Органические вещества живой клетки. Липиды и углеводы. (Лекция 6)

1. Органические вещества живой клетки. Липиды и углеводы.

Лекция №6
1

2.

• Углеводы – органические соединения,
содержащие карбонильные и
гидроксильные группировки атомов,
имеющие общую формулу Cn(H2O)m,
(где n и m>3).
2

3.

3

4. Углеводы

• основные поставщики энергии.
На долю
углеводов приходится примерно 75% массы пищевого суточного рациона и
.энергетическое обеспечение процессов
жизнедеятельности организма.
• структурная функция -гликозаминогликаны углеводы
входят в состав межклеточного матрикса, гликопротеины – мембранные белки.
более 50% от суточного количества необходимых калорий
4

5.

• 3 группы :
• моносахариды - производные
многоатомных спиртов, содержащие
карбонильную группу.
• олигосахариды - несколько (от двух до
десяти) остатков моносахаридов,
соединённых гликозидной связью.
• полисахариды - более десяти остатков
моносахаридов
5

6.

6

7.

7

8. Моносахариды

• Глюкоза
• Фруктоза
8

9. Глюкоза 

• C6H12O6 (альдегидоспирт)
• Глюкоза может существовать в
линейной и циклической формах
9

10.

10

11.

• Молекула глюкозы может существовать
в нескольких изомерных формах, одна
из них линейная, а две – циклические.
• В растворе все эти формы находятся в
динамическом равновесии
11

12.

12

13.

13

14. Фруктоза

•  C6H12O6 (кетоноспирт)
14

15. Рибоза C5H10O5

•  – пентоза (альдегидоспирт)
15

16. Олигосахариды

• Сахароза
• Лактоза
16

17. Метаболизм олигосахаридов

• Лактаза (LCT) — это фермент из семейства βгалактозидаз, лактаза гидролизует гликозидные связи
и принимает участие в гидролизе дисахарида
лактозы. В результате гидролиза одной молекулы
лактозы образуется молекула галактозы и глюкозы.
ген возник в Северной Европе около 5000 до н. э., где имеет наивысшую частоту
17

18. Полисахариды

• В зависимости от
строения остатков
моносахаридов
• полисахариды
• гомополисахариды
(все мономеры
идентичны)
• гетерополисахариды
(мономеры различны).
18

19. По выполняемым функциям

• Поли
сахариды
• резервные (энергетическая
функция, источник
глюкозы).
• структурные, обеспечивают
механическую прочность
• входят в состав
межклеточного матрикса
19

20. Крахмал

• высокомолекулярное соединение, сотни
тысяч остатков глюкозы
• α-1,4-гликозидная и α-1,6-гликозидная
связи
• Разветвленная молекула
20

21.

21

22. Гликоген

• (C6H10O5)n, полисахарид, образованный
остатками глюкозы; основной
запасной углевод человека и животных
22

23.

23

24. Целлюлоза

24

25. МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В КЛЕТКЕ

• в кишечнике моносахариды - в воротную вену
и далее в печень.
• преобладает глюкоза - основной продукт
переваривания углеводов.
• Другие моносахариды из кишечника превращаются в глюкозу.
• Часть депонируется в печени в виде
гликогена
• другая через кровоток - в ткани и органы.
При нормальном рационе питания концентрация глюкозы в крови
поддерживается на уровне -3,3-5,5 ммоль/л 8 ммоль/л
25

26. МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В КЛЕТКЕ

• Глюкоза, поступающая в клетки органов и
тканей, сразу же подвергается
фосфорилированию с использованием АТФ
• Эту реакцию во многих тканях катализирует
фермент гексокиназа, а в печени и
поджелудочной железе - фермент
глюкокиназа.
• мембрана клетки непроницаема для
фосфорилированной глюкозы
• инсулин, индуцирует синтез глюкокиназы и
ускоряет тем самым фосфорилирование
глюкозы.
26

27. МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В КЛЕТКЕ

• Дефосфорилирование глюкозо-6-фосфата
• Превращение глюкозо-6-фосфата в глюкозу - в
печени, почках и клетках эпителия кишечника. фермент глюкозо-6-фосфатаза, катализ. отщепление
фосфатной группы :
• Глюкозо-6-фосфат +Н2О → Глюкоза + Н3РО4
• Свободная глюкоза - в кровь.
• В других органах и тканях глюкозо-6-фосфатазы нет,
и поэтому дефосфорилирование глюкозо-6-фосфата
невозможно. - мышцы
27

28. МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В КЛЕТКЕ

Глюкозо-6-фосфат может использоваться
в клетке
• синтез гликогена
• катаболизм с образованием СО2 и Н2О
или лактата
• синтез пентоз.
28

29. Липиды

• органические соединения, включающие
жирные кислоты, и их производные
• Большинство липидов имеют в своём
составе жирные кислоты, связанные
сложноэфирной связью с
– глицеролом
– холестеролом или
• амидной связью с аминоспиртом
сфингозином
29

30.

