 |
|
 |  |
|
|
| |
 | Biologie | Chimie | Didactica | Fizica | Geografie | Informatica |
| Istorie | Literatura | Matematica | Psihologie |
Cea mai mare parte din monoglucidele naturale apar in organismele vii sub forma de compusi macromoleculari, denumiti poliglucide sau polioze, care prin hidroliza dau exclusiv monoglucide sau monoglucide si derivati ai acestora.
Poliglucidele sunt formate deci, dintr-un numar mare de resturi de monoglucide sau derivati ai acestora, legate intre ele prin legaturi glicozidice rezultate in urma eliminarii de apa dintre hidroxilii semiacetalici si cei alcoolici din moleculele ozelor. Multe poliglucide contin in structura lor unitati diglucidice repetative, cum ar fi maltoza in amidon si glicogen sau celobioza in celuloza.
Reactia generala de formare a unor poliglucide formate numai din hexoze, este:
unde n poate lua diferite valori.
Poliglucidele se gasesc atat in regnul vegetal, cat si in cel animal si au o importanta biologica deosebita, intrucat indeplinesc in organismele vii diferite roluri:
plastic, intrand in structura peretilor celulari,
substante de sustinere si protectie,
rezerva energetica.
Poliglucidele au anumite proprietati fizice si chimice generale si anume:
majoritatea sunt pulberi albe, cu aspect amorf, insolubile sau greu solubile in apa. Cele solubile in apa formeaza cu aceasta solutii coloidale, datorita faptului ca moleculele poliglucidelor sunt foarte mari;
structura poliglucidelor este cristalina si formata din unitati structurale diglucidice;
legaturile glicozidice dintre monoglucide sunt de tipul 1-4, insa se intalnesc si legaturi glicozidice de tip 1-6, 1-3 si 1-2;
pot prezenta o structura liniara sau ramificata;
sunt optic active;
nu au proprietati reducatoare, intrucat resturile de monoglucide sunt legate intre ele prin intemediul hidroxilului semiacetalic;
gruparile alcoolice libere (trei pentru fiecare rest de monoglucida) pot reactiona cu compusi hidroxilici sau acizi, formand eteri sau esteri;
prin hidroliza acida sau enzimatica, poliglucidele se scindeaza in produsi cu masa moleculara tot mai mica, iar in final se obtin monoglucidele componente, paralel cu inaintarea procesului de hidroliza creste caracterul reducator al amestecului de reactie.
Clasificarea generala
Poliglucidele se impart in doua mari clase, in functie de structura lor, si anume:
omogene, care dau prin hidroliza o singura oza sau derivat al ei;
neomogene, care prin hidroliza dau nastere la un amestec de oze sau/si derivati ai acestora.
Poliglucidele omogene sunt larg raspandite, in special in regnul vegetal. Dupa
natura ozei care le alcatuiesc, ele pot sa fie hexozani (formate din hexoze), pentozani (formate din pentoze) si poliglucide formate din derivati ai monoglucidelor (esteri sau aminoglucide).
Din aceasta grupa, cele mai importante sunt poliglucidele in structura carora participa numai glucoza. Aceste poliglucide se numesc glucani. Principalii glucani sunt: amidonul, celuloza si glicogenul.
Amidonul constituie principala sursa de glucoza pentru alimentatia omului si hrana animalelor. Amidonul se formeaza prin fotosinteza si se depoziteaza in seminte, bulbi sau tuberculi. Astfel cantitatea de amidon din porumb este 65-75 %, in griu 60-70 %, in orez 60-80 %,iar in cartof 12-20 % . Amidonul se prezinta sub forma de granule de marime, structura si aspect caracteristic pentru diferite specii vegetale.
