Серед моносахаридів по числу вуглецевих атомів розрізняють триозы (3С), тетрозы (4С), пентозы (5С), гексозы (6С) і гептозы (7С). Моносахариди з п'ятьма і більш атомами вуглецю, розчиняючись у воді, можуть придбавати кільцеву структуру. В природі найбільш часто зустрічаються пентозы ( рибоза, дезоксирибоза, рибулоза) і гексозы ( глюкоза, фруктоза, галактоза). Рібоза і дезоксирибоза грають важливу роль як складових частин нуклеиновых кислот і АТФ. Глюкоза в клітці служить універсальним джерелом енергії. З перетворенням моносахаридів пов'язано не тільки забезпечення клітки енергією, але і біосинтез багатьох інших органічних речовин, а також знешкодження і виведення з організму отруйних речовин, проникаючих ззовні або що утворюються в процесі обміну речовин, наприклад, при розпаді білків.

Ді- і полисахариды утворюються шляхом з'єднання двох і більш моносахаридів, таких, як глюкоза галактоза маноза, арабиноза або ксилоза. Так, з'єднуючись між собою з виділенням молекули води, дві молекули моносахаридів утворюють молекулу дисахарида. Типовими представниками цієї групи речовин є сахароза ( тростинний цукор), мальтаза (солодовий цукор), лактоза (молочний цукор). Дісахаріди по своїх властивостях близькі до моносахаридів. Наприклад, і ті, і інші добре растворимы у воді і мають солодкий смак. До числа полисахаридов належить крохмаль, глікоген, целюлоза, хітин, каллоза і ін.

Основна роль вуглеводів пов'язана з їх енергетичною функцією. При їх ферментативном розщеплюванні і окисленні виділяється енергія, яка використовується кліткою. Полісахаріди грають головним чином роль запасних продуктів і легко мобилизуемых джерел енергії ( наприклад, крохмаль і глікоген), а також використовуються як будівельний матеріал ( целюлоза, хітин). Полісахаріди зручні як запасні речовини по ряду причин: будучи нерастворимы у воді, вони не надають на клітку ні осмотичного, ні хімічного впливу, що вельми важливо при тривалому зберіганні їх в живій клітці: твердий, обезводнений стан полисахаридов збільшує корисну масу продуктів запасу за рахунок економії їх об'єму. При цьому істотно зменшується вірогідність споживання цих продуктів хвороботворними бактеріями і іншими мікроорганізмами, які, як відомо, не можуть заковтувати їжу, а всмоктують речовини всією поверхнею тіла. І нарешті, при необхідності запасні полисахариды легко можуть бути перетворений на прості цукру шляхом гідролізу.

ОБМІН ВУГЛЕВОДІВ

Вуглеводи, як вже мовилося вище, грають дуже важливу роль в організмі, будучи основним джерелом енергії. Вуглеводи поступають до нас в організм у вигляді складних полисахаридов - крохмалю, дисахаридов і моносахаридів. Основна кількість вуглеводів поступає у вигляді крохмалю. Розщепнувшися до глюкози, вуглеводи всмоктуються і через ряд проміжних реакцій розпадаються на вуглекислий газ і воду. Ці перетворення вуглеводів і остаточне окислення супроводяться звільненням енергії, яка і використовується організмом.

Розщеплювання складних вуглеводів - крохмалю і солодового цукру, починається вже в порожнині рота, де під впливом птиалина і мальтазы крохмаль розщеплюється до глюкози. В тонких кишках всі вуглеводи розщеплюються до моносахаридів.

Куті води всмоктуються переважно у вигляді глюкози і лише частково у вигляді інших моносахаридів ( галактозы, фруктоза). Їх всмоктування починається вже у верхніх відділах кишечника. В нижніх відділах тонких кишок в харчовій кашці вуглеводів майже не міститься. Вуглеводи через ворсинки слизистої оболонки, до яких підходять капіляри, всмоктуються в кров, і з кров'ю, що відтікала від тонкого кишечника, потрапляють в комірну вену. Кров комірної вени проходить через печінку. Якщо концентрація цукру в крові людини рівна 0,1%, то вуглеводи проходять печінку і поступають в загальний кровотік.

Кількість цукру в крові весь час підтримується на певному рівні. В плазмі зміст цукру складає в середньому 0,1%. В збереженні постійного рівня цукру в крові велику роль грає печінка. При рясному надходженні цукру в організм його надлишок відкладається в печінці і знов поступає в кров, коли вміст цукру в крові падає. В печінці вуглеводи містяться у вигляді глікогену.

При вживанні в їжу крохмалю рівень цукру в крові помітним змінам не піддається, оскільки розщеплювання крохмалю в травному тракті тривають тривалий час і що утворилися при цьому моносахариди всмоктуються поволі. Під час вступу значної кількості (150-200г) звичайного цукру або глюкози рівень цукру в крові різко підвищується.

Таке підвищення цукру в крові називається харчовою або аліментарною гіперглікемією. Надлишок цукру виводиться нирками, і в сечі з'являється глюкоза.

Виведення цукру нирками починається у тому випадку, коли рівень цукру в крові складає 0,15-0,18%. Така аліментарна гіперглікемія наступає звичайно після вживання великої кількості цукру і незабаром проходить, не викликаючи яких-небудь порушень в діяльності організму.

Проте при порушенні внутрішньосекреторної діяльності підшлункової залози наступає захворювання, відоме під назвою цукрової хвороби або цукрового діабету. При цьому захворюванні рівень цукру в крові підвищується, печінка втрачає здатність помітно утримувати цукор, і починається посилене виділення цукру з сечею.

Глікоген відкладається не тільки в печінці. Значна його кількість містяться також в м'язах, де він споживається в ланцюзі хімічних реакцій, що протікають в м'язах при скороченні.

При фізичній роботі споживання вуглеводів посилюється, і їх кількість в крові збільшується. Підвищена потреба в глюкозі задовольняється як розщеплюванням глікогену печінки на глюкозу і надходженням останній в кров, так і глікогеном, що міститься в м'язах.

Значення глюкози для організму не вичерпується її роллю як джерела енергії. Цей моносахарид входить до складу протоплазми кліток і, отже, необхідний при утворенні нових кліток, особливо в період зростання. Велике значення має глюкоза в діяльності центральної нервової системи. Достатньо, щоб концентрація цукру в крові знизилася до 0,04%, як починаються судоми, втрачається свідомість і т.д.; інакше кажучи, при пониженні цукру в крові в першу чергу порушується діяльність центральної