშვნელობა. მაგალითად, ალკოჰოლური - ეთილის სპირტის წარმოებისთვის, მეღვინეობაში, ლუდსახარშში და ა.შ. და რძემჟავა - რძემჟავას და ფერმენტირებული რძის პროდუქტების წარმოებისთვის.

3. D- და L-სერიის მონოსაქარიდების სტერეოიზომერიზმი. ღია და ციკლური ფორმულები. პირანოზები და ფურანოზები. α- და β-ანომერები. ციკლოჯაინის ტავტომერიზმი. მუტაციის ფენომენი.

რიგი ორგანული ნაერთების უნარს, ბრუნავენ პოლარიზებული სინათლის პოლარიზაციის სიბრტყეს მარჯვნივ ან მარცხნივ, ეწოდება ოპტიკური აქტივობა. ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარე, ირკვევა, რომ ორგანული ნივთიერებები შეიძლება არსებობდეს დექსტროროტორული და ლევოროტორული იზომერების სახით. ასეთ იზომერებს სტერეოიზომერებს უწოდებენ, თავად ფენომენი კი სტერეოიზომერიზმია.

სტერეოიზომერების კლასიფიკაციისა და აღნიშვნის უფრო მკაცრი სისტემა ეფუძნება არა სინათლის პოლარიზაციის სიბრტყის ბრუნვას, არამედ სტერეოიზომერის მოლეკულის აბსოლუტურ კონფიგურაციას, ე.ი. ოთხი აუცილებლად განსხვავებული შემცვლელი ჯგუფის ორმხრივი განლაგება, რომლებიც მდებარეობს ტეტრაედრის წვეროებზე ცენტრში ლოკალიზებული ნახშირბადის ატომის გარშემო, რომელსაც ეწოდება ნახშირბადის ასიმეტრიული ატომი ან ქირალური ცენტრი. ქირალური ან, როგორც მათ ასევე უწოდებენ, ოპტიკურად აქტიური ნახშირბადის ატომები სტრუქტურულ ფორმულებში აღინიშნება ვარსკვლავით

ამრიგად, ტერმინი სტერეოიზომერიზმი უნდა იქნას გაგებული, როგორც შემცვლელების განსხვავებული სივრცითი კონფიგურაცია ნაერთებში, რომლებსაც აქვთ იგივე სტრუქტურული ფორმულა და აქვთ იგივე ქიმიური თვისებები. ამ ტიპის იზომერიზმს ასევე უწოდებენ სარკის იზომერიზმს. სარკის იზომერიზმის ნათელი მაგალითია ხელის მარჯვენა და მარცხენა ხელი. ქვემოთ მოცემულია გლიცერალდეჰიდისა და გლუკოზის სტერეოიზომერების სტრუქტურული ფორმულები.

თუ გლიცერალდეჰიდის პროექციის ფორმულაში ნახშირბადის ასიმეტრიულ ატომს აქვს OH ჯგუფი მარჯვნივ, ასეთ იზომერს ეწოდება D-სტერეოიზომერი, ხოლო თუ OH ჯგუფი მდებარეობს მარცხნივ, მას L- სტერეოიზომერი ეწოდება.

ტეტროზების, პენტოზების, ჰექსოზების და სხვა მონოზების შემთხვევაში, რომლებსაც აქვთ ორი ან მეტი ასიმეტრიული ნახშირბადის ატომები, მიეკუთვნება თუ არა სტერეოიზომერი D- ან L- სერიებს, განისაზღვრება OH ჯგუფის მდებარეობით ჯაჭვის ბოლო ნახშირბადის ატომზე. - ის ასევე ბოლო ასიმეტრიული ატომია. მაგალითად, გლუკოზისთვის ფასდება OH ჯგუფის ორიენტაცია მე-5 ნახშირბადის ატომზე. აბსოლუტურად სარკისებური გამოსახულების სტერეოიზომერები ეწოდება ენანტიომერები ან ანტიპოდები.

სტერეოიზომერები არ განსხვავდებიან მათში ქიმიური თვისებები, მაგრამ განსხვავდებიან ბიოლოგიური მოქმედებით (ბიოლოგიური აქტივობა). ძუძუმწოვრების ორგანიზმში მონოსაქარიდების უმეტესობა მიეკუთვნება D-სერიას - სწორედ ამ კონფიგურაციისთვისაა სპეციფიკური ფერმენტები, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან მათ მეტაბოლიზმზე. კერძოდ, D-გლუკოზა აღიქმება როგორც ტკბილი ნივთიერება ენის გემოვნების კვირტებთან ურთიერთქმედების უნარის გამო, ხოლო L-გლუკოზა უგემოვნოა, რადგან მისი კონფიგურაცია არ აღიქმება გემოვნების კვირტებით.

IN ზოგადი ხედიალდოზებისა და კეტოზების სტრუქტურა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად.

სტერეოიზომერიზმი.მონოსაქარიდის მოლეკულები შეიცავს ქირალობის რამდენიმე ცენტრს, რაც განაპირობებს იმავეს შესაბამისი მრავალი სტერეოიზომერის არსებობას. სტრუქტურული ფორმულა. მაგალითად, ალდოჰექსოზას აქვს ოთხი ასიმეტრიული ნახშირბადის ატომი და შეესაბამება 16 სტერეოიზომერს (24), ანუ ენანტიომერების 8 წყვილს. შესაბამის ალდოზებთან შედარებით, კეტოჰეზოზები შეიცავს ერთ ქირალურ ნახშირბადის ატომს ნაკლებს, ამიტომ სტერეოიზომერების რაოდენობა (23) მცირდება 8-მდე (4 წყვილი ენანტიომერები).

ღია (არაციკლური)მონოსაქარიდების ფორმები გამოსახულია ფიშერის პროექციის ფორმულების სახით. მათში ნახშირბადის ჯაჭვი იწერება ვერტიკალურად. ალდოზებში ალდეჰიდის ჯგუფი მოთავსებულია კეტოზებში, პირველადი ალკოჰოლური ჯგუფი მოთავსებულია კარბონილის ჯგუფთან. ჯაჭვის ნუმერაცია იწყება ამ ჯგუფებით.

D,L სისტემა გამოიყენება სტერეოქიმიის აღსანიშნავად. მონოსაქარიდის მინიჭება D- ან L-სერიებზე ხორციელდება ოქსო ჯგუფისგან ყველაზე შორს მდებარე ქირალური ცენტრის კონფიგურაციის მიხედვით, მიუხედავად სხვა ცენტრების კონფიგურაციისა! პენტოზებისთვის ასეთი "განმსაზღვრელი" ცენტრია C-4 ატომი, ხოლო ჰექსოზებისთვის - C-5. OH ჯგუფის პოზიცია ქირალურობის ბოლო ცენტრში მარჯვნივ მიუთითებს, რომ მონოსაქარიდი მიეკუთვნება D-სერიას, მარცხნივ - L-სერიას, ანუ სტერეოქიმიური სტანდარტის - გლიცერალდეჰიდის ანალოგიით.

ციკლური ფორმები.მონოსაქარიდების ღია ფორმები მოსახერხებელია სტერეოიზომერულ მონოსაქარიდებს შორის სივრცითი ურთიერთობების გასათვალისწინებლად. სინამდვილეში, მონოსაქარიდები სტრუქტურაში ციკლური ჰემიაცეტალებია. მონოსაქარიდების ციკლური ფორმების წარმოქმნა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს მონოსაქარიდის მოლეკულაში შემავალი კარბონილისა და ჰიდროქსილის ჯგუფების ინტრამოლეკულური ურთიერთქმედების შედეგად.

გლუკოზის ციკლური ჰემიაცეტალური ფორმულა პირველად შემოგვთავაზა A.A. Colley-მა (1870). მან ახსნა გლუკოზაში ზოგიერთი ალდეჰიდის რეაქციის არარსებობა სამწევრიანი ეთილენის ოქსიდის (α-ოქსიდი) რგოლის არსებობით:

მოგვიანებით, ტოლენსმა (1883) შესთავაზა გლუკოზის მსგავსი ჰემიაცეტალური ფორმულა, მაგრამ ხუთწევრიანი (γ-ოქსიდი) ბუტილენის ოქსიდის რგოლით:

Colley-Tollens-ის ფორმულები შრომატევადი და მოუხერხებელია და არ ასახავს ციკლური გლუკოზის სტრუქტურას, ამიტომ შემოგვთავაზეს Haworth-ის ფორმულები.