30

31. Виды липидов

• Простые липиды
Жирные кислоты
Жирные альдегиды
Жирные спирты
Сфингозиновые
основания
31

32. Сложные липиды

• Полярные
– Фосфолипиды
– Гликолипиды
– Сфинголипиды
– Ацилглицериды
• Нейтральные
• Триглицериды (Жиры)
• Диглицериды
• Моноглицериды
– Воски
– Церамиды
32

33. Фосфолипиды

33

34.

34

35.

35

36.

36

37. Функции липидов

Структурная - биологические
мембраны
Энергетическая
Запасная
Защитная
Теплоизоляционная - подкожная
клетчатка
37

38. Функции липидов

• Смазывающая и водоотталкивающая
• Регуляторная - гормоны - производные
холестерола, половые (тестостерон у мужчин
и прогестерон у женщин) и кортикостероиды
(альдостерон). Витамин D - обмен кальция и
фосфора
• Липиды - источником образования
метаболической воды. Окисление 100 г жира
дает примерно 105 г воды.
• В миелиновых оболочках аксонов нервных
клеток липиды являются изоляторами при
проведении нервных импульсов.
38

39.

39

40. ПЕРЕВАРИВАНИЕ И ВСАСЫВАНИЕ ПИЩЕВЫХ ЛИПИДОВ

• ежедневно - 80 -150 г липидов (жиры),
• источниками энергии
• Жидкие жиры (масла) содержат
полиеновые жирные кислоты - не
синтезируются в организме;
• не менее одной трети жиров пищижирорастворимые витамины A, D, Е, К
• Переваривание липидов - в кишечнике
40

41. ПЕРЕВАРИВАНИЕ И ВСАСЫВАНИЕ ПИЩЕВЫХ ЛИПИДОВ

• в желудке небольшая часть жиров
гидролизуется под действием "липазы языка".
• панкреатическая липаза, гидролизующая
жиры - эмульгирование жиров.
• эмульгирование (смешивание жира с водой) в тонком кишечнике - соли жёлчных кислот
• жёлчные кислоты синтезируются в печени из
холестерола и секретируются в жёлчный
пузырь
41

42. ПЕРЕВАРИВАНИЕ И ВСАСЫВАНИЕ ПИЩЕВЫХ ЛИПИДОВ

• попадание пищи в желудок - клетки слизистой
оболочки секретируют в кровь пептидный гормон
холецистокинин (панкреозимин).
• действует на жёлчный пузырь, стимулируя его
сокращение
• на экзокринные клетки поджелудочной железы, секреция пищеварительных ферментов панкреатическая липаза.
• Другие клетки слизистой - гормон секретин
• Секретин - гормон пептидной природы,
стимулирующий секрецию бикарбоната (НСО3-) в
сок поджелудочной железы.
42

43. ПЕРЕВАРИВАНИЕ И ВСАСЫВАНИЕ ПИЩЕВЫХ ЛИПИДОВ

• Переваривание жиров - гидролиз жиров панкреатической
липазой
• Оптимальное значение рН для панкреатической липазы ≈8 нейтрализация кислого содержимого, поступающего из желудка,
бикарбонатом, выделяющимся в составе сока поджелудочной
железы:
• Н+ + НСО3- → Н2СО3 → Н2О + СО2 ↑.
• Выделяющийся углекислый газ способствует дополнительному
перемешиванию содержимого тонкой кишки.
• Панкреатическая липаза выделяется в полость тонкой кишки из
поджелудочной железы вместе с белком колипазой.
Колипаза попадает в полость кишечника в неактивном виде и частичным
протеолизом под действием трипсина превращается в активную форму. Колипаза
своим гидрофобным доменом связывается с поверхностью мицеллы
эмульгированного жира. Другая часть молекулы способствует формированию
такой конформации панкреатической липазы, при которой активный центр
фермента максимально приближен к своим субстратам - молекулам жиров
поэтому скорость реакции гидролиза жира резко возрастает.
43