Amidonul este o pulbere alba higroscopica, insolubila in apa rece, in alcool si eter, iar cu apa calda formeaza solutii coloidale, care la rece se gelifica, formand cleiul de amidon. Solutiile diluate de amidon sunt optic active si dau cu iodul o coloratie albastra caracteristica. Amidonul hidrolizeaza in cataliza acida sau enzimatica, rezultand produsi cu masa moleculara din ce in ce mai mica, iar in final se obtine glucoza :
Amidon amilodextrine eritrodextrine acrodextrine
maltodextrine maltoza glucoza
In organismul animal hidroliza amidonului pana la glucoza necesita actiunea unor enzime specifice: α amilaza, 1,6-α-glucozidaza si maltaza (1,4-α-glucozidaza).
α-Amilaza (salivara si pancreatica) catalizeaza scindarea amidonului prin desfacerea legaturilor 1,4-α-glicozidice din interiorul lantului. Produsii rezultati sunt dextrine alcatuite din fragmente scurte, ramificate, maltoza si glucoza.
1,6-α-Glucozidaza este o enzima de ramificare, ce catalizeaza scindarea legaturilor 1,6-α- ale amilopectinei.
Maltaza scindeaza hidrolitic moleculele de maltoza rezultate, transformandu-le in molecule de α-D-glucoza.
Moleculele de glucoza rezultate prin hidroliza enzimatica a amidonului se absorb prin peretele intestinal si ajungand in circuitul sanguin unde sunt utilizate fie ca sursa energetica imediata (suferind un proces de degradare), fie ca rezerva energetica prin transformare in glicogen.
Amidonul prezinta un slab caracter reducator si o activitate optica puternic dextrogira.
Din punct de vedere chimic, amidonul este un amestec de doua componente poliglucide cu masa moleculara si structura chimica diferita: amiloza si amilopectina. Raportul in care acestea apar in granula de amidon este de aproximativ 1/3 (cca. 25 % amiloza si 75 % amilopectina).
Amiloza este un glucan cu structura liniara formata din resturi de α-D-glucopiranoza, legate prin legaturi de tip 1-4-α-glicozidic. Unitatea diglucidica este maltoza.
Masa moleculara a amilozei este de aproximativ 1,5.105 - 6.105.
Amilopectina este un glucan ramificat, format din resturi de α-D-glucopiranoza unite intre ele prin legaturi 1,4-α- si 1,6-α-glicozidice.
Unitatile diglucidice ale amilopectinei sunt maltoza si izomaltoza. Structura amilopectinei este pluriramificata.
Masa moleculara a amilopectinei este mult mai mare decat a amilozei, atingand valori intre 1.105 - 1.106.
Cele doua componente ale amidonului se deosebesc atat ca structura, cat si ca proprietati.
Amiloza se dizolva in apa fierbinte cu formarea unei solutii coloidale limpezi. Cu iodul da o coloratie albastra inchisa, care dispare la cald.
Amilopectina sufera fenomenul de
inbibitie cu apa, formand la cald solutii coloidale vascoase, care se
transforma la rece in gel. In campul electric migreaza spre polul
pozitiv, particulele fiind incarcate negativ (cu ioni 
proveniti din fosfolipidele ce se
gasesc in semintele cerealelor, alaturi de amidon). Amilopectina
coloreaza solutiile de iod in albastru-violet.
Amidonul se obtine pe cale industriala din cartofi si porumb si are utilizari multiple:
ca materie prima pentru obtinerea alcoolului etilic si butilic, a acizilor lactic, citric si gluconic, a acetonei si glicerolului, precum si a altor produse rezultate in urma proceselor de fermentatie a glucozei, rezultata prin hidroliza amidonului;
in industria textila ca apret si in cea a hartiei sub forma de clei de amidon;
in alimentatia omului si a animalelor domestice, fiind componentul principal al fainii, painii, pastelor fainoase si al altor produse alimentare;
in chimie si biochimie ca reactiv chimic;
este un component al mediilor de cultura a microorganismelor utilizate in industria antibioticelor si a vitaminelor.