ციკლიზაციის შედეგად, თერმოდინამიკურად უფრო სტაბილურია ფურანოზა (ხუთწევრიანი)და პირანოზის (ექვსწევრიანი) ციკლები.ციკლების სახელები მომდინარეობს დაკავშირებული ჰეტეროციკლური ნაერთების სახელებიდან - ფურანი და პირანი.

ამ ციკლების ფორმირება დაკავშირებულია მონოსაქარიდების ნახშირბადის ჯაჭვების უნართან, მიიღონ საკმაოდ ხელსაყრელი კლანჭის ფორმის კონფორმაცია. შედეგად, ალდეჰიდის (ან კეტონის) და ჰიდროქსილის ჯგუფები C-4-ში (ან C-5-ზე), ანუ ის ფუნქციური ჯგუფები, რომელთა ურთიერთქმედების შედეგად ხდება ინტრამოლეკულური ციკლიზაცია, უახლოვდება ერთმანეთს სივრცეში.

ციკლური ფორმით, იქმნება ქირალობის დამატებითი ცენტრი - ნახშირბადის ატომი, რომელიც ადრე იყო კარბონილის ჯგუფის ნაწილი (ალდოზებში ეს არის C-1). ამ ატომს ეწოდება ანომერული, ხოლო ორ შესაბამის სტერეოიზომერს α- და β-ანომერები(ნახ. 11.1). ანომერები არიან განსაკუთრებული შემთხვევაეპიმერები.

α-ანომერისთვის ანომერული ცენტრის კონფიგურაცია იგივეა, რაც "ტერმინალური" ქირალური ცენტრის კონფიგურაცია, რომელიც განსაზღვრავს, ეკუთვნის თუ არა ის d- ან l-სერიებს, ხოლო β-ანომერისთვის პირიქით. . პროექციაში ფიშერის ფორმულები d-სერიის მონოსაქარიდებში α-ანომერში გლიკოზიდური ჯგუფი OH მდებარეობს მარჯვნივ, ხოლო β-ანომერში - ნახშირბადის ჯაჭვის მარცხნივ.

ბრინჯი. 11.1. α- და β-ანომერების ფორმირება d-გლუკოზის გამოყენებით

ჰავორტის ფორმულები.მონოსაქარიდების ციკლური ფორმები გამოსახულია ჰაუორტის პერსპექტიული ფორმულების სახით, რომლებშიც ციკლები ნაჩვენებია ნახატის სიბრტყის პერპენდიკულარულად განლაგებული ბრტყელი მრავალკუთხედების სახით. ჟანგბადის ატომი მდებარეობს პირანოზის რგოლში შორეულ მარჯვენა კუთხეში, ფურანოზის რგოლში ის მდებარეობს რგოლის სიბრტყის უკან. რგოლებში ნახშირბადის ატომების სიმბოლოები არ მიუთითებს.

Haworth-ის ფორმულებზე გადასასვლელად ფიშერის ციკლური ფორმულა გარდაიქმნება ისე, რომ ციკლის ჟანგბადის ატომი განლაგებულია იმავე სწორ ხაზზე ციკლში შემავალ ნახშირბადის ატომებთან. ეს ილუსტრირებულია ქვემოთ a-d-გლუკოპირანოზისთვის C-5 ატომის ორი გადაწყობით, რაც არ ცვლის ამ ასიმეტრიული ცენტრის კონფიგურაციას (იხ. 7.1.2). თუ ტრანსფორმირებული ფიშერის ფორმულა მოთავსებულია ჰორიზონტალურად, როგორც ამას მოითხოვს Haworth ფორმულების დაწერის წესები, მაშინ ნახშირბადის ჯაჭვის ვერტიკალური ხაზის მარჯვნივ განლაგებული შემცვლელები გამოჩნდება ციკლის სიბრტყის ქვეშ, ხოლო მარცხნივ. ამ თვითმფრინავის ზემოთ.

d-ალდოჰექსოზებში პირანოზის სახით (და d-ალდოპენტოზებში ფურანოზის ფორმით), CH2OH ჯგუფი ყოველთვის მდებარეობს რგოლის სიბრტყის ზემოთ, რომელიც ემსახურება d-სერიის ფორმალურ მახასიათებელს. გლიკოზიდური ჰიდროქსილის ჯგუფი d-ალდოზების a-ანომერებში ჩნდება რგოლის სიბრტყის ქვეშ, ხოლო β-ანომერებში ის ჩნდება სიბრტყის ზემოთ.

D-გლუკოპირანოზა

გადასვლა ხდება კეტოზებში მსგავსი წესების მიხედვით, როგორც ქვემოთ მოცემულია d-ფრუქტოზის ფურანოზის ფორმის ერთ-ერთი ანომერის მაგალითის გამოყენებით.

ციკლოჯაინური ტავტომერიზმიგამოწვეულია მონოსაქარიდების ღია ფორმების ციკლურზე გადასვლით და პირიქით.

ნახშირწყლების ხსნარებით სინათლის პოლარიზაციის სიბრტყის ბრუნვის კუთხის დროის ცვლილებას ე.წ. მუტარატაცია.

მუტაროტაციის ქიმიური არსი არის მონოსაქარიდების არსებობის უნარი ტავტომერების წონასწორული ნარევის სახით - ღია და ციკლური ფორმებით. ტავტომერიზმის ამ ტიპს ციკლო-ოქსო-ტაუტომერიზმს უწოდებენ.

ხსნარებში წონასწორობა მონოსაქარიდების ოთხ ციკლურ ტავტომერს შორის მყარდება ღია ფორმის - ოქსო ფორმის მეშვეობით. a- და β-ანომერების ერთმანეთში გადაქცევას შუალედური ოქსო ფორმის მეშვეობით ეწოდება ანომერიზაცია.

ამრიგად, ხსნარში d-გლუკოზა არსებობს ტავტომერების სახით: ოქსო ფორმები და პირანოზისა და ფურანოზის ციკლური ფორმების a- და β-ანომერები.

ლაქტიმ-ლაქტამის ტაუტომერიზმი

ამ ტიპის ტავტომერიზმი დამახასიათებელია აზოტის შემცველი ჰეტეროციკლებისთვის N=C-OH ფრაგმენტით.

ტავტომერული ფორმების ურთიერთკონვერტაცია დაკავშირებულია პროტონის გადაცემასთან ჰიდროქსილის ჯგუფიფენოლური OH ჯგუფს წააგავს მთავარ ცენტრს - პირიდინის აზოტის ატომს და პირიქით. ჩვეულებრივ წონასწორობაში ლაქტამის ფორმა ჭარბობს.

მონოამინომონოკარბოქსილის.

რადიკალის პოლარობის მიხედვით:

არაპოლარული რადიკალით: (ალანინი, ვალინი, ლეიცინი, ფენილალანინი) მონოამინო, მონოკარბოქსილი

პოლარული დაუცველი რადიკალით (გლიცინი, სერინი, ასპარაგინი, გლუტამინი)

უარყოფითად დამუხტული რადიკალით (ასპარტინი, გლუტამინის მჟავა) მონოამინო, დიკარბოქსილი

დადებითად დამუხტული რადიკალით (ლიზინი, ჰისტიდინი) დიამინო, მონოკარბოქსილი

სტერეოიზომერიზმი

ყველა ბუნებრივ α-ამინომჟავას, გარდა გლიცინისა (NH 2 -CH 2 - COOH), აქვს ნახშირბადის ასიმეტრიული ატომი (α-ნახშირბადის ატომი), ზოგიერთ მათგანს კი აქვს ორი ქირალური ცენტრი, მაგალითად, ტრეონინი. ამრიგად, ყველა ამინომჟავა შეიძლება არსებობდეს, როგორც წყვილი შეუთავსებელი სარკის ანტიპოდები (ენანტიომერები).

საწყისი ნაერთი, რომელთანაც ჩვეულებრივ შედარებულია α-ამინომჟავების სტრუქტურა, პირობითად მიიღება D- და L-ლაქტური მჟავები, რომელთა კონფიგურაციები, თავის მხრივ, განისაზღვრება D- და L-გლიცერალდეჰიდებიდან.

ყველა ტრანსფორმაცია, რომელიც ხდება ამ სერიებში გლიცერალდეჰიდიდან α-ამინომჟავაზე გადასვლისას, ხორციელდება ძირითადი მოთხოვნის შესაბამისად - ისინი არ ქმნიან ახალ და არ არღვევენ ძველ ბმებს ასიმეტრიულ ცენტრში.

