ДИСАХАРИДИ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТРУКТУРА, ПРИМЕРИ, ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

У дисахариде су угљени хидрати које су такође назване дупле шећере. Оне имају важне функције у исхрани човека као главних извора енергије. Оне могу бити биљног порекла, попут сахарозе шећерне трске и присутне малтозе, и животињског порекла, као што је лактоза, присутна у млеку сисара, између осталих.

Угљикохидрати или шећери су такозвани угљени хидрати или угљени хидрати, који су у води растворљиве материје састављене од угљеника, кисеоника и водоника са општом хемијском формулом (ЦХ2О) н.

Репрезентација структуре дисахарида лактозе (Извор: Теллиотт на енглеској Википедији путем Викимедиа Цоммонса)

Угљикохидрати су најзаступљеније органске материје у природи и присутне су у свим биљкама. Целулоза која чини структуру ћелијских зидова биљке је угљени хидрат, попут скроба у зрну и гомоља.

Такође се налазе у свим животињским ткивима, као што су крв и млеко сисара.

Угљикохидрати су класификовани у: (1) моносахариде који се не могу хидролизовати у једноставније угљене хидрате; (2) у дисахаридима који када се хидролизују стварају два моносахарида; (3) у олигосахаридима који хидролизом дају 3-10 моносахарида и (4) у полисахаридима чија хидролиза резултира са више од 10 моносахарида.

Скроб, целулоза и гликоген су полисахариди. Дисахариди физиолошког значаја код људи и других животиња су сахароза, малтоза и лактоза.

Карактеристике и структура

Као угљени хидрати, дисахариди се састоје од угљеника, кисеоника и водоника. Генерално, кисеоник и водоник у структури већине угљених хидрата су у истом пропорцији као и они у води, односно за сваки кисеоник постоје два водоника.

Због тога их називају "угљени хидрати или угљени хидрати." Хемијски се угљени хидрати могу дефинисати као полихидроксилирани алдехиди (Р-ЦХО) или кетони (Р-ЦО-Р).

Алдехиди и кетони имају карбонилну групу (Ц = О). У алдехидима, ова група је везана за бар један водоник, а у кетонима, ова карбонилна група није везана за водоник.

Дисахариди су два моносахарида повезана гликозидном везом.

Дисахариди попут малтозе, сахарозе и лактозе, када се загреју разблаженим киселинама или ензиматским деловањем, хидролизују и стварају њихове моносахаридне компоненте. Сахароза ствара глукозу и фруктозу, малтоза ствара две глукозе, а лактозу галактозу и глукозу.

Примери

Сахароза

Сахароза је најобилнији шећер у природи и састоји се од моносахарида глукозе и фруктозе, а налази се у соковима биљака попут репе, шећерне трске, сирева, ананаса, јавора и у мањој мери у зрело воће и сок многих поврћа. Овај дисахарид се лако ферментира дејством квасца.

Лактоза

Лактоза или млечни шећер чине галактоза и глукоза. Млеко сисарца је богато лактозом и бебама пружа хранљиве састојке.

Већина сисара може пробавити лактозу само као новорођенчад, а сазревају ту способност. У ствари, људи који су у стању да пробаве млечне производе у одраслој доби имају мутацију која им то омогућава.

Због тога је толико много људи нетолерантно на лактозу; Људи, као и други сисари, нису имали способност варења лактозе у детињству све док ова мутација није постала присутна у одређеним популацијама пре око 10 000 година.

Данас се број особа које не подносе лактозу разликује међу популацијама, а креће се од 10% у северној Европи до 95% у деловима Африке и Азије. Традиционална дијета различитих култура то одражава у количини конзумираних млечних производа.

Малтоза

Малтоза је састављена од две глукозне јединице и настаје када ензим амилаза хидролизује скроб присутан у биљкама. У процесу пробаве, пљувачка амилаза и панкреасна амилаза (амилопепсин) разграђују скроб, што ствара интермедијарни производ који је малтоза.

Овај дисахарид је присутан у сирупима кукурузног шећера, шећеру из слада и проклијалом јечму и може се лако ферментирати дејством квасца.

Трехалосе

Трехалоза се такође састоји од два молекула глукозе попут малтозе, али молекули су различито повезани. Налази се у одређеним биљкама, гљивама и животињама попут козица и инсеката.

