Полисахариды

Полисахариды — это высокомолекулярные оптически активные углеводы (молекулярный вес от нескольких тысяч до миллионов), молекулы которых состоят из остатков моносахаридов (см.). Это бесцветные, аморфные вещества, большинство которых легко набухает в воде, образуя вязкие коллоидные растворы. Полисахариды широко распространены в природе (наибольшее распространение имеет целлюлоза — составная часть древесины). Крахмал и некоторые другие полисахариды образуются в растениях в процессе фотосинтеза. При кислотном или ферментативном гидролизе полисахариды распадаются на простые сахара — моносахариды.

В живых организмах полисахариды служат энергетическим резервом (гликоген у животных, крахмал у растений), выполняют функции опорных элементов (хитин у насекомых и ракообразных, целлюлоза у растений). Такие полисахариды, как мукополисахариды (см.), являются природными антикоагулянтами (см.) (например, гепарин) или выполняют некоторые специальные функции. Полисахариды, особенно крахмал, являются важными составными частями пищевых продуктов. Многие полисахариды служат сырьем: крахмал — в пищевой, фармацевтической промышленности и др., целлюлоза — для производства волокон. Физиологически активные полисахариды — гепарин (см.), декстрины, камеди — используют в медицине.

См. также Мукополисахариды, Углеводы.



Что такое полисахариды (синоним: сложные сахара, полиозы, гликаны) — это углеводы, молекулы которых состоят из нескольких остатков (от двух до нескольких тысяч) одинаковых или разных моносахаридов или близких к ним веществ (дезоксисахаров, аминосахаров, уроновых кислот и т. д.).

формула полисахаридов

Общая формула наиболее распространенных полисахаридов: CnH2mOm
. Все полисахариды построены по типу гликозидов (см.): атом водорода в полуацетальном гидроксиле одной молекулы моносахарида замещается второй молекулой моносахарида, атом водорода в полуацетальном гидроксиле второй молекулы замещается третьей молекулой и т. д.

В результате при любом числе моносахаридных остатков в молекуле полисахарида обычно остается лишь один свободный полуацетальный гидроксил («альдегидное», или восстанавливающее «начало» полигликозидной цепи).

Одна полигликозидная цепь может быть присоединена через кислород своего полуацетального гидроксила к какому-либо из промежуточных моносахаридных остатков другой полигликозидной цепи; таким образом возникают разветвленные полисахариды.

Разные полисахариды отличаются степенью полимеризации, т. е. числом моносахаридных остатков в молекуле; в зависимости от этого различают: а) олигосахариды, содержащие от 2 до 9 моносахаридных остатков (дисахариды, трисахариды и т. д.) с небольшим мол. весом, хорошо растворимые в воде, обладающие сладким вкусом — полисахариды сахароподобные; б) высшие полиозы, содержащие обычно несколько сотен и даже тысяч остатков, высокомолекулярные вещества, плохо растворимые или не растворимые в воде, не имеющие сладкого вкуса.

Различаются полисахариды и наличием одинаковых или разных моносахаридных остатков [гомополисахариды (например, гликоген, клетчатка, иначе целлюлоза, амилоза состоят из остатков глюкозы; хитин — из глюкозамина; пектовая кислота — из галактуроновой кислоты) и гетерополисахариды (например, гемицеллюлозы, аравийская камедь, многие бактериальные полисахариды)].

Наличие прямой полигликозидной цепи (как в амилозе, целлюлозе) и в той или иной степени разветвленной (амилопектин, гликоген) также служит признаком различия полисахаридов. Наконец, полисахариды различают по наличию пиранозных или фуранозных колец (в инулине), по наличию α-конфигурации моносахаридных остатков (амилоза), β-конфигурации (целлюлоза) или же тех и других конфигураций (гуаран) и по наличию тех или иных гликозидных связей, соединяющих первый углеродный атом одного остатка с четвертым или другими углеродными атомами другого остатка, например связей α-1,4 (амилоза), β-1,4 (целлюлоза), α-1,6 (декстран) и т. д.

Во многих случаях в молекулах полисахаридов имеются разные гликозидные связи. По происхождению полисахариды делят на растительные, животные и полисахариды микроорганизмов (бактерий и грибков).

Являясь полигликозидами, полисахариды подвергаются гидролизу — кислотному или ферментативному. Так как в каждом моносахаридном остатке остаются свободные спиртовые гидроксилы, полисахариды могут образовать соединения типа простых и сложных эфиров, имеющих значение для идентификации, установления строения (метиловые эфиры), а также как важные в практике вещества (например, эфиры клетчатки).

Такие высшие полисахариды, как крахмал и ряд олигосахаридов (сахароза, лактоза) имеют важное пищевое значение. Многие полисахариды играют роль энергетических резервов организмов: гликоген (см.) у животных, крахмал и другие полисахариды у растений.

Ряд полисахаридов [целлюлоза (клетчатка) у растений и хитин у некоторых животных — ракообразных, насекомых] играет важную опорную роль. Многие полисахариды, особенно муко-полисахариды (см.), содержащие остатки аминосахаров и часто уроновых кислот, выполняют важные высокоспециализированные функции [например, гепарин является природным антикоагулянтом, гиалуроновая кислота (см.) несет барьерные функции, мукополисахариды группы крови (так называемые группоспецифические полисахариды) и тканей определяют их специфичность]. Многие полисахариды обладают антигенными (вызывающими иммунитет) свойствами (иммуноспецифические полисахариды). Ряд полисахаридов используется в качестве мед. препаратов: декстран (см.), гепарин (см.) и др.

Многие полисахариды имеют большое техническое значение, например целлюлоза, декстрины, пектиновые вещества, представляющие собой производные полигалактуроновой кислоты.