α-ამინომჟავის კონფიგურაციის დასადგენად, სტანდარტად ხშირად გამოიყენება სერინი (ზოგჯერ ალანინი).

ბუნებრივი ამინომჟავები, რომლებიც ქმნიან ცილებს, მიეკუთვნება L-სერიას. 


ამინომჟავების D-ფორმები შედარებით იშვიათია; D-ამინომჟავები არ შეიწოვება ცხოველური ორგანიზმების მიერ. საინტერესოა D- და L- ამინომჟავების ზემოქმედება გემოვნების კვირტებზე: L-სერიის ამინომჟავების უმეტესობას აქვს ტკბილი გემო, ხოლო D სერიების ამინომჟავებს მწარე ან უგემოვნო გემო აქვთ.

ფერმენტების მონაწილეობის გარეშე, L-იზომერების სპონტანური გადასვლა D-იზომერებში ექვიმოლარული ნარევის (რაკემიური ნარევი) წარმოქმნით ხდება საკმაოდ დიდი ხნის განმავლობაში.

თითოეული L- მჟავის რაცემიზაცია მოცემულ ტემპერატურაზე ხდება გარკვეული სიჩქარით. ეს გარემოება შეიძლება გამოყენებულ იქნას ადამიანებისა და ცხოველების ასაკის დასადგენად. მაგალითად, მყარი კბილის მინანქარი შეიცავს ცილოვან დენტინს, რომელშიც L-ასპარტატი გარდაიქმნება D-იზომერად ადამიანის სხეულის ტემპერატურაზე წელიწადში 0,01% სიჩქარით. კბილის ფორმირების პერიოდში დენტინი შეიცავს მხოლოდ L-იზომერს, ამიტომ ადამიანის ან ცხოველის ასაკი შეიძლება გამოითვალოს D-ასპარტატის შემცველობით.

I. ზოგადი თვისებები 1. ინტრამოლეკულური ნეიტრალიზაცია

→ წარმოიქმნება ბიპოლარული ცვიტერიონი:წყალხსნარები

ელექტროგამტარი. ეს თვისებები აიხსნება იმით, რომ ამინომჟავის მოლეკულები არსებობს შიდა მარილების სახით, რომლებიც წარმოიქმნება პროტონის კარბოქსილიდან ამინოჯგუფში გადატანით:

ცვიტერიონი

ამინომჟავების წყალხსნარებს აქვთ ნეიტრალური, მჟავე ან ტუტე გარემო ფუნქციური ჯგუფების რაოდენობის მიხედვით. 2. პოლიკონდენსაცია

→ წარმოიქმნება პოლიპეპტიდები (ცილები): როდესაც ორი α-ამინომჟავა ურთიერთქმედებს, ისინი წარმოიქმნება.

დიპეპტიდი3. დაშლა

→ ამინი + ნახშირორჟანგი:

NH 2 -CH 2 -COOH → NH 2 -CH 3 + CO 2 IV.

თვისებრივი რეაქცია

1. ყველა ამინომჟავა იჟანგება ნინჰიდრინის მიერ და წარმოიქმნება ლურჯი-იისფერი პროდუქტები! 2. მძიმე მეტალის იონებით

α-ამინომჟავები ქმნიან ინტრაკომპლექსურ მარილებს. სპილენძის (II) კომპლექსები, რომლებსაც აქვთ ღრმა ლურჯი ფერი, გამოიყენება α-ამინომჟავების გამოსავლენად.

ფიზიოლოგიურად აქტიური პეპტიდები. მაგალითები.

მაღალი ფიზიოლოგიური აქტივობის მქონე პეპტიდები არეგულირებენ სხვადასხვა ბიოლოგიურ პროცესებს. მათი ბიორეგულატორული მოქმედებიდან გამომდინარე, პეპტიდები ჩვეულებრივ იყოფა რამდენიმე ჯგუფად:

· ჰორმონალური აქტივობის მქონე ნაერთები (გლუკაგონი, ოქსიტოცინი, ვაზოპრესინი და სხვ.);

· საჭმლის მომნელებელი პროცესების მარეგულირებელი ნივთიერებები (გასტრინი, კუჭის ინჰიბიტორული პეპტიდი და სხვ.);

· ნაერთები, რომლებსაც აქვთ ტკივილგამაყუჩებელი მოქმედება (ოპიოიდური პეპტიდები);

· ორგანული ნივთიერებები, რომლებიც არეგულირებენ უმაღლეს ნერვულ აქტივობას, ბიოქიმიურ პროცესებს, რომლებიც დაკავშირებულია მეხსიერების მექანიზმებთან, სწავლასთან, შიშის, გაბრაზების გრძნობის გაჩენასთან და ა.შ.

· პეპტიდები, რომლებიც არეგულირებენ არტერიულ წნევას და სისხლძარღვთა ტონუსს (ანგიოტენზინ II, ბრადიკინინი და სხვ.).

· პეპტიდები, რომლებსაც აქვთ სიმსივნის საწინააღმდეგო და ანთების საწინააღმდეგო თვისებები (ლუნაზინი)

ნეიროპეპტიდები - ნეირონებში სინთეზირებული ნაერთები, რომლებსაც აქვთ სასიგნალო თვისებები

ცილების კლასიფიკაცია

-მოლეკულების ფორმის მიხედვით(გლობულური ან ფიბრილარული);

-მოლეკულური წონის მიხედვით(დაბალი მოლეკულური წონა, მაღალი მოლეკულური წონა და ა.შ.);

-ქიმიური სტრუქტურის მიხედვით (არაცილოვანი ნაწილის არსებობა ან არარსებობა);

-საკანში მდებარეობის მიხედვით(ბირთვული, ციტოპლაზმური, ლიზოსომური და სხვ.);

-სხეულში მდებარეობის მიხედვით(სისხლის, ღვიძლის, გულის ცილები და ა.შ.);

-თუ შესაძლებელია, ადაპტაციურად დაარეგულირე ამ ცილების რაოდენობა: ცილები სინთეზირებული მუდმივი სიჩქარით (კონსტიტუციური) და ცილები, რომელთა სინთეზი შეიძლება გაძლიერდეს გარემო ფაქტორების ზემოქმედებისას (ინდუქციური);

-სიცოცხლის ხანგრძლივობით გალიაში(ძალიან სწრაფად განახლებადი პროტეინებიდან, T1/2 1 საათზე ნაკლები დროით, ძალიან ნელა განახლებადი პროტეინებით, რომელთა T1/2 გამოითვლება კვირებში და თვეებში);

-პირველადი სტრუქტურისა და მასთან დაკავშირებული ფუნქციების მსგავსი სფეროების მიხედვით(ცილოვანი ოჯახები).

ცილების კლასიფიკაცია ქიმიური სტრუქტურის მიხედვით

მარტივი ცილებიზოგიერთი ცილა შეიცავს მხოლოდ პოლიპეპტიდურ ჯაჭვებს, რომლებიც შედგება ამინომჟავების ნარჩენებისგან. მათ უწოდებენ "მარტივ ცილებს". მარტივი ცილების მაგალითი - ჰისტონები; ისინი შეიცავს ბევრ ამინომჟავის ნარჩენებს ლიზინი და არგინინი, რომელთა რადიკალებს აქვთ დადებითი მუხტი.

2. რთული ცილები . ბევრი ცილა, გარდა პოლიპეპტიდური ჯაჭვებისა, შეიცავს არაცილოვან ნაწილს, რომელიც მიმაგრებულია ცილაზე სუსტი ან კოვალენტური ბმებით. არაცილოვანი ნაწილი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ლითონის იონებით, ნებისმიერი ორგანული მოლეკულით დაბალი ან მაღალი მოლეკულური მასით. ასეთ ცილებს „კომპლექსურ ცილებს“ უწოდებენ. ცილასთან მჭიდროდ დაკავშირებულ არაცილოვან ნაწილს პროთეზირების ჯგუფს უწოდებენ.

ბიოპოლიმერებში, რომელთა მაკრომოლეკულები შედგება პოლარული და არაპოლარული ჯგუფებისაგან, პოლარული ჯგუფები ხსნარდებიან, თუ გამხსნელი პოლარულია. არაპოლარულ გამხსნელში, შესაბამისად, მაკრომოლეკულების არაპოლარული უბნები იხსნება.