Шећер у крви многих инсеката, попут пчела, скакаваца и лептира, састоји се од трехалозе. Они га користе као ефикасан молекул за складиштење који обезбеђује брзу енергију за лет када се разгради.

Цхитобиоса

Састоји се од два повезана молекула глукозамина. Конструкцијски је врло сличан целобиози, само што има Н-ацетиламино групу где целобиоза има хидроксилну групу.

Налази се у неким бактеријама, а користи се у биохемијским истраживањима за проучавање активности ензима.

Такође се налази у хитину, који формира зидове гљивица, егзоскелете инсеката, чланконожаца и ракова, а налази се и у рибама и главоножцима, попут хоботница и лигњи.

Целлобиоза (глукоза + глукоза)

Целлобиоза је производ хидролизе целулозе или материјала богатих целулозом, као што су папир или памук. Настаје спајањем два молекула бета-глукозе П везом (1 → 4)

Лактулоза (галактоза + фруктоза)

Лактулоза је синтетички (вештачки) шећер који тело не апсорбује, већ се у дебелом цреву разграђује на производе који апсорбују воду у дебелом цреву и на тај начин омекшавају столицу. Његова примарна употреба је лечење опстипације.

Такође се користи за снижавање нивоа амонијака у људима са обољењима јетре, јер лактулоза апсорбује амонијак у дебелом цреву (елиминишући га из тела).

Изомалтоза (глукоза + глукоза Изомалтаза)

Трехалулоза је вештачки шећер, дисахарид састављен од глукозе и фруктозе повезане алфа (1-1) гликозидном везом.

Настаје током производње изомалтулозе из сахарозе. У слузници танког црева ензим изомалтаза разграђује трехалулозу у глукозу и фруктозу, који се затим апсорбују у танком цреву. Трехалулоза има ниску потенцију да узрокује пропадање зуба.

Цхитобиоса

То је дисахаридна јединица која се понавља у хитину, а која се разликује од целлобиозе само по присуству Н-ацетиламино групе на угљенику-2 уместо хидроксилне групе. Међутим, неацетилирани облик се често назива и хитобиоза.

Лактитол

То је кристални алкохол Ц12Х24О11 добијен хидрогенацијом лактозе. То је дисахаридни аналог лактулозе, који се користи као заслађивач. Такође је лаксатив и користи се за лечење опстипације.

Тураносе

Редукциона дисахаридна органска једињења која могу да користе као извор угљеника бактерије и гљивице.

Мелибиоса

Дисахаридни шећер (Ц12Х22О11) настао делимичном хидролизом рафинозе.

Ксилобиоза

Дисахарид који се састоји од два остатка ксилозе.

Суффоцатинг

Дисхархарид присутан у софоролипиду.

Гентиобиоса

Гентиобиоза је дисахарид који се састоји од две јединице Д-глукозе повезане гликозидном везом β-типа (1 → 6). Гентиобиоза има много изомера који се разликују по природи гликозидне везе која повезује две јединице глукозе.

Леуцросе

То је гликозилфруктоза која се састоји од а-Д-глукопиранонозила који је повезан са Д-фруктопиранозом везом (1 → 5). Изомер сахарозе.

Рутинска

То је дисахарид присутан у гликозидима.

Царолиниасиде А

Олигосахариди који садрже две моносахаридне јединице повезане гликозидном везом.

Апсорпција

У људи, гутани дисахариди или полисахариди као што су скроб и гликоген се хидролизују и апсорбују као моносахариди у танком цреву. Утрошени моносахариди се апсорбују као такви.

Фруктоза, на пример, пасивно дифундира у цревној ћелији и већина се претвара у глукозу пре него што уђе у крвоток.

Лактаза, малтаза и сукраза су ензими смештени на луминалној граници ћелија танког црева који су одговорни за хидролизу лактозе, малтозе и сахарозе.

Лактазу производе новорођена деца, али у неким популацијама ентероцити се више не синтетишу током одраслог живота.

Као последица недостатка лактазе, лактоза остаје у цревима и извлачи воду осмозом према цревном лумену. Долазећи у дебело црево, лактоза се разграђује ферментацијом од стране бактерија у дигестивном тракту уз производњу ЦО2 и разних киселина. Када конзумирате млеко, ова комбинација воде и ЦО2 изазива пролив, а то је познато и као нетолеранција на лактозу.