Glicogenul este o poliglucida omogena de origine animala, fiind forma de depozitare a glucidelor in organism si o importanta sursa energetica. El se gaseste in cantitati mari in tesutul hepatic (2-8 %) si cel muscular (0,5-1 %). Glicogenul din muschi contine 0,05 % acid fosforic legat esteric la gruparile - OH libere ale resturilor de glucoza.
In stare izolata, glicogenul se prezinta sub forma de pulbere alba amorfa, care se dizolva in apa mai usor decat amidonul, formand solutii coloidale opalescente, ce dau cu iodul coloratii rosu-violet sau rosu-brun, mai stabile la incalzire decat cele cu amidon. Solutiile de glicogen sunt dextrogire si nu prezinta caracter reducator.
Din punct de vedere chimic, structura glicogenului este similara cu acea a amilopectinei din amidon, unitatile de glucoza fiind legate prin legaturi 1,4 - si 1,6 -α-glicozidice. Gradul de ramificare al glicogenului este mult mai mare decat a amilopectinei. Masa moleculara atinge valori de 1.106 - 4.106.
In tesuturile animale, respectiv in ficat, glicogenul este scindat in glucoza in urma a 2 procese enzimatice. Acestea sunt fosforoliza si hidroliza, catalizate de fosforilaze, respectiv de amilo- 1,6 glucozilaza. Prin actiunea acestor enzime glicogenul hepatic este transformat in glucoza, care trece in sange si mentine glicemia constanta.
Celuloza este cea mai raspandita substanta organica naturala. Ea este o poliglucida omogena din regnul vegetal, constituind componentul principal al peretilor celulelor plantelor superioare si avand un rol de structura (sustinere). Celuloza se gaseste in stare aproape pura in fibrele de bumbac (99,8 %) si mai putin pura in plante textile (in, canepa). Celuloza este insotita in plante de anumite substante incrustante (hemiceluloze, lignine, rasini, s.a.).
Celuloza pura este o substanta alba, cristalina, fara gust si miros, insolubila in apa, insa prezinta fenomenul de imbibitie limitata. In solutie de NaOH 5 %, ea isi mareste mult volumul, proprietate utilizata la obtinerea bumbacului mercerizat.
Se dizolva in reactiv Schweizer [ Cu (NH3)4 ] (OH)2.
Din punct de vedere chimic celuloza este formata din resturi de β-D-glucoza, legate prin legaturi 1,4-β-glicozidice.
Unitatea diglucidica constitutiva a celulozei este celobioza. Macromoleculele celulozei sunt filiforme, dispuse paralel, intre acestea se stabilesc legaturi de hidrogen, care confera stabilitate macromoleculei si o rezistenta mecanica remarcabila.
Celuloza poate fi degradata hidrolitic, prin fierbere cu acizi tari, pana la β- D-glucoza. Datorita existentei legaturilor glicozidice de tip β, majoritatea animalelor nu dispun de enzime necesare scindarii celulozei in glucoza. Degradarea enzimatica se realizeaza in prezenta enzimei celulaza pana la celobioza si apoi a celobiazei, care desface celobioza in glucoza. Aceste enzime se gasesc in sucul intestinal al unor animale inferioare (melci, omizi).
Animalele ierbivore utilizeaza in hrana cantitati apreciabile de celuloza, pe care o pot transforma in glucoza, datorita celulazei eliberate de catre microorganismele prezente in rumen si intestin. Pentru aceste animale celuloza constituie sursa principala de glucide.
Celuloza are multe intrebuintari practice in industria textila si a hartiei ca atare, sau sub forma unor derivati, cum sunt acetil-celuloza, nitroceluloza, xantogenatul de celuloza si altele.