ჩვეულებრივ, ის კარგად იშლება სითხეში, რომელიც ქიმიური სტრუქტურით ახლოს არის. ამრიგად, ნახშირწყალბადის პოლიმერები, როგორიცაა რეზინები, შეშუპებულია არაპოლარულ სითხეებში: ჰექსანი, ბენზოლი. ბიოპოლიმერები, რომელთა მოლეკულებში შედის პოლარული ფუნქციური ჯგუფების დიდი რაოდენობა, მაგალითად, ცილები, პოლისაქარიდები, უკეთესად იშლება პოლარულ გამხსნელებში: წყალი, სპირტები და ა.შ.

პოლიმერის მოლეკულის ხსნარის გარსის წარმოქმნას თან ახლავს ენერგიის გამოყოფა, რომელსაც ე.წ. შეშუპების სითბო.

შეშუპების სიცხედამოკიდებულია ნივთიერებების ბუნებაზე. მაქსიმალურია, როდესაც BMC, რომელიც შეიცავს პოლარული ჯგუფების დიდ რაოდენობას, ადიდებს პოლარულ გამხსნელში და მინიმალურია, როდესაც ნახშირწყალბადის პოლიმერი ადიდებს არაპოლარულ გამხსნელში.

გარემოს მჟავიანობა, რომლის დროსაც დამყარებულია დადებითი და უარყოფითი მუხტების თანასწორობა და ხდება ცილა ელექტრულად ნეიტრალური, რომელსაც ეწოდება იზოელექტრული წერტილი (IEP). ცილებს, რომელთა IET არის მჟავე გარემოში, ეწოდება მჟავე. ცილებს, რომელთა IET მნიშვნელობა არის ტუტე გარემოში, ეწოდება ძირითადი. მცენარეული ცილების უმეტესობისთვის, IET არის ოდნავ მჟავე გარემოში

. IUD-ის შეშუპება და დაშლა დამოკიდებულია:
1. გამხსნელისა და პოლიმერის ბუნება,
2. პოლიმერული მაკრომოლეკულების სტრუქტურა,
3. ტემპერატურა,
4. ელექტროლიტების არსებობა,
5. საშუალო pH-ზე (პოლიელექტროლიტებისთვის).

2,3-დიფოსფოგლიცერატის როლი

2,3-დიფოსფოგლიცერატი წარმოიქმნება სისხლის წითელ უჯრედებში 1,3-დიფოსფოგლიცერატისგან, გლიკოლიზის შუალედური მეტაბოლიტისგან, რეაქციებში ე.წ. რაპოპორტის შუნტი.

რაპოპორტის შუნტური რეაქციები

2,3-დიფოსფოგლიცერატი განლაგებულია დეოქსიჰემოგლობინის ტეტრამერის ცენტრალურ ღრუში და უკავშირდება β-ჯაჭვებს, აყალიბებს ჯვარედინი მარილის ხიდს 2,3-დიფოსფოგლიცერატის ჟანგბადის ატომებსა და ორივე β-ჯაჭვის ტერმინალური ვალინის ამინო ჯგუფებს შორის. , ასევე რადიკალების ამინოჯგუფები ლიზინი და ჰისტიდინი.

2,3-დიფოსფოგლიცერატის მდებარეობა ჰემოგლობინში

2,3-დიფოსფოგლიცერატის ფუნქციაა აფინურობის შემცირებაშიჰემოგლობინი ჟანგბადამდე. ამას განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს სიმაღლეზე ასვლისას, როდესაც ჩასუნთქულ ჰაერში ჟანგბადის ნაკლებობაა. ამ პირობებში ფილტვებში ჟანგბადის ჰემოგლობინთან შეკავშირება არ ირღვევა, ვინაიდან მისი კონცენტრაცია შედარებით მაღალია. თუმცა, ქსოვილებში 2,3-დიფოსფოგლიცერატის გამო, ჟანგბადის მიწოდება იზრდება. 2 ჯერ.

ნახშირწყლები. კლასიფიკაცია. ფუნქციები

ნახშირწყლები- დაუძახა ორგანული ნაერთები, რომელიც შედგება ნახშირბადისგან (C), წყალბადისგან (H) და ჟანგბადისგან (O2). ასეთი ნახშირწყლების ზოგადი ფორმულა არის Cn(H2O)m. მაგალითია გლუკოზა (C6H12O6)

ქიმიური თვალსაზრისით, ნახშირწყლები არის ორგანული ნივთიერებები, რომლებიც შეიცავს რამდენიმე ნახშირბადის ატომის სწორ ჯაჭვს, კარბონილის ჯგუფს (C=O) და რამდენიმე ჰიდროქსილის ჯგუფს (OH).

ადამიანის ორგანიზმში ნახშირწყლები წარმოიქმნება მცირე რაოდენობით, ამიტომ მათი უმეტესობა ორგანიზმში საკვებით ხვდება.

ნახშირწყლების სახეები.

ნახშირწყლები არის:

1) მონოსაქარიდები(ნახშირწყლების უმარტივესი ფორმები)

გლუკოზა C6H12O6 (მთავარი საწვავი ჩვენს ორგანიზმში)

ფრუქტოზა C6H12O6 (ყველაზე ტკბილი ნახშირწყალი)

რიბოზა C5H10O5 (ნაწილი ნუკლეინის მჟავები)

ერითროზა C4H8O4 (შუალედური ფორმა ნახშირწყლების დაშლაში)

2) ოლიგოსაქარიდები(შეიცავს 2-დან 10-მდე მონოსაქარიდის ნარჩენებს)

საქაროზა С12Н22О11 (გლუკოზა + ფრუქტოზა, ან უბრალოდ ლერწმის შაქარი)

ლაქტოზა C12H22O11 (რძის შაქარი)

მალტოზა C12H24O12 (ალაოს შაქარი, შედგება ორი დაკავშირებული გლუკოზის ნარჩენებისგან)

110516_1305537009_Sugar-Cubes.jpg

3) რთული ნახშირწყლები(შედგება მრავალი გლუკოზის ნარჩენებისგან)

სახამებელი (C6H10O5)n (დიეტის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნახშირწყლების კომპონენტი; ადამიანები სახამებლის დაახლოებით 80%-ს მოიხმარენ ნახშირწყლებიდან).

გლიკოგენი (სხეულის ენერგეტიკული მარაგი, ჭარბი გლუკოზა, სისხლში მოხვედრისას, ორგანიზმის მიერ რეზერვის სახით ინახება გლიკოგენის სახით)

starch12.jpg

4) ბოჭკოვანი, ან მოუნელებელი, ნახშირწყლები, განსაზღვრული, როგორც დიეტური ბოჭკო.

ცელულოზა (დედამიწაზე ყველაზე გავრცელებული ორგანული ნივთიერება და ბოჭკოს ტიპი)

მარტივი კლასიფიკაციის მიხედვით, ნახშირწყლები შეიძლება დაიყოს მარტივ და რთულად. მარტივი მათ შორისაა მონოსაქარიდები და ოლიგოსაქარიდები, რთული პოლისაქარიდები და ბოჭკოვანი.

ძირითადი ფუნქციები.

ენერგია.

ნახშირწყლები არის მთავარი ენერგეტიკული მასალა. როდესაც ნახშირწყლები იშლება, გამოთავისუფლებული ენერგია იშლება სითბოს სახით ან ინახება ATP მოლეკულებში. ნახშირწყლები უზრუნველყოფენ სხეულის ყოველდღიური ენერგიის მოხმარების დაახლოებით 50-60%-ს, ხოლო კუნთოვანი გამძლეობის დროს - 70%-მდე. როდესაც 1 გ ნახშირწყლები იჟანგება, გამოიყოფა 17 კჯ ენერგია (4,1 კკალ). ორგანიზმი იყენებს თავისუფალ გლუკოზას ან შენახულ ნახშირწყლებს გლიკოგენის სახით, როგორც ენერგიის ძირითად წყაროს. ეს არის ტვინის მთავარი ენერგეტიკული სუბსტრატი.

პლასტიკური.

ნახშირწყლები (რიბოზა, დეოქსირიბოზა) გამოიყენება ATP, ADP და სხვა ნუკლეოტიდების, აგრეთვე ნუკლეინის მჟავების შესაქმნელად. ისინი ზოგიერთი ფერმენტის ნაწილია. ინდივიდუალური ნახშირწყლები უჯრედის მემბრანების სტრუქტურული კომპონენტებია. გლუკოზის ტრანსფორმაციის პროდუქტები (გლუკურონის მჟავა, გლუკოზამინი და სხვ.) ხრტილისა და სხვა ქსოვილების პოლისაქარიდების და რთული ცილების ნაწილია.

საკვები ნივთიერებების მიწოდება.