Глукоза и галактоза се апсорбују заједничким механизмом који зависи од натријума. Прво, постоји активни транспорт натријума који уклања натријум из цревне ћелије кроз базолатералну мембрану у крв. То смањује концентрацију натријума у ​​ћелији црева, што ствара градијент натријума између лумена црева и унутрашњости ентероцита.

Када се створи овај градијент, добија се сила која ће гурати натријум заједно са глукозом или галактозом у ћелију. У зидовима танког црева налази се На + / глукоза, На + / галактозни котранспортер (симпортер) који зависи од концентрације натријума за улазак глукозе или галактозе.

Што је већа концентрација На + у лумену пробавног тракта, то је већи прилив глукозе или галактозе. Ако нема натријума или је његова концентрација у лумену епрувете веома ниска, ни глукоза ни галактоза неће бити адекватно апсорбовани.

На пример, у бактеријама Е. Цоли, које своју енергију нормално добијају из глукозе, у недостатку овог угљеног хидрата у медијуму могу да користе лактозу и за то синтетишу протеин који је одговоран за активни транспорт лактозе зван лактоза, пролазећи тако лактоза, а да претходно није хидролизована.

Карактеристике

Унесени дисахариди улазе у тело животиња које их конзумирају као моносахариде. У људском телу, углавном у јетри, иако се јавља и у другим органима, ови моносахариди се по потреби интегришу у метаболичке ланце синтезе или катаболизма.

Катаболизмом (распадом) ови угљени хидрати учествују у производњи АТП-а. У процесима синтезе учествују у синтези полисахарида као што је гликоген и тако формирају резерве енергије присутне у јетри, у скелетним мишићима и у многим другим органима.

Такође учествују у синтези многих гликопротеина и гликолипида уопште.

Иако дисахариди, као и сви унесени угљени хидрати, могу бити извор енергије за човека и животиње, они учествују у више органских функција учествујући у структури ћелијских мембрана и гликопротеина.

На пример, глукозамин је основна компонента хијалуронске киселине и хепарина.

Лактоза и њени деривати

Лактоза присутна у млеку и његовим дериватима је најважнији извор галактозе. Галактоза је од великог значаја, јер је део цереброзида, ганглиозида и мукопротеина, који су неопходни састојци мембрана неуронских ћелија.

Лактоза и присуство других шећера у исхрани погодује развоју цревне флоре, што је неопходно за пробавну функцију.

Галактоза такође учествује у имунолошком систему, јер је једна од компоненти АБО групе у зиду црвених крвних зрнаца.

Глукоза, продукт варења лактозе, сахарозе или малтозе, може ући у тело на пут синтезе пентоза, посебно синтезе рибозе која је неопходна за синтезу нуклеинских киселина.

У биљкама

У већини виших биљака дисахариди се синтетишу из триозног фосфата из циклуса фотосинтетског редукције угљеника.

Ове биљке углавном синтетизирају сахарозу и преносе је из цитосола до коријена, сјеменки и младог лишћа, односно до подручја биљке који фотосинтезу не користе на значајан начин.

Дакле, сахароза синтетизована циклусом фотосинтетске редукције угљеника и она која потиче од разградње шкроба синтетизоване фотосинтезом и акумулирана у хлоропластима, два су ноћна извора енергије за биљке.

Још једна позната функција неких дисахарида, посебно малтозе, јесте да учествују у механизму трансдукције хемијских сигнала у флагеллум мотор неких бактерија.

У овом случају малтоза се најпре везује за протеин, а овај комплекс веже се за претварач; као резултат овог везивања, ствара се унутарћелијски сигнал усмерен на моторичку активност флагела.

Референце

1. Албертс, Б., Деннис, Б., Хопкин, К., Јохнсон, А., Левис, Ј., Рафф, М., … Валтер, П. (2004). Основна ћелијска биологија. Абингдон: Гарланд Сциенце, Таилор & Францис Гроуп.
2. Фок, СИ (2006). Људска физиологија (9. изд.). Њујорк, САД: МцГрав-Хилл Пресс.
3. Гуитон, А., & Халл, Ј. (2006). Уџбеник медицинске физиологије (11. изд.). Елсевиер Инц.
4. Мурраи, Р., Бендер, Д., Ботхам, К., Кеннелли, П., Родвелл, В., & Веил, П. (2009). Харпер'с Иллустратед Биоцхемистри (28. изд.). МцГрав-Хилл Медицал.
5. Равн, ЈД (1998). Биохемија. Бурлингтон, Масачусетс: Неил Паттерсон Публисхерс.