Mucopoliglucidele sunt poliglucide neomogene, care se gasesc in organismul animal si sunt constituite dintr-o componenta glucidica (predominanta) si o componenta proteica (in proportie redusa) legate intre ele prin legaturi electrovalente. Mucopoliglucidele sunt larg raspandite in tesutul conjunctiv, caruia ii confera consistenta si flexibilitate si au un rol biochimic deosebit:
in cimentarea tesuturilor;
ca agenti de lubrefiere a articulatiilor;
controleaza compozitia electrolitilor din lichidele extracelulare si intervin in procesul de calcifiere;
protejeaza ovulul fecundat, precum si diferitelor mucoase;
actioneaza ca anticoagulant al sangelui;
constituie o bariera contra patrunderii microbilor in organism.
Mucopoliglucidele sunt constituite prin condensarea a doua tipuri de unitati glucidice: aminoglucida (glucozamina sau galactozamina) si acid uronic (glucuronic sau galacturonic).
Mucopoliglucidele se impart in doua categorii: cu caracter acid (care contin acizi uronici) si cu caracter neutru.
Sunt poliglucide cu caracter acid datorita prezentei in molecula a gruparilor -
COOH din acizii uronici, precum si a unor resturi - SO3H legate fie esteric prin intermediul unui hidroxil alcoolic al glucidei, fie prin intermediul gruparii - NH2 a aminoglucidei. Sunt macromolecule alcatuite din unitati diglucidice formate din acid glucuronic si hexozamina, intre care se stabilesc legaturi 1,3 - β - glicozidice. Hexozamina se poate prezenta ca derivat N - acetilat sau N - sulfurat. Cele mai importante mucopoliglucide sunt acidul hialuronic, condroitin sulfatii si heparina.
Acidul hialuronic a fost izolat pentru prima oara din umoarea vitroasa, iar ulterior din lichidul sinovial, cordonul ombilical, cornee, derma. Este componenta a tesutului conjunctiv, unde constituie datorita structurii sale puternic polimerizate o bariera contra patrunderii germenilor patogeni. Se caracterizeaza printr-o vascozitate mare si functioneaza ca un liant tisular situat in spatiile intercelulare, el indeplinand in acelasi timp un rol de aparare mecanica si chimica pentru organismul animal.
Acidul hialuronic are masa moleculara de ordinul 106 si poate fi hidrolizat de catre hialuronidaza, o enzima prezenta in spermatozoizi, in veninuri si bacterii patogene (streptococi, stafilococi). Hialuronidazele din spermatozoizi depolimerizeaza acidul hialuronic ce inconjoara ovulul, facilitand fecundatia. Hialuronidaza din bacterii depolimerizeaza acidul hialuronic din tesutul conjunctiv, permitand patrunderea acestora in organism.
Condroitin sulfatii sunt poliglucide raspandite in carnea de bovine, cartilagii, oase, tendoane, saliva, plasma. Structura lor este constituita din acid uronic si N - acetilgalactozamina, de care este fixata un rest de acid sulfuric la hidroxilul din C4 sau C6. Intre aceste doua componente glucidice se stabileste o legatura 1,3 - β - glicozidica.
Exista diferite tipuri de condroitin sulfati (A, B, C) care difera intre ei prin pozitia pe care o ocupa radicalul - SO3H sau prin acidul uronic prezent. Masele moleculare sunt de ordinul 105.
Condroitin sulfatii sunt substante cu vascozitate mare si indeplinesc un rol important in procesele de calcifiere a cartilagiilor.
Heparina este o mucopoliglucida raspandita in lichide si tesuturile mamiferelor (ficat, muschi, splina, plamani, sange, rinichi, inima). Heparina este formata din acid glucuronic si glucozamina, in care gruparile - NH2 si unele grupari hidroxil sunt substituite cu resturi de acid sulfuric - SO3H, iar legaturile glicozidice dintre resturile de monoglucide sunt de tipul 1,4 - α -
Heparina are actiune anticoagulanta si antilipemica, deoarece activeaza enzima lipoprotein-lipaza. Ea este preparata in cantitati mari din ficatul si plamanii de bovine, sub forma amorfa sau cristalina.