ნახშირწყლები გროვდება (ინახება) ჩონჩხის კუნთებში, ღვიძლში და სხვა ქსოვილებში გლიკოგენის სახით. კუნთების სისტემატური აქტივობა იწვევს გლიკოგენის რეზერვების ზრდას, რაც ზრდის ორგანიზმის ენერგეტიკულ შესაძლებლობებს.

სპეციფიკური.

გარკვეული ნახშირწყლები მონაწილეობენ სისხლის ჯგუფების სპეციფიკურობის უზრუნველყოფაში, ასრულებენ ანტიკოაგულანტების როლს (გამომწვევი შედედების), არიან რეცეპტორები ჰორმონების ან ფარმაკოლოგიური ნივთიერებების ჯაჭვისთვის, რაც უზრუნველყოფს სიმსივნის საწინააღმდეგო ეფექტს.

დამცავი.

რთული ნახშირწყლები იმუნური სისტემის ნაწილია; მუკოპოლისაქარიდები გვხვდება ლორწოვან ნივთიერებებში, რომლებიც ფარავს ცხვირის, ბრონქების, საჭმლის მომნელებელი ტრაქტის და შარდსასქესო ტრაქტის გემების ზედაპირს და იცავს ბაქტერიებისა და ვირუსების შეღწევისგან, ასევე მექანიკური დაზიანებისგან.

მარეგულირებელი.

საკვებში შემავალი ბოჭკო არ იშლება ნაწლავებში, მაგრამ ის ააქტიურებს ნაწლავის მოძრაობას და საჭმლის მომნელებელ ტრაქტში გამოყენებულ ფერმენტებს, აუმჯობესებს საჭმლის მონელებას და საკვები ნივთიერებების შეწოვას.

მონოსაქარიდების ქიმიური თვისებები განპირობებულია:

• კარბონილის ჯგუფი (მონოსაქარიდის აციკლური ფორმა)
• ჰემიაცეტალ ჰიდროქსილი (მონოსაქარიდის ციკლური ფორმა)
• ალკოჰოლის OH ჯგუფები

აღდგენა

• შემცირების პროდუქტები: პოლიჰიდრული სპირტები - გლიციტები
• შემცირების საშუალება: NaBH 4 ან კატალიზური ჰიდროგენიზაცია.

გლიციტები გამოიყენება შაქრის შემცვლელად.

როდესაც ალდოზები მცირდება, ჯაჭვის ბოლოებზე ფუნქციური ჯგუფები "გათანაბრდება". შედეგად, ზოგიერთი ალდოზისგან (ერითროზა, რიბოზა, ქსილოზა, ალოზა, გალაქტოზა) წარმოიქმნება ოპტიკურად არააქტიური მეზო-ნაერთები. როდესაც კეტოზები მცირდება კარბონილის ჯგუფიდან, ჩნდება ახალი ქირალური ცენტრი და წარმოიქმნება არათანაბარი რაოდენობით დიასტერეომერული სპირტების ნარევი (C2 ეპიმერები):

ეს რეაქცია ადასტურებს, რომ D-ფრუქტოზას, D-გლუკოზას და D-მანოზას აქვთ C2, C3 და C4 ქირალური ცენტრების იგივე კონფიგურაციები.

ოქსიდაცია

შემდეგი შეიძლება დაექვემდებაროს დაჟანგვას:

• კარბონილის ჯგუფი
• ნახშირბადის ჯაჭვის ორივე ბოლო (კარბონილის ჯგუფი და ჰიდროქსო ჯგუფი მეექვსე ნახშირბადის ატომში)
• ჰიდროქსო ჯგუფი მეექვსე ნახშირბადის ატომში, მიუხედავად კარბონილის ჯგუფისა

ჟანგვის ტიპი დამოკიდებულია ჟანგვის აგენტის ბუნებაზე.

მსუბუქი დაჟანგვა. გლიკონის მჟავები

• ოქსიდანტი: ბრომიანი წყალი
• რაც იჟანგება: ალდოზების კარბონილის ჯგუფი. კეტოზები არ იჟანგება ამ პირობებში და ამგვარად შეიძლება იზოლირებული იყოს ალდოზებთან ნარევებიდან.
• ჟანგვის პროდუქტები: გლიკონის მჟავები (აციკლური მონოსაქარიდებიდან), ხუთ და ექვსწევრიანი ლაქტონები (ციკლურიდან).

მონოსაქარიდების შემცირება. თვისებრივი რეაქცია ალდეჰიდის ჯგუფზე

• ოქსიდანტი: ლითონის კათიონები Ag + (OH - Tolens რეაგენტი) და Cu 2+ (Cu 2+ კომპლექსი ტარტრატის იონთან - Fehling რეაგენტი) ტუტე გარემოში
• რაც იჟანგება: კარბონილის ჯგუფის ალდოზები და კეტოზები
• ჟანგვის პროდუქტები: გლიკონის მჟავები და დესტრუქციული დაშლის პროდუქტები

ალდოზა + + → გლიკონის მჟავა + Ag + დესტრუქციული დაჟანგვის პროდუქტები

ალდოზა + Cu 2+ → გლიკონის მჟავა + Cu 2 O + დესტრუქციული დაჟანგვის პროდუქტები

აღდგენითი ნახშირწყლები- ნახშირწყლები, რომლებსაც შეუძლიათ შეამცირონ ტოლენსი და ფეჰლინგის რეაგენტები. კეტოზები აჩვენებენ შემცირების თვისებებს ტუტე გარემოში იზომერიზაციის გამო ალდოზებში, რომლებიც შემდეგ ურთიერთქმედებენ ჟანგვის აგენტთან. კეტოზის ალდოზად გარდაქმნის პროცესი ხდება ენოლიზაციის შედეგად. მისთვის საერთოა კეტოზისგან წარმოქმნილი ენოლი და 2 ალდოზა (C-2 ეპიმერები). ამრიგად, ოდნავ ტუტე ხსნარში ენედიოლი, D-გლუკოზა და D-მანოზა წონასწორობაშია D-ფრუქტოზასთან.

ეპიმერიზაცია- ურთიერთკონვერსიები ალდოზებსა და ეპიმერებს შორის C2-ზე ტუტე ხსნარში.

მძიმე დაჟანგვა. გლიკარინის მჟავები

• ოქსიდანტი: განზავებული აზოტის მჟავა
• რაც იჟანგება: ნახშირბადის ჯაჭვის ორივე ბოლო. კეტოზების დაჟანგვა აზოტის მჟავით ხდება C-C ბმების გაწყვეტით.
• ჟანგვის პროდუქტები: გლიკარის მჟავები

როდესაც გლიკარის მჟავები წარმოიქმნება, ჯაჭვის ბოლოებზე ფუნქციური ჯგუფები "გათანაბრდება" და ზოგიერთი ალდოზისგან წარმოიქმნება მეზო-ნაერთები.

ფერმენტული დაჟანგვა ორგანიზმში. გლიკურონის მჟავები

• ოქსიდანტი: ფერმენტები ორგანიზმში. ლაბორატორიულ პირობებში ტარდება მრავალსაფეხურიანი სინთეზი კარბონილის ჯგუფის დასაცავად.
• რაც იჟანგება: ჰიდროქსო ჯგუფი მეექვსე ნახშირბადის ატომში, მიუხედავად კარბონილის ჯგუფისა
• ჟანგვის პროდუქტები: გლიკურონის მჟავები

გლიკურონის მჟავები არის პოლისაქარიდების ნაწილი (პექტინი, ჰეპარინი). D-გლუკურონის მჟავას მნიშვნელოვანი ბიოლოგიური როლი არის ის, რომ ბევრი ტოქსიკური ნივთიერება გამოიყოფა ორგანიზმიდან შარდით ხსნადი გლუკურონიდების სახით.

ჰემიაცეტალის ჰიდროქსილის რეაქციები. გლიკოზიდები

მონოსაქარიდებს შეუძლიათ სხვადასხვა ბუნების ნაერთების შერწყმა გლიკოზიდების შესაქმნელად. გლიკოზიდი- მოლეკულა, რომელშიც ნახშირწყლების ნარჩენი დაკავშირებულია სხვა ფუნქციურ ჯგუფთან გლიკოზიდური ბმა.

მჟავების თანდასწრებით, მონოსაქარიდები რეაგირებენ ჰიდროქსო ჯგუფის შემცველ ნაერთებთან. შედეგად, წარმოიქმნება ციკლური აცეტალები -.

