Характеристика обміну вуглеводів в гетеротрофному організмі

Важливу роль у розумінні процесів обміну речовин відіграє знання про перетвореннях, яким піддаються вуглеводи в гетеротрофних організмах. В організмі людини цей процес характеризується наведеними нижче схематичним описом.

Вуглеводи в складі їжі потрапляють в організм через ротову порожнину. Моносахара в травній системі практично не піддаються перетворенням, дисахариди – гідролізуються до моносахаридів, а полісахариди піддаються досить значним перетворенням (це відноситься до тих полисахаридам, які організмом вживаються в їжу, а вуглеводи, які не є харчовими речовинами, наприклад, целюлоза, деякі пектини, видаляються з організму з каловими масами).

У ротовій порожнині їжа подрібнюється і гомогенізується (стає більш однорідною, ніж до потрапляння в неї). На їжу впливає слина, що виділяється слинними залозами. Вона містить фермент птіалін і має лужну реакцію середовища, за рахунок чого починається первинний гідроліз полісахаридів, що призводить до утворення олігосахаридів (вуглеводів з невеликою величиною n).
Частина крохмалю може перетворюватися навіть у дисахариди, що можна помітити при тривалому пережовуванні хліба (кислий чорний хліб стає солодким).

Пережована їжа, рясно оброблена слиною і роздрібнена зубами, через стравохід у вигляді харчової грудки надходить у шлунок, де піддається дії шлункового соку з кислою реакцією середовища, містить ферменти, що впливають на білки і нуклеїнові кислоти. У шлунку з вуглеводами практично нічого не відбувається.

Потім харчова кашка надходить в перший відділ кишечника (тонкий кишечник), що починається дванадцятипалої кишкою. У неї надходить панкреатичний сік (секрет підшлункової залози), що містить комплекс ферментів, що сприяють і перетравленню вуглеводів. Вуглеводи перетворюються в моносахариди, які розчиняються у воді і здатні до всмоктування. Харчові вуглеводи остаточно перетравлюються в тонкому кишечнику, а в тій його частині, де містяться ворсинки, вони всмоктуються в кров і надходять в кровоносну систему.

З потоком крові моносахара розносяться до різних тканин і клітин організму, але попередньо вся кров проходить через печінку (там вона очищається від шкідливих продуктів обміну). У крові моносахара присутні переважно у вигляді альфа-глюкози (але можливо наявність і інших ізомерів гексоз, наприклад фруктози).

Вміст глюкози строго постійно для організму (в нормі), тому при надлишку цієї речовини в печінці відбувається утворення глікогену, характерного для даного організму.
Якщо глюкози в крові менше норми, то частина глікогену, що міститься в печінці, гідролізується до глюкози. Надмірний вміст вуглеводів характеризує важке захворювання людини – діабет.
З крові моносахариди надходять в клітини, де більша їх частина витрачається на окислення (в мітохондріях), при якому синтезується АТФ, що містить енергію в «зручному» для організму вигляді. АТФ витрачається на різні процеси, які вимагають енергії (синтез потрібних організму речовин, реалізація фізіологічних та інших процесів).

Частина вуглеводів їжі використовується для синтезу вуглеводів даного організму, що вимагаються для формування структур клітини, або сполук, необхідних для утворення речовин інших класів сполук (так з вуглеводів можуть вийти жири, нуклеїнові кислоти і т. д.). Здатність вуглеводів перетворюватися в жири є однією з причин виникнення ожиріння – захворювання, що тягне за собою комплекс інших захворювань.

Отже, споживання надлишкової кількості вуглеводів шкідливо для людського організму, що необхідно враховувати при організації раціонального харчування.
У рослинних організмах, які є автотрофами, обмін вуглеводів дещо іншою. Вуглеводи (моносахара) синтезуються самим організмом з вуглекислого газу і води з використанням сонячної енергії. Ді-, оліго-і полісахариди синтезуються з моносахаридів. Частина моносахаридів включається в синтез нуклеїнових кислот. Певна кількість моносахаридів (глюкози) рослинні організми використовують у процесах дихання на окислення, при якому (як і в гетеротрофних організмах) синтезується АТФ.

Посилання на основну публікацію