Органические вещества живой клетки Липиды и углеводы Лекция

Органические вещества живой клетки. Липиды и углеводы. Лекция № 4 1

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 2

• элементарный состав - Cm(H 2 O)n. 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 3

4

5

Моносахариды • Глюкоза • Фруктоза 6

7

Олигосахариды • Сахароза • Лактоза 8

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 9

Полисахариды • В зависимости от • гомополисахариды строения остатков (все мономеры моносахаридов идентичны) • полисахариды • гетерополисахариды (мономеры различны). 10

По выполняемым функциям • Поли сахариды • резервные (энергетическая функция, источник глюкозы). • структурные, обеспечивают механическую прочность • входят в состав межклеточного матрикса 11

Крахмал • высокомолекулярное соединение, сотни тысяч остатков глюкозы • α-1, 4 -гликозидная и α-1, 6 -гликозидная связи • Разветвленная молекула 12

13

Гликоген • (C 6 H 10 O 5)n, полисахарид, образованный остатками глюкозы; основной запасной углевод человека и животных 14

15

Целлюлоза 16

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 17

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. 18

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 +Н 2 О → Глюкоза + Н 3 РО 4 • Свободная глюкоза - в кровь. • В других органах и тканях глюкозо-6 -фосфатазы нет, и поэтому дефосфорилирование глюкозо-6 -фосфата невозможно. - мышцы 19

МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В КЛЕТКЕ Глюкозо-6 -фосфат может использоваться в клетке • синтез гликогена • катаболизм с образованием СО 2 и Н 2 О или лактата • синтез пентоз. 20

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 21

22

Виды липидов • Простые липиды • • Жирные кислоты Жирные альдегиды Жирные спирты Сфингозиновые основания 23

Сложные липиды • Полярные – Фосфолипиды – Гликолипиды – Сфинголипиды – Ацилглицериды • Нейтральные • Триглицериды (Жиры) • Диглицериды • Моноглицериды – Воски – Церамиды 24

Фосфолипиды 25

26

27

28

Функции липидов • • • Структурная - биологические мембраны Энергетическая Запасная Защитная Теплоизоляционная - подкожная клетчатка 29

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 проведении нервных импульсов. 30

31

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 пищи- жирорастворимые витамины A, D, Е, К • Переваривание липидов - в кишечнике 32

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 33

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 (НСО 3 -) в сок поджелудочной железы. 34

ПЕРЕВАРИВАНИЕ И ВСАСЫВАНИЕ ПИЩЕВЫХ ЛИПИДОВ • Переваривание жиров - гидролиз жиров панкреатической липазой • Оптимальное значение р. Н для панкреатической липазы ≈8 - нейтрализация кислого содержимого, поступающего из желудка, бикарбонатом, выделяющимся в составе сока поджелудочной железы: • Н+ + НСО 3 - → Н 2 СО 3 → Н 2 О + СО 2 ↑. • 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. 35