გლიკოზიდების სტრუქტურა

გლიკოზიდის მოლეკულა შედგება ორი ნაწილისაგან - ნახშირწყლების კომპონენტი და აგლიკონი:

ნახშირწყლების ნარჩენებსა და აგლიკონს შორის კავშირის ტიპის მიხედვით, ისინი განასხვავებენ:

ციკლის ზომის მიხედვით, გლიკოზიდები:

• პირანოზიდები
• ფურანოზიდები

ნახშირწყლების ბუნებით:

• გლუკოზიდები (გლუკოზის აცეტალები)
• რიბოზიდები (რიბოზა აცეტალები)
• ფრუქტოზიდები (ფრუქტოზას აცეტალები)

აგლიკონის ბუნებით:

• ფენოლოგლიკოზიდები
• ანტრაქინონის გლიკოზიდები

გლიკოზიდების მომზადება

გლიკოზიდების მომზადების საერთო მეთოდია წყალბადის ქლორიდის გაზის (კატალიზატორი) გადატანა ალკოჰოლში მონოსაქარიდის ხსნარში:

გლიკოზიდების ჰიდროლიზი

გლიკოზიდები ადვილად ჰიდროლიზდება მჟავე გარემოში და მდგრადია ჰიდროლიზის მიმართ ოდნავ ტუტე გარემოში. ციკლის დაძაბულობის გამო, ფურანოზიდები უფრო ადვილად ჰიდროლიზდება, ვიდრე პირანოზიდები. გლიკოზიდების ჰიდროლიზის შედეგად წარმოიქმნება შესაბამისი ჰიდროქსოშემცველი ნაერთი (ალკოჰოლი, ფენოლი და სხვ.) და მონოსაქარიდი.

ეთერების ფორმირება

როდესაც ალკოჰოლის ჰიდროქსილის ჯგუფები რეაგირებენ ალკილის ჰალოიდებთან, წარმოიქმნება ეთერები. ეთერები მდგრადია ჰიდროლიზის მიმართ, ხოლო გლიკოზიდური ბმა ჰიდროლიზდება მჟავე გარემოში:

ეთერების ფორმირება

მონოსაქარიდები შედიან აცილირების რეაქციაში ორგანულ ჟანგბადის ანჰიდრიდებთან. შედეგად წარმოიქმნება ეთერები. ეთერები ჰიდროლიზდება როგორც მჟავე, ისე ტუტე გარემოში:

დეჰიდრატაცია

ნახშირწყლების დეჰიდრატაცია ხდება მინერალური მჟავებით გაცხელებისას.

ამას აკეთებთ დღეში რამდენჯერმე, ყოველდღე მთელი ცხოვრების განმავლობაში. თითოეული ჩვენგანი, თავისებურად, დიეტოლოგია.ეს შეიძლება ერთ ადამიანს მოერგოს, მაგრამ შეიძლება ზიანი მიაყენოს მეორეს. ყოველივე ამის შემდეგ, 100 კგ წონის ერთი და იგივე ადამიანისთვის სწორი კვების კონცეფცია საოცრად განსხვავებული იქნება კონკრეტული პროდუქტის ჯანმრთელობაზე გავლენის ზუსტად განსაზღვრა ხშირად ძალიან რთული და ძვირია.ბევრი ცვლადია. პროდუქტები, თუნდაც უმარტივესი, განსხვავდება ერთმანეთისგან მაკრო- და მიკროელემენტებით, გარდა ამისა, თითოეულ ადამიანს აქვს საკუთარი კვების მახასიათებლები და პრეფერენციები. თუ ჩვენ ვათავსებთ ადამიანებს ორმაგად კონტროლირებად ექსპერიმენტში და წლების განმავლობაში ჩვენ მთლიანად ვაკონტროლებთ დიეტას გრამამდე, ეს ყველაფერი საკმაოდ რთულია, რადგან ამ ფორმატის კვლევები ძვირია.სხეულის წონა. თანამედროვე მეცნიერება ამ ყველაფერს მეტაბოლურ სიმსუქნეს ან მეტაბოლურ სინდრომს უწოდებს.გადაჭარბების ძირითადი შედეგები ჭარბი წონაეს ზრდის დიაბეტის და გულ-სისხლძარღვთა დაავადებების განვითარების რისკს. საყრდენ-მამოძრავებელი სისტემის დაავადებები და ვინ იცის ძილის აპნოეს ან „ხვრინვის“ სინდრომი და სიმსუქნესთან დაკავშირებული სხვა დაავადებები.ჯანმრთელობის რისკების შეფასების მთავარი კრიტერიუმი, ჯანმო-ს მიხედვით, არის სხეულის მასის ინდექსი ან BMI, რომელიც საშუალებას გაძლევთ შეაფასოთ ადამიანის წონის გადახრა ნორმიდან და გაარკვიოთ წონა ნორმალურია, ჭარბი წონა თუ არასაკმარისი. ეს კრიტერიუმი არაპირდაპირია, ვინაიდან სხეულის შემადგენლობა ე.ი. პროპორციაკუნთოვანი მასა და ცხიმოვანი მასასხვადასხვა ხალხი განსხვავებულები არიან.მსოფლიომ ჩაატარა 239 თვისებრივი პერსპექტიული კვლევის მეტა-ანალიზი. თითქმის 10 მილიონზე მეტი ადამიანის მონაწილეობით, 20-დან 90 წლამდე, მათ გაარკვიეს, რომ ძალიან გამხდარი ე.ი. დაბალი BMI 18,5-ზე დაბალი ასევე საზიანოა. როგორც ჭარბი, ასევე მცირე წონა ზრდის ყველა მიზეზით სიკვდილიანობის რისკს.პრობლემა გასაგებია, ეს პრობლემა უნდა მოგვარდეს. ინსტრუმენტი არის დიეტური ნიმუში, ე.ი. დიეტა. რომლის მიყოლაც ღირს.დიეტები მუშაობს, მაგრამ ისინი უფრო უარყოფით გავლენას ახდენენ ჯანმრთელობასა და ფსიქიკაზე. წონის დაკლების აშკარა შედეგების მიუხედავად.ეს არის მზა დიეტის პრობლემა. ადვილია დაიმახსოვროთ მოკლე ჩამონათვალი, რისი ჭამა შეგიძლიათ.ცხოვრება, წადი ძალიან შორს. ცელიაკია, ანუ გლუტენის აუტანლობა, პრობლემაა მოსახლეობის მაქსიმუმ 1%-ისთვის. ბევრი დიეტის დროს, ეს ჩვეულებრივ შემთხვევითი დამთხვევაა. იგივე ამბავი ეხება კონკრეტულ ნივთიერებებს. მაგრამ მიუხედავად ამისა, ისინი აუცილებელი ან სასიცოცხლო ნივთიერებებია ჯანმრთელობისთვის და ორგანიზმში სხვადასხვა ბიოქიმიური პროცესის მიმდინარეობისთვის. იმათ. კონკრეტულად, თქვენ დიდი ალბათობით არ გაქვთ. ასე რომ, ადამიანები იღებენ და აპროექტებენ მოსახლეობის მცირე კატეგორიის პრობლემას მთელ მოსახლეობაზე.ისეთივე უცნაური იქნება, თუ გადავწყვეტთ, რომ ადამიანთა კონკრეტულ ჯგუფს ზღვის პროდუქტების ალერგია აქვს.

გამოვუცხადოთ ყველას, რომ რეპროდუქციული პროდუქტები საშიშია და ვთქვათ, რომ ეს არის ყველა უბედურების წყარო.

ეს არის იდეები უგლუტენო დიეტის უკან.მაგრამ ხშირად ასეთი იდეები მუშაობს, რადგან გლუტენის აღმოფხვრის გზით, ისინი ამოიღებენ უამრავ ფასტფუდს და სხვა უაღრესად დახვეწილ საკვებს მათი რაციონიდან.

და შემდეგ ისინი საუბრობენ გლუტენის საშიშროებაზე.

და საერთოდ

მცენარეებსა და ცხოველებში ნახშირწყლები ასრულებენ სხვადასხვა ფუნქციებს: ისინი ემსახურებიან როგორც ენერგიის წყაროს, წარმოადგენენ მცენარეთა უჯრედის კედლების „სამშენებლო მასალას“ და განსაზღვრავენ ძუძუმწოვრების დამცავ თვისებებს (ცილებთან ერთად). ნახშირწყლები ემსახურება საწყის მასალას ქაღალდის, ხელოვნური ბოჭკოების, ფეთქებადი ნივთიერებების და ა.შ. ბევრი ნახშირწყლები გამოიყენება მედიცინაში.