Mucopoliglucidele grupelor sanguine sunt cele mai importante poliglucide cu
caracter neutru. Ele contribuie la specificitatea grupelor sanguine si au fost descoperite in sangele uman. La structura lor participa D - galactoza, L - fucoza, N - acetilglucozamina si N - acetilgalactozamina. Aceste poliglucide au masa moleculara de aproximativ 2,6.105. Ele se gasesc legate de polipeptide specifice, sub forma de glicoproteide. Substante cu structura similara se gasesc in saliva si in sucul gastric, ceea ce a usurat mult studiul acestora.
Imunopoliglucide (poliglucide bacteriene) sunt secretate de catre bacterii si
fungi, fiind specifice fiecarei specii bacteriene. Numeroase bacterii produc in medii de cultura sau in sangele animalelor poliglucide neomogene, care determina specificitatea imunologica, de aceea sunt denumite si imunopoliglucide. Prin inocularea acestora unui animal, se imprima acestuia imunitate impotriva infectiilor produse de bacteria respectiva. Imunitatea se datoreste aparitiei in ser a unor anticorpi de natura proteica, apti sa lupte impotriva bacteriilor patogene, fie prin coagularea (aglutinarea) proteinelor bacteriene, fie prin dezagregarea (bacterioliza) acestora. Ele sunt constituite din galactoza, glucoza, manoza, ramnoza, precum si cantitati mici de aminoglucide si acizi uronici.
Intrebari si aplicatii
Care sunt elementele chimice prezente in glucide?
Care este proprietatea comuna majoritatii glucidelor?
Cum se formeaza glucidele in regnul vegetal?
Care este rolul glucidelor in organismul animal?
Care sunt cele mai importante hexoze?
Figurati structura α-D-glucopiranozei, respectiv a β-D-fructofuranozei
Aratati actiunea agentilor oxidanti asupra monoglucidelor
Cum se formeaza esterii ozelor? Dar eterii?
Prezentati raspandirea in natura si principalele proprietati ale glucozei, respectiv a fructozei
Cum se formeaza oligoglucidele?
De cate feluri sunt acestea?
Care sunt principalele diglucide cu caracter reducator? Dar nereducator?
Care este reactia generala de formare a unei poliglucide?
Prezentati caracteristicile chimice ale amidonului, respectiv celulozei
Intrebari de autocontrol
1. Glucidele sunt substante:
a) cuaternare
b) ternare
c) binare
2. Glucidele sunt:
a) dulci
b) amare
c) nu au gust
3. Glucidele contin gruparile functionale:
a) hidroxil si amino
b) carbonil si carboxil
c) hidroxil si carbonil
4. Monoglucidele sunt:
a) lichide
b) solide
c) gazoase
5. Urmatoarea structura reprezinta:
a) -D-glucopiranoza
b) -D-fructofuranoza
c) -D-galactopiranoza
6. Acidul gluconic se formeaza din glucoza prin oxidare:
a) energica
b) protejata
c) blanda
7. Compusul de mai jos reprezinta:
a) esterul glucozo-1-fosfat
b) esterul fructozo-1-fosfat
c) esterul galactozo-1-fosfat
8. Riboza este o
a) hexoza
b) pentoza
c) trioza
9. Maltoza este
a) diglucida nereducatoare
b) monoglucida
c) diglucida reducatoare
10. Zaharoza este:
a) diglucida reducatoare
b) diglucida nereducatoare
c) poliglucida
11. Amidonul este prezent in:
a) ficat
b) peretii celulari ai plamanului
c) seminte, bulbi, tuberculi
Raspunsuri la intrebarile de autocontrol
1.b 5.a 9.a
2.a 6.c 10.a
3.c 7.a 11.c
4.b 8.b
Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate
