Что такое полисахариды и для чего они нужны
Полисахариды – что это за вещества и какие они выполняют функции в организме
Диетолог с опытом более 15 лет. Имею квалификацию нутрициолога. Составляю и.
Уж сколько девушек ругают углеводы, которые потом становятся жирком, и ты наверняка в их числе. А врага красивой фигуры надо знать в лицо.
Вообще существует четыре основных класса сложных биоорганических веществ: жиры, белки, нуклеиновые кислоты и углеводы. И к последним относят полисахариды. Наличие «сладкого» корня в этом слове совсем не значит того, что эти вещества идут в твою тарелку. К тому же, полисахариды давно уже обелили свое «лицо» – они почти не при делах в том, что касается набора веса.
Что такое полисахариды
Именно с полисахаридами связывают слова «сложные», «долгие», и это не просто так. Они долго перевариваются и не повышают уровня глюкозы в крови редко. Связано это с тем, что полисахариды с точки зрения химии – это цепочка из трех и более молекул простого углевода. На их расщепление организму требуются силы и время.
Кроме того, что полисахариды – часть энергии, благодаря которой ты живешь (на углеводы приходится 60%), у них есть еще немало полезных функций. Кофакторная, запасающая, опорная, сохраняющая влагу, структурная и защитная.
Но это еще не все о полисахаридах. Эти полезные и нужные тебе соединения делятся на два вида – усвояемые и неусвояемые. Первые представлены крахмалом, инулином, гликогеном и организмом усваиваются. А неусвояемые, которые также известны как клетчатка, представлены пектином, целлюлозой, камедью, лигнином и многими другими веществами.
Усваиваемые полисахариды
Крахмал
Это клейкое вещество тебе точно знакомо. Когда чистишь картошку и оставляешь плоды на некоторое время в вроде, вода белеет. Это все из-за крахмала. Кристаллы крахмала в холодной воде оседают, а в горячей набухают и превращают воду в студень. При растирании порошка будет слышен характерный хруст.
Особенность вещества состоит в том, что под воздействием кислот в твоем организме и тепла из крахмала высвобождается энергия, а точнее крахмал распадается до глюкозы.
В сутки тебе нужно 330-450 грамм крахмала. Его можно найти в картофеле, многих крупах, горохе, кукурузе, макаронах.
Гликоген
Этот полисахарид образуется из остатков глюкозы. А еще его нередко называют «животным» углеводом. Дело все в том, что этот полисахарид вырабатывается только в организмах животных и человека.
Главная задача гликогена состоит в запасании энергии на «черный» день. Если ты ешь достаточное количество глюкозы, то гликоген никак не задействуется. Но если ты начинаешь голодать, организм начинает использовать это вещество.
Особенно много гликогена содержится в печени. Там гликогена может доходить до 7-8% от общего состава веществ, тогда как в других органах всего 1-1,5% гликогена.
Классификация углеводов: моносахариды, дисахариды, полисахариды
В день врачи рекомендуют съедать не меньше 100 грамм гликогена. Найти его ты можешь в инжире, сахаре, меде, шоколаде, пряниках, бананах, арбузе, хурме. Но не особо увлекайся этими продуктами.
Инулин
Это вещество считают растворимой клетчаткой – за его скрабирующее действие в кишечнике. Инулин часто недооценивают, а многие вообще о нем ничего не знают. А зря. Достаточное количество этого вещества поможет тебе улучшить работу пищеварения, снизить риски заболевания диабетом II типа, предотвратить возникновение сердечно-сосудистых патологий, поддерживает плотность костей и помогает избавляться от лишних килограмм.
Инулин содержится в корешках цикория, топинамбуре, чесноке, луке, спарже и джимоке. В день рекомендуется потреблять не менее 25 грамм этого вещества. Но если продукты, содержащиеся инулин, тебе мало знакомые, лучше не пугать организм экзотикой в большом количестве. Начти с маленьких порций инулина, а затем, когда организм попривыкнет, увеличивай дозировку.
Неусваеваемые полисахариды
Арабиноксиланы (зерновые камеди)
Пусть о них ты мало знаешь, то они отлично знают тебя. Эти вещества содержаться в семенах злаковых растений, а значит, если ты ешь каши и любые мучные продукты, то зерновые камеди уже бывали в твоем организме.
Польза арабиноксиланов не так изучена, как других полисахаридов, но уже выявлено немало пользы этих веществ для твоего организма. Если ты будешь чаще есть продукты, содержащие это вещество, то уровень глюкозы в крови чаще будет стабилен, а пищеварительный тракт будет переваривать еду активнее. Также арабиноксилан помогает бороться с ожирением.
Пектин
Считается, что этому полисахариду всего 200 лет, но на самом деле человечество знает это вещество гораздо дольше. В древнеегипетских манускриптах хранится упоминание о «фруктовом льде, который не таял даже на жарком солнце». Ученые считают, что желе, которое образует пектин в кисло-сладкой или просто сладкой среде, и было тем самым «фруктовым льдом».
Пектин не усваивается организмом, как и другие неусвояемые полисахариды, но он очень полезен для микрофлоры кишечника. Но кроме этого, пектин способствует улучшению кровообращения, выводит шлаки и токсины из твоего организма, понижает уровень вредного холестерина, нормализует артериальное давление, снижает воспаление, налаживает обмен веществ и многое другое.
Такой полезный полисахарид содержится в яблоках, абрикосах, апельсинах, персиках, дынях, сливах, мандаринах, тыквах, картошке, капусте и в томатах. В день тебе можно съедать не более 15 грамм пектина. Не стоит объедаться пектинсодержащими овощами и фруктами 2013ни к чему хорошему это не приведет.
Целлюлоза
Это давно известный миру полисахарид и еще пищевая добавка. Наверняка название этого вещества вызывает у тебя ассоциации с чем-то несъедобным, но на самом деле, это очень даже пригодное в пищу вещество, которое ты частенько ешь в составе многих продуктов.
Например, целлюлозы много в продуктах на основе цельного зерна, в моркови, бобовых, сухофруктах и пшенице. Эти продукты очень полезные и благодаря целлюлозе тоже. Она действует в кишечнике как скраб, очищая стенки от остатков пищи. Тем самым целлюлоза улучшает перистальтику кишечника, выводит вредные и даже опасные вещества из организма.
Хитин
Из курса школьной биологии ты наверняка знаешь, что из этого вещества состоят панцири ракообразных и насекомых. Но вряд ли ты заешь, что это вещество нужно и твоему организму для правильного функционирования.
Хитин действует подобно клетчатке и остальным неусвояемым полисахаридам, очищает кишечник, улучшает перистальтику и пищеварение в целом. 3000 миллиграмм в день это вещества – максимум, который может переварить твой организм.
Полисахариды – углеводы, которые долго перевариваются и дольше насыщают. Если ты снизить потребление быстрых углеводов и обратишь внимание на «долгоиграющие», то заметишь положительные изменения. Лишние килограммы уйдут, а здоровье станет лучше.
Полисахарид
Отказ от ответсвенности
Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.
Описание полисахарида
Полисахариды – это сложные биоорганические вещества, принадлежащие к классу углеводов. Другое их название – гликаны.
Полисахарид представляет собой полимерную молекулу, состоящую из моносахаридных остатков, объединенных гликозидной связью. То есть это сложная молекула, цепочка которой построена из объединенных друг с другом остатков более простых углеводов. Структуру вещества может составлять разное количество мономеров: от десятков до сотен. Она бывает разветвленной и линейной.
Полисахариды плохо растворяются в воде либо совсем не растворяются. Они бывают бесцветными и соломенными, не имеют вкуса и запаха.
Функции полисахаридов
К полисахаридам относятся разнообразные вещества, выполняющие в организме человека различные функции:
Внимание! Полисахариды тяжело усваиваются в организме человека ввиду сложной структуры. Однако они крайне важны и должны присутствовать в рационе каждого человека.
Сложные углеводы улучшают пищеварение. Растворимые полимеры связываются с желчными кислотами и растворяют их, улучшая усвоение, что способствует понижению уровня холестерина в крови. Кроме того, они тормозят всасывание простых сахаров, нормализуют концентрацию липидов в крови и очищают кишечник.
Фармакологические свойства
Эко-сертифицированные полисахариды активно применяются в медицине. Они проявляют противоопухолевую, антитоксическую, противовирусную, антисклеротическую активность.
Большой интерес для медицины представляет антисклеротическое действие гликанов. Они образуют с кровяными белками комплексы, препятствующие прилипанию холестерина к сосудистым стенкам, что снижает риск атеросклероза.
Антитоксическая функция связана со способностью полимеров выводить из организма тяжелые металлы, радионуклиды, токсины, продукты метаболизма.
Отказ от ответсвенности
Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.
Полисахариды – это важный элемент жизнедеятельности любого организма. Эти вещества участвуют во всех процессах и служат главным энергетическим запасом для клеток любого типа. Данное соединение мы получаем с пищевыми продуктами, а сам элемент может распадаться на различные составные части. Молекулярная формула вещества имеет следующий вид: (С6Н10О5)n.
Полисахариды: применение и значение для организма
Полисахариды – это большая группа, которая относится к категории высокомолекулярных соединений и состоит из мономеров. Этот элемент служит главным энергетическим ресурсом и участвует в многочисленных жизненно важных процессах. Главное его действие заключается в активации иммунных процессов, сохранении формы и жизни клеток, а также создании источников энергии для жизни.
Различные типы полисахаридов
Элементы, которые состоят из большого числа моносахаридов, могут обладать разным действием, но практически все они служат необходимым звеном для нормального функционирования. Главными видами полисахаридов считаются следующие:
Крахмал. Является основным источником углеводов и выполняет роль энергетического запаса. Крахмал откладывается в виде зерен, которые используются по мере надобности и состоит из нескольких соединений с разными действием и свойствами.
Клетчатка. Не является источником углеводов, потому что ее невозможно расщепить, но она имеет огромное значение для нормализации работы желудочно-кишечного тракта.
Гликоген. Животный крахмал является используется для сцепления клеток.
Полисахариды при попадании в организм подвергаются тщательному расщеплению, и каждый полученный элемент используется в определенных целях. Формула такого вещества может быть очень сложной, и в зависимости от работы самого организма оно может распадаться на различные составляющие.
Область применения и содержание в продуктах
Полисахариды могут использоваться в различных целях. Структурные соединения служат для повышения прочности клеток, а водорастворимые необходимы для питания клеточного вещества. Человеческий организм может создавать энергетические резервы из полисахаридов и хранить их для поддержания нормальной жизнедеятельности.
Большая часть этого соединения содержится в растительной пище. Картофель, бобовые, пшеница и рис – это главные источники крахмала, а вот более сложные соединения можно получить из водорослей или некоторых видов грибов.
Экстракты такого типа создаются на основе растительных элементов, и каждое вещество обладает своими способами воздействия. В зависимости от того, какое растение было выбрано, вещество может обладать ограниченным эффектом, но все предложения такого рода помогут укрепить клеточную структуру и сделают организм более жизнеспособным.
Противопоказания к применению могут касаться только тех случаев, когда у пациента наблюдается аллергическая реакция на определенный тип пищи. Побочных эффектов у полисахаридов нет, но избыток вещества может выражаться в тошноте, быстрой утомляемости или несварении желудка. Применение можно совмещать с приемом других лекарственных препаратов, но перед началом такого лечебного курса необходимо проконсультироваться с лечащим врачом.
ПОЛИСАХАРИДЫ
Полисахариды (син.: гликаны, полиозы, сложные сахара) — имеющие большое биологическое значение высокомолекулярные углеводы, молекулы к-рых построены не менее чем из 10 моносахаридных остатков, соединенных друг с другом гликозидными связями. У животных и растительных организмов гликоген (см.) и крахмал (см.) — важнейшие резервные соединения; мукополисахариды (см.), целлюлоза (см.) и др. выполняют структурные функции. Многие биологически активные вещества — гепарин (см.), гиалуроновые кислоты (см.) и др.— также являются Полисахаридами. Чрезвычайно важную роль в питании человека играют зерновые продукты (см.), крахмал, овощи (см.), пектиновые вещества (см.), сахаристые продукты (см.), углеводы (см.), фрукты (см.), хлеб, хлебопродукты (см.), состоящие в основном из Полисахаридов или являющиеся чистыми Полисахаридама. Нарушение обмена отдельных Полисахаридов у человека приводит к развитию тяжелых заболеваний (см. Гликогенозы, Гликозидозы, Наследственные болезни).
Полисахариды широко распространены в природе и составляют основную массу органического вещества на Земле. По своему происхождению Полисахариды делятся на животные — зоополисахариды, растительные — фитополисахариды и полисахариды микроорганизмов.
С точки зрения химического строения Полисахариды являются конденсационными полимерами, которые образуются в результате последовательного присоединения друг к другу моносахаридов (см.) с отщеплением воды (см. Полимеризация). Общая формула большинства полисахаридов CnH2mOm. Мол. вес (масса) варьирует от нескольких тысяч до нескольких миллионов.