ყველაზე ცნობილ ნახშირწყლებს შორისაა შემდეგი (სურათები აჩვენებს ნახშირწყლების სტრუქტურულ ფორმულებს და მათ წყაროებს ("a", "b", "c") ან მათი გამოყენება ("d")):

ა) გლუკოზა - მონოსაქარიდი, ყურძნის შაქარი.

ბ) საქაროზა- დისაქარიდი, ლერწმის შაქარი.

V) სახამებელი - პოლისაქარიდი, რომელიც სინთეზირებულია სხვადასხვა მცენარის მიერ ქლოროპლასტებში, ფოტოსინთეზის დროს სინათლის გავლენის ქვეშ, მცენარის უჯრედების მთავარი საკვები.

გ) ცელულოზა - პოლისაქარიდი, მთავარი კომპონენტიყველა უმაღლესი მცენარის უჯრედის მემბრანა.

ნახშირწყლების კლასიფიკაცია.

ისტორიულად, ნახშირწყლები მოიცავს ძალიან მრავალფეროვანი სტრუქტურის ნივთიერებებს - დაბალი მოლეკულური წონიდან, ნახშირბადის მხოლოდ რამდენიმე ატომიდან (ყველაზე ხშირად ხუთი ან ექვსი) აგებული, რამდენიმე მილიონი მოლეკულური წონის პოლიმერებამდე.

ამ უკანასკნელმა დაურეკა პოლისაქარიდებისრული ჰიდროლიზის შედეგად ისინი წარმოქმნიან უფრო მარტივ ნაერთებს - მონოსაქარიდები. შუალედური ჯგუფი შედგება ოლიგოსაქარიდები, მათ შორის შედარებით მცირე რაოდენობითმონომერული ერთეულები.

განმარტება 1

მონოსაქარიდები - მონომერები, რომელთა ნარჩენები ქმნიან უფრო რთული სტრუქტურის ნახშირწყლებს. მონოსაქარიდები არ განიცდიან ჰიდროლიზს.

განმარტება 2

ოლიგოსაქარიდები - ოლიგომერები, რომლებიც შეიცავს 2-დან 10-მდე მონოსაქარიდის ნარჩენებს.

განმარტება 3

პოლისაქარიდები - პოლიმერები, რომლებიც შეიცავს რამდენიმე ათასამდე მონოსაქარიდის ერთეულს

მონოსაქარიდები (მაგალითად, გლუკოზა, ფრუქტოზა, გალაქტოზა და ა.შ.) მიეკუთვნება ნივთიერებების ჯგუფს, რომელთა სტრუქტურის საკითხი უფრო მნიშვნელოვანია, ვიდრე ნებისმიერი სხვა კლასის ნაერთებისთვის. ამრიგად, მონოსაქარიდები შეიძლება დაიყოს შემდეგნაირად:

I. ჯაჭვში ნახშირბადის ატომების რაოდენობის მიხედვით

ტრიოზა - სამი ნახშირბადის ატომი

ტეტროზა - ოთხი ნახშირბადის ატომი ჯაჭვში

პენტოზა - ხუთი ნახშირბადის ატომი ჯაჭვში

ჰექსოზა - ნახშირბადის ექვსი ატომი ჯაჭვში

II. კარბონილის ჯგუფის ტიპის მიხედვით

ალდოზა - შეიცავს ალდეჰიდის ჯგუფს ($-C(O)H$)

კეტოზა - შეიცავს კეტოს ჯგუფს ($-C(O)-$)

III. ბოლო ქირალური ნახშირბადის ატომის კონფიგურაციის მიხედვით

D-სერიის ნახშირწყლები

L-სერიის ნახშირწყლები

მონოსაქარიდების მრავალფეროვნება ძირითადად განპირობებულია სტერეოქიმიური განსხვავებებით. მაგალითად, პენტოზების ან ჰექსოზების მოლეკულები შეიცავს 2-დან 4 ქირალურ (ასიმეტრიულ) ნახშირბადის ატომს, ამიტომ რამდენიმე იზომერი შეესაბამება იმავე სტრუქტურულ ფორმულას.

გამოვუცხადოთ ყველას, რომ რეპროდუქციული პროდუქტები საშიშია და ვთქვათ, რომ ეს არის ყველა უბედურების წყარო.

ქირალი (ან ასიმეტრიული ) ნახშირბადის ატომი - ნახშირბადის ატომი $sp^3$-ჰიბრიდიზაციაში, რომელსაც აქვს ოთხი განსხვავებული შემცვლელი. ნაერთებს ქირალური ნახშირბადის ატომით (ქირალური ცენტრი) აქვთ ოპტიკური აქტივობა, ე.ი. ნივთიერების ხსნარში პოლარიზებული სინათლის სიბრტყის ბრუნვის უნარი.

D,L სისტემა ისტორიულად გამოიყენებოდა მონოსაქარიდების სივრცითი სტრუქტურის დასადგენად.

ჰიდროქსილის ჯგუფის პოზიცია ბოლო ქირალურ ცენტრში მარჯვნივ მიუთითებს, რომ მონოსაქარიდი მიეკუთვნება D-სერიას, მარცხნივ - L-სერიას, მაგალითად.

>> ქიმია: ნახშირწყლები, მათი კლასიფიკაცია და მნიშვნელობა

ნახშირწყლების ზოგადი ფორმულა არის C n (H 2 O) m, ანუ ისინი, როგორც ჩანს, შედგება ნახშირბადისა და წყლისგან, აქედან მოდის კლასის სახელი, რომელსაც აქვს ისტორიული ფესვები. იგი გამოჩნდა პირველი ცნობილი ნახშირწყლების ანალიზის საფუძველზე. მოგვიანებით გაირკვა, რომ არის ნახშირწყლები, რომელთა მოლეკულებში არ შეინიშნება მითითებული თანაფარდობა (2:1), მაგალითად დეზოქსირიბოზა - C5H10O4. ცნობილია აგრეთვე ორგანული ნაერთები, რომელთა შემადგენლობა შეესაბამება მოცემულ ზოგად ფორმულას, მაგრამ რომლებიც არ მიეკუთვნებიან ნახშირწყლების კლასს. მათ შორისაა, მაგალითად, უკვე ცნობილი ფორმალდეჰიდი CH20 და ძმარმჟავა CH3COOH.

თუმცა, სახელწოდება "ნახშირწყლები" ფესვგადგმულია და ახლა ზოგადად მიღებულია ამ ნივთიერებებისთვის.

ნახშირწყლები, მათი ჰიდროლიზის უნარის მიხედვით, შეიძლება დაიყოს სამ ძირითად ჯგუფად: მონო-, დი- და პოლისაქარიდებად.

მონოსაქარიდები არის ნახშირწყლები, რომლებიც არ ჰიდროლიზდებიან (წყალი არ იშლება). თავის მხრივ, ნახშირბადის ატომების რაოდენობის მიხედვით, მონოსაქარიდები იყოფა ტრიოზებად (რომელთა მოლეკულები შეიცავს ნახშირბადის სამ ატომს), ტეტროზებს (ნახშირბადის ოთხი ატომს), პენტოზებს (ხუთი), ჰექსოზებს (ექვსი) და ა.შ. დ.

ბუნებაში, მონოსაქარიდები ძირითადად წარმოდგენილია პენტოზებით და ჰექსოზებით.

პენტოზებში შედის, მაგალითად, რიბოზა - C5H10O5 და დეზოქსირიბოზა (რიბოზა, საიდანაც ჟანგბადის ატომი "ამოღებულია") - C5H10O4. ისინი რნმ-ისა და დნმ-ის ნაწილია და განსაზღვრავენ ნუკლეინის მჟავების სახელების პირველ ნაწილს.

ჰექსოზები ზოგადი მოლეკულური ფორმულით C6H1206 მოიცავს, მაგალითად, გლუკოზას, ფრუქტოზას და გალაქტოზას.

დისაქარიდები არის ნახშირწყლები, რომლებიც ჰიდროლიზდებიან ორი მონოსაქარიდის მოლეკულის წარმოქმნით, როგორიცაა ჰექსოზები. დისაქარიდების აბსოლუტური უმრავლესობის ზოგადი ფორმულა არ არის რთული გამოსავალი: თქვენ უნდა "დაამატოთ" ორი ჰექსოზის ფორმულა და "გამოაკლოთ" წყლის მოლეკულა - C12H22O11 - მიღებული ფორმულიდან. შესაბამისად შეგვიძლია დავწეროთ ზოგადი განტოლებაჰიდროლიზი:

С12Н22O11 + Н2O -> 2С6Н12O6

ჰექსოზის დისაქარიდი

დისაქარიდები მოიცავს:

საქაროზა (საერთო სუფრის შაქარი), რომელიც ჰიდროლიზისას წარმოქმნის გლუკოზის ერთ მოლეკულას და ფრუქტოზას მოლეკულას. იგი შეიცავს დიდი რაოდენობითშაქრის ჭარხალში, შაქრის ლერწამი (აქედან სახელები - ჭარხალი ან ლერწმის შაქარი), ნეკერჩხალი (კანადელი პიონერები მოპოვებული ნეკერჩხლის შაქარი), შაქრის პალმა, სიმინდი და სხვ.;

მალტოზა (ალაოს შაქარი), რომელიც ჰიდროლიზდება გლუკოზის ორი მოლეკულის წარმოქმნით. მალტოზა შეიძლება მივიღოთ სახამებლის ჰიდროლიზით ალაოსში შემავალი ფერმენტების მოქმედებით - ამონაყარი, გამხმარი და დაფქული ქერის მარცვლები;

ლაქტოზა (რძის შაქარი), რომელიც ჰიდროლიზდება და წარმოქმნის მოლეკულას გლუკოზასა და გალაქტოზას. გვხვდება ძუძუმწოვართა რძეში (4-6%-მდე), აქვს დაბალი სიტკბო და გამოიყენება როგორც შემავსებელი დრაჟეებსა და ფარმაცევტულ ტაბლეტებში.

სხვადასხვა მონო- და დისაქარიდების ტკბილი გემო განსხვავებულია. ასე რომ, ყველაზე ტკბილი მონოსაქარიდი - ფრუქტოზა - ერთნახევარჯერ უფრო ტკბილია, ვიდრე გლუკოზა, რომელიც აღებულია სტანდარტად. საქაროზა (დისაქარიდი), თავის მხრივ, 2-ჯერ უფრო ტკბილია ვიდრე გლუკოზა და 4-5-ჯერ უფრო ტკბილი ვიდრე ლაქტოზა, რომელიც თითქმის უგემოვნოა.

პოლისაქარიდები - სახამებელი, გლიკოგენი, დექსტრინები, ცელულოზა... - ნახშირწყლები, რომლებიც ჰიდროლიზდება მრავალი მონოსაქარიდის მოლეკულის წარმოქმნით, ყველაზე ხშირად გლუკოზას.

პოლისაქარიდების ფორმულის გამოსაყვანად, თქვენ უნდა „გამოაკლოთ“ წყლის მოლეკულა გლუკოზის მოლეკულას და ჩაწეროთ გამონათქვამი n ინდექსით: (C6H10O5)n - ბოლოს და ბოლოს, წყლის მოლეკულების აღმოფხვრის გამო ხდება დი- და ბუნებაში წარმოიქმნება პოლისაქარიდები.

ნახშირწყლების როლი ბუნებაში და მათი მნიშვნელობა ადამიანის სიცოცხლისთვის უაღრესად დიდია. მცენარეთა უჯრედებში წარმოქმნილი ფოტოსინთეზის შედეგად ისინი მოქმედებენ როგორც ენერგიის წყარო ცხოველური უჯრედებისთვის. ეს, პირველ რიგში, გლუკოზას ეხება.

ბევრი ნახშირწყალი (სახამებელი, გლიკოგენი, საქაროზა) ასრულებს შენახვის ფუნქციას, საკვები ნივთიერებების რეზერვის როლს.

მემკვიდრეობითი ინფორმაციის გადაცემის ფუნქციას ასრულებენ რნმ და დნმ მჟავები, რომლებიც შეიცავს ზოგიერთ ნახშირწყლებს (პენტოზები - რიბოზა და დეზოქსირიბოზა).

ცელულოზა - სამშენებლო მასალამცენარეული უჯრედები - ასრულებს ჩარჩოს როლს ამ უჯრედების მემბრანებისთვის. კიდევ ერთი პოლისაქარიდი - ქიტინი - ასრულებს მსგავს როლს ზოგიერთი ცხოველის უჯრედებში - ის ქმნის ფეხსახსრიანების (კიბორჩხალების), მწერების და არაქნიდების გარე ჩონჩხს.

ნახშირწყლები საბოლოო ჯამში ჩვენი კვების წყაროა: ჩვენ ვიყენებთ მარცვლეულს, რომელიც შეიცავს სახამებელს, ან ვაჭმევთ მათ ცხოველებს, რომელთა სხეულში სახამებელი გარდაიქმნება ცილებად და ცხიმებად. ჩვენი ყველაზე ჰიგიენური ტანსაცმელი დამზადებულია ცელულოზის ან ცელულოზაზე დაფუძნებული პროდუქტებისგან: ბამბა და თეთრეული, ვისკოზის ბოჭკო, აბრეშუმის აცეტატი. ხის სახლებიდა ავეჯი დამზადებულია იმავე ცელულოზისგან, რომელიც ქმნის ხისგან. ფოტო და კინოფილმების დამზადება ეფუძნება იმავე ცელულოზას. წიგნები, გაზეთები, წერილები, ბანკნოტები არის მერქნისა და ქაღალდის ინდუსტრიის პროდუქტი. ეს ნიშნავს, რომ ნახშირწყლები გვაძლევს ყველაფერს, რაც სიცოცხლისთვის გვჭირდება: საკვები, ტანსაცმელი, თავშესაფარი.

გარდა ამისა, ნახშირწყლები მონაწილეობენ რთული ცილების, ფერმენტების და ჰორმონების მშენებლობაში. ნახშირწყლები ასევე სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია საჭირო ნივთიერებებიჰეპარინის მსგავსად (ის სასიცოცხლო მნიშვნელობის როლს ასრულებს - ხელს უშლის სისხლის შედედებას), აგარ-აგარი (ის მიიღება ზღვის მცენარეებისგან და გამოიყენება მიკრობიოლოგიურ და საკონდიტრო მრეწველობაში - გაიხსენეთ ცნობილი ტორტი Bird's Milk).

ხაზგასმით უნდა აღინიშნოს, რომ დედამიწაზე ენერგიის ერთადერთი წყარო (რა თქმა უნდა, ბირთვული ენერგიის გარდა) არის მზის ენერგია და მისი დაგროვების ერთადერთი გზა ყველა ცოცხალი ორგანიზმის სიცოცხლის უზრუნველსაყოფად არის ფოტოსინთეზის პროცესი, რომელიც ხდება. ცოცხალი მცენარეების უჯრედებში და იწვევს წყლისა და ნახშირორჟანგის ნახშირწყლების სინთეზს. სხვათა შორის, სწორედ ამ ტრანსფორმაციის დროს წარმოიქმნება ჟანგბადი, რომლის გარეშეც ჩვენს პლანეტაზე სიცოცხლე შეუძლებელი იქნებოდა.

ფოტოსინთეზი
6С02 + 6Н20 ------> С6Н1206 + 602

გაკვეთილის შინაარსი გაკვეთილის შენიშვნებიდამხმარე ჩარჩო გაკვეთილის პრეზენტაციის აჩქარების მეთოდები ინტერაქტიული ტექნოლოგიები ივარჯიშე ამოცანები და სავარჯიშოები თვითშემოწმების სემინარები, ტრენინგები, შემთხვევები, კვესტები საშინაო დავალების განხილვის კითხვები რიტორიკული კითხვები სტუდენტებისგან ილუსტრაციები აუდიო, ვიდეო კლიპები და მულტიმედიაფოტოები, ნახატები, გრაფიკა, ცხრილები, დიაგრამები, იუმორი, ანეგდოტები, ხუმრობები, კომიქსები, იგავი, გამონათქვამები, კროსვორდები, ციტატები დანამატები რეფერატებისტატიების ხრიკები ცნობისმოყვარე საწოლებისთვის სახელმძღვანელოების ძირითადი და ტერმინების დამატებითი ლექსიკონი სხვა სახელმძღვანელოების და გაკვეთილების გაუმჯობესებასახელმძღვანელოში არსებული შეცდომების გასწორებასახელმძღვანელოში ფრაგმენტის განახლება, გაკვეთილზე ინოვაციის ელემენტები, მოძველებული ცოდნის ახლით ჩანაცვლება მხოლოდ მასწავლებლებისთვის სრულყოფილი გაკვეთილები კალენდარული გეგმაერთი წლის განმავლობაში მეთოდოლოგიური რეკომენდაციებისადისკუსიო პროგრამები ინტეგრირებული გაკვეთილები