Lipiidide ja süsivesikute tähtsus. orgaaniline aine
Süsivesikud . ÜldvalemСn(H2O)n. Seetõttu sisaldavad süsivesikud oma koostises ainult kolme keemilist elementi.
Vees lahustuvad süsivesikud.
Lahustuvate süsivesikute funktsioonid: transport, kaitse, signaal, energia.
Monosahhariidid: glükoos- rakuhingamise peamine energiaallikas. Fruktoos – komponent lillenektar ja puuviljamahlad. Riboos ja desoksüriboos- nukleotiidide struktuurielemendid, mis on RNA ja DNA monomeerid.
Teadmised toitumise põhimõistetest ja põllumajandusloomade ainevahetuse erinevustest on aga kogunenud ja edukalt ära kasutatud parem arusaamine erinevaid probleeme inimeste tervisega, nagu rasvumine, ateroskleroos, diabeet ja muud, mis on seotud ainevahetus- ja toitumishäiretega. Siin keskendume teadlastele, kes on oma panuse andnud tohutu panus meie arusaamises sünteesist ja lagunemisest, sealhulgas süsivesikute ja lipiidide seedimisest viimase poole sajandi jooksul, samuti meie arusaamises lihaveiste ja piimakarja kasvust ja arengust.
Disahhariidid: sahharoos(glükoos + fruktoos) on taimedes transporditav peamine fotosünteesi produkt. Laktoos(glükoos + galaktoos) - on osa imetajate piimast. Maltoos(glükoos + glükoos) - energiaallikas idanevates seemnetes.
Polümeersed süsivesikud: tärklis, glükogeen, tselluloos, kitiin. Need on vees lahustumatud.
Need leiud on aluseks praegustele ja tulevastele loomabioloogidele, et töötada välja uuemad kontseptsioonid ja meetodid loomasööda toiduks muutmise tõhustamiseks ja selle toidu kasulikkuse parandamiseks tarbijatele. Põllumajandusloomadel toidu süsivesikud tagavad üle poole hoolduse, kasvu ja tootmise energiavajadusest. Glükoos on teatud loomsete kudede peamine energiaallikas ja piimanäärmes laktoosi sünteesi eelkäija.
Süsivesikute seedimine ja käärimine vatsas
Seetõttu on põllumajandussaaduste tootmise ja kvaliteediga manipuleerimiseks hädavajalik mõista süsivesikute lagunemist ja imendumist, toidust saadava glükoosi kättesaadavust ja glükoneogeneesi kaasamist glükoosi homöostaasi reguleerimisse. Sigade toidus on süsivesikute peamised allikad tärkliserikkad söödad, mäletsejaliste puurides aga tselluloosi, hemitselluloosi ja tärkliserikkaid teravilju sisaldavad kiudsöödad.
Polümeersete süsivesikute funktsioonid: struktuurne, ladustamine, energia, kaitse.
Tärklis koosneb hargnenud spiraalikujulistest molekulidest, mis moodustavad taimekudedes varuaineid.
Tselluloos- glükoosijääkidest moodustunud polümeer, mis koosneb mitmest ühendatud sirgest paralleelsest ahelast vesiniksidemed. Selline struktuur takistab vee läbitungimist ja tagab taimerakkude tselluloosmembraanide stabiilsuse.
Mäletsejaliste glükoneogeneesi uuringute pioneerid näitasid, et glükoosi tootmine propionaadist, palderjanist, aminohapetest, laktaadist ja glütseroolist suur tähtsus mäletsejalistel ja veelgi enam lakteerivatel mäletsejalistel ning glükoneogeneesi kiirus suureneb pärast toitmist. Seevastu glükoneogeneesi määr sigadel ja muudel mitteresidentidel on madalaim pärast söötmist ja kõrgeim energiapuuduse ajal.
Hormoon põhjustab toitainete ümberjaotumist skeletilihaste suunas ja rasvkoest eemale. suurenenud akretsioon skeletilihased ja rasvade kogunemise vähenemist on täheldatud veistel, lammastel, kanadel ja sigadel. Üldiselt need ühendid jaotuvad ümber toitaineid lihaste suunas ja rasvkoest eemale, et parandada sööda efektiivsust β-adrenergiliste retseptorite toime kaudu, nagu on näidanud mitmed uurijad, sealhulgas Bergen, Mersmann ja Mills.
Kitiin koosneb glükoosi aminoderivaatidest. Põhiline struktuurielement lülijalgsete ja seente rakuseinad.
Glükogeen on loomaraku säilitusmaterjal. Glükogeen on veelgi hargnenud kui tärklis ja vees hästi lahustuv.
Lipiidid- estrid rasvhapped ja glütseriin. Vees lahustumatu, kuid mittepolaarsetes lahustites lahustuv. Esineb kõigis rakkudes. Lipiidid koosnevad vesiniku-, hapniku- ja süsinikuaatomitest. Lipiidide tüübid: rasvad, vahad, fosfolipiidid. Lipiidide funktsioonid: ladustamine- rasvad ladestuvad selgroogsete kudedesse. Energia- pool selgroogsete rakkude puhkeolekus tarbitavast energiast moodustub rasvade oksüdatsiooni tulemusena. Rasvu kasutatakse ka veeallikana. 1 g rasva lagundamise energiaefekt on 39 kJ, mis on kaks korda suurem kui 1 g glükoosi või valgu lagundamisel tekkiv energiaefekt. Kaitsev- nahaalune rasvakiht kaitseb keha mehaaniliste kahjustuste eest. Struktuurne – fosfolipiidid on osa rakumembraanidest. Soojusisolatsioon- nahaalune rasv aitab hoida soojas. elektriisolatsioon- Schwanni rakkude poolt eritatav müeliin (moodustab närvikiudude kestad), isoleerib mõned neuronid, mis kiirendab mitu korda närviimpulsside ülekannet. Toitev- mõned lipiiditaolised ained soodustavad kogunemist lihasmassi keha toonuse säilitamine. Määrimine Vahad katavad nahka, villa, sulgi ja kaitsevad neid vee eest. Paljude taimede lehed on kaetud vahakattega, vaha kasutatakse kärgede ehitamisel. Hormonaalne- neerupealiste hormoon - kortisoon ja suguhormoonid on oma olemuselt lipiidid.
Somatotropiini mõju piimanäärmele näib olevat kaudne ja vahendatud insuliinitaolise kasvuhormooni süsteemi kaudu. Mäletsejaliste lipiidide seedimine on ainulaadne selle poolest, et pärast allaneelamist paigutatakse lipiidid hüdrolüütilisse ja redutseerivasse keskkonda. Need töötajad on selgitanud viisi, kuidas toidus sisalduvad linool- ja linoleenhapped redutseeritakse järjestikku peamiselt steariinhappeks.
Siga kui inimeste biomeditsiiniliste uuringute mudel
Kuna sead on viimase viiekümne aasta jooksul muutunud väga populaarseks katseloomadeks, ei saa neid füsioloogilisi ja farmakoloogilisi uuringuid eetiliselt läbi viia. Sajad teaduspublikatsioonid sigade kui inimmudelite kohta on avaldanud teaduslikku teavet kardiovaskulaarse füsioloogia, rasvumise, stressi, dermatoloogia, teratoloogia, toksikoloogia, immunoloogia, käitumise, hemodünaamika, neerufüsioloogia, eksperimentaalkirurgia, gastroenteriidi, diabeedi, ravimite metabolismi ja perinatoloogia kohta. nii palju toitumise aspekte.
Sõltuvalt molekulmassist ja struktuuridest eristatakse väikeseid madala molekulmassiga orgaanilisi molekule - monomeere - ja suuremaid, suure molekulmassiga makromolekule - polümeere. Monomeerid teenivad ehitusmaterjal polümeeride jaoks.
Süsivesikud.
On kolm peamist süsivesikute klassi: monosahhariidid, oligosahhariidid ja polüsahhariidid, mis erinevad monomeeriühikute arvu poolest.
Viimase poole sajandi jooksul oleme näinud sigadega tehtavate katsete keerukust. Tänapäeval on sigu geneetiliselt muundatud mitmesuguste geenikonstruktsioonidega, mis suurendavad sea efektiivsust paljude inimeste haiguste, nagu Alzheimeri tõbi, rinnavähk, ateroskleroos, stress, psoriaas jt, mudelina. nahahaigused. Geneetiliselt muundatud sigu arendatakse isegi nii, et sigade elundeid saaks siirdada inimestele minimaalse äratõukereaktsiooniga.
Mis saab selles osas tulevikus? Põllumajandusloomade uuringud 20. sajandi teisel poolel näitasid silmatorkavaid erinevusi erinevate loomaliikide ja inimeste vahel süsivesikute ja lipiidide ainevahetuses. On leitud, et erinevalt inimestest ja närilistest, kus maks on lipogeneesi peamine koht, sünteesivad mäletsejad ja sead oma rasvhappeid peamiselt rasvkoes. Lisaks kasutavad sead, närilised ja inimesed glükoosi peamise süsinikuallikana rasvhapete sünteesiks, kuid mäletsejalised sõltuvad lipogeneesis peamiselt ruteenist saadud atsetaadist, kuna toidus on vähe glükoosi.
Monosahhariidid on värvitud kristalsed tahked ained, mis lahustuvad vees hästi, kuid ei lahustu mittepolaarsetes lahustites ja neil on üldiselt magus maitse. Sõltuvalt aatomite arvust eristatakse trioose, tetroose, pentoose, heksoose ja heptoose. Looduses on levinumad heksoosid (glükoos, fruktoos) - peamised energiaallikad rakkudes (1 g glükoosi täielikul lagunemisel vabaneb 17,6 kJ energiat) ja pentoosid (riboos, desoksüriboos), mis on osa rakkudest. nukleiinhapped.
Glükoosi homöostaasi reguleerimine on liikide lõikes samuti erinev. Näiteks täiskasvanud sead saavad suurema osa glükoosist erinevatest toiduallikatest, samas kui mäletsejalised sõltuvad glükoosivajaduse rahuldamiseks maksa glükoneogeneesist propionaadist. Need põhilised erinevused ainevahetuses kajastuvad selles, kuidas erinevat tüüpi Loomad kasutavad mitmesuguseid regulatiivseid strateegiaid, et rahuldada oma füsioloogilisi hooldus- ja tootmisvajadusi.
Nende strateegiate üksikasjalik uurimine aitab meil paremini mõista üldised põhimõtted ainevahetuses kasutatavat reguleerimist ning strateegiate väljatöötamist, et parandada loomade tootmist ja heaolu ning leida parim ravim teatud inimeste haigustele.
Kaks või enam monosahhariidi, mis on omavahel kovalentselt seotud glükosiidsideme kaudu, moodustavad di- või oligosahhariide. Disahhariidid on laialt levinud ka looduses: levinuim on maltoos ehk linnasesuhkur, mis koosneb kahest glükoosi molekulist.
Süsivesikute bioloogiline tähtsus seisneb selles, et need on võimsad ja rikkad. energiaallikas mis on rakule vajalikud erinevate tegevusvormide läbiviimiseks. Polüsahhariidid - mugav kuju energiamahukate monosahhariidide kogunemine, samuti asendamatu kaitse- ja konstruktsioonikomponent loomade, taimede ja mikroorganismide rakud ja koed. Mõned polüsahhariidid on osa rakumembraanidest ja toimivad retseptorid, tagades rakkude üksteise äratundmise ja nende interaktsiooni.
Nii nagu inimestele on ebamugav omada liigset keharasva, on rasv eluliselt oluline taimedele, loomadele ja inimestele. Looma enda rasvad kehad, inimesed ja loomad peavad neid aineid toiduga omastama. Taimed moodustavad rasvu glükoosi muundamisel, mis toimub fotosünteesi käigus.
Selle asemel on pidev elamine rasvane rasvumine. Ensüümid käivitavad ja kontrollivad neid protsesse. Rasvade lagundamine vabastab energiat. See energia on organismidele kättesaadav eluprotsesside arendamiseks. Rasvad on rakkude energiavaru. Toiduga kaasa võetud rasvad lagunevad seedimise käigus kõige väiksemateks veeslahustuvateks komponentideks, satuvad vereringesse ja võivad olla keha enda rasvade lähteaineteks.
Lipiidid.
Lipiidid on orgaanilised ained, mis ei lahustu vees, kuid lahustuvad mittepolaarsetes lahustites - eetris, kloroformis, benseenis. Neid leidub eranditult kõigis rakkudes ja need on jagatud mitmeks klassiks, mis täidavad spetsiifilisi bioloogilisi funktsioone. Looduses levinumad on neutraalsed rasvad , või triatsüülglütseroolid, vaha, fosforolipiidid, steroolid.
Kohe mittevajalik rasv salvestatakse ja toimib energiavaruna. Üks tükk ümbritseb siseorganid ja seda nimetatakse ehitusvoodiks. Paljudel loomadel on paks endogeense rasvakiht, mis kaitseb end külma ja niiskuse eest. Nagu hülged ja vaalad, on see hea isoleerkiht. Lindude sulestik või imetajate karv muudetakse vetthülgavaks libesti abil.
Rasvade struktuur ja omadused
Rasvad on ka selles kontekstis väga olulised tervisliku toitumise. Kõik, kes on kursis tervislik toitumine märkab kohe. Rasvad on üles ehitatud väga erinevalt. Rasvad on karboksüülhapete estrid. Rasvas olevad karboksüülhapped on seotud glütserooliga, mitmevalentse alkoholiga.
Enamiku lipiidide struktuursed komponendid on rasvhape. Rasvhapped on väärtuslik energiaallikas. Kui 1 g rasvhappeid oksüdeeritakse, vabaneb ja sünteesitakse kaks korda 38 kJ energiat suur kogus ATP kui sama koguse glükoosi lagundamisel.
Rasvad on kõige lihtsamad ja levinumad lipiidid. Rasvad on peamine lipiidide säilitamise vorm rakus. Rasvu kasutatakse ka veeallikana (1 g rasva põletamisel tekib 1,1 g vett). Paljudel imetajatel ladestub naha alla paks kiht nahaalune rasv mis kaitseb keha hüpotermia eest.
Kõik kolm glütserooli hüdroksüülrühma võivad reageerida teise karboksüülhappega, moodustades väga erinevad rasvad. Rasvade ehituses osalevaid karboksüülhappeid nimetatakse rasvhapeteks. Rasvhapped on karboksüülhapped pika ketiga. Erandiks on butaanhape, mille molekulis on ainult neli süsinikuaatomit. AT looduslikud rasvad ahelad on alati hargnemata ja koosnevad paarisarvust süsinikuaatomitest. Need on kas küllastunud või pika ahelaga küllastumata või polüküllastumata ühendid.
Vahad on rasvhapetest ja mitmehüdroksüülsetest alkoholidest moodustunud estrid. Selgroogsetel eritavad neid nahanäärmed. Nahka ja selle derivaate (juuksed, karusnahk, vill, suled) katvad vahad pehmendavad neid ja kaitsevad vee mõju eest.
Molekulide koostises olevad fosfolipiidid, mis sisaldavad fosforhappe jääki, on kõigi rakumembraanide aluseks.
Küllastumata rasvhapped sisaldavad molekulis kaksik- või kolmiksidet. Asjaolu, et küllastumata karboksüülhappeid leidub rasvades, võib näidata broomivee värvimuutusega. Sõltuvalt sellest, füüsiline seisund tuleks eristada tahked rasvad, pooltahke ja vedel. Tahke rasva moodustumine hõlmab peaaegu eranditult küllastunud rasvhappeid.
Loomset päritolu kookosrasv. rasvased rasvad sisaldavad erinevas vahekorras küllastumata rasvhappeid ja on peaaegu alati taimset päritolu. Need on väga tervislikud, sest inimkeha ei suuda neid küllastumata rasvhappeid ise toota ja seetõttu on neid hädasti vaja.
Steroidid on rühm lipiide, mis ei sisalda rasvhappeid ja millel on eriline struktuur. Nende hulka kuuluvad mitmed hormoonid, eriti neerupealiste koore poolt toodetud kortisoon, erinevad suguhormoonid, aga ka kolesterool - oluline komponent rakumembraanid loomadel.