По составу Полисахариды делятся на гомополисахариды, построенные из остатков одного моносахарида, напр, из глюкозы — гликоген, крахмал, целлюлоза и др., и гетерополисахариды, построенные из остатков различных моносахаридов, напр, глюкоманнаны, гемицеллюлозы, хондроитинсульфаты и др. По строению полигликозидной цепи П. делятся на линейные (напр., амилоза, целлюлоза) и разветвленные (гликоген, амилопектин). Разнообразие П. обусловлено тем, что моносахаридные остатки в их молекулах могут находиться в пиранозной или фуранозной формах и иметь альфа- или бета-конфигурацию гликозидных центров, причем каждый из этих остатков может быть связан гликозидной связью с любой гидроксильной группой соседнего моносахаридного остатка. П. входят в состав молекул смешанных биополимеров, которые, кроме углеводной, содержат белковую (см. Гликопротеиды) или липидную (см. Гликолипиды) компоненты. Систематической хим. номенклатуры П. нет, в основу существующей номенклатуры П. положен рациональный принцип: к названию составляющего П. моносахарида или к названию последнего моносахаридного остатка добавляется окончание «-ан»: D-глюкан, L-apaбино-D-галактан и др.
Полисахариды — обычно бесцветные аморфные вещества, не имеющие сладкого вкуса; они делятся на нерастворимые в воде и растворимые, которые в воде легко набухают и образуют вязкие коллоидные р-ры, обладающие оптической активностью. Даже в полярных органических растворителях (формамиде, метаноле, этаноле и др.) П. плохо растворимы. Большинство П. относительно устойчиво в щелочной среде, а к-тами или специфическими ферментами гидролизуются до моносахаридов (см.) и олигосахаридов (см.).
В молекуле П. содержится только один восстанавливающий свободный полуацетальный гидроксил, поэтому восстанавливающие свойства у П. проявляются очень слабо. Свободные гидроксильные группы П. могут ацилироваться и алкилироваться, при окислении йодной к-той П. образуют альдегидные группировки.
Биосинтез Полисахаридов в организме человека и животных осуществляется гл. обр. путем ферментативного трансгликозилирования с участием нуклеотиддифосфатсахаров, моносахаридный остаток к-рых переносится на растущую полисахаридную цепь, в качестве доноров гликозильных остатков могут также выступать фосфаты сахаров. Гетерополисахариды могут синтезироваться с участием липидных и нуклеотидных переносчиков, которые образуют повторяющиеся звенья, под действием фермента полимеразы соединяющиеся в молекулу гетерополисахарида. Разветвленные гомополисахариды образуются из линейных П. путем внутримолекулярной ферментативной перестройки.
В организме человека и животных резервные и питательные П. расщепляются до моносахаридов или фосфатов сахаров гл. обр. под действием фосфорилаз, а также эндо- и экзоамилаз (см. Углеводный обмен).
Полисахариды обладают антигенными свойствами. Эти свойства П. в высокой степени зависят от их молекулярной структуры. Особое значение для медицины имеет изучение бактериальных полисахаридов (см. Бактерии) и липополисахаридов (см.).
Бактериальные П. обладают ярко выраженными антигенными свойствами: при введении в организм они индуцируют иммунные ответы и реагируют с соответствующими антителами. Иммунный ответ на П. характеризуется рядом особенностей, отличающих его от иммунного ответа на антигены полипептидной природы. П. вызывают продукцию антител у экспериментальных животных уже при однократном введении малой дозы (доли микрограмма); синтез антител начинается очень рано — через трое суток после иммунизации, причем обычно синтезируются антитела как IgM-, так и IgG-класса. Образование антител в первые дни после иммунизации происходит очень интенсивно, а затем снижается и продолжается на низком уровне в течение длительного времени. Большинство бактериальных П. (полисахариды пневмококков, Vi-антиген S. typhi, специфические полисахариды менингококков) являются тимус-независимыми, т. e. антитела к ним продуцируются В-лимфоцитами без участия Т-лимфоцитов. В то же время продукция антител к этим антигенам контролируется особой субпопуляцией лимфоцитов — T-супрессорами.
К полисахаридным антигенам относительно легко может быть создана иммунологическая толерантность, причем она часто обусловлена появлением и функционированием T-супрессоров.
Выраженная иммунол. активность бактериальных П. послужила основой их применения в медицинской практике в качестве так наз. химических вакцин. Вакцины из полисахаридов клеточной стенки пневмококков, менингококков, S. typhi, Haemophilus influenzae обладают высокой эффективностью.
Мокренко А. И. Первичный и вторичный иммунный ответ мышей на полисахаридные антигены менингококков серогрупп А и С, Журн, микр., эпид, и иммун., № 4, с. 72, 1980, библиогр.; Стейси М. и Баркер С. Углеводы живых тканей, пер. с англ., М., 1965; Степаненко Б. Н. Химия и биохимия углеводов (полисахариды), М., 1978; Gоtsсhliсh I. а. o. The immune responses to bacterial polysaccharides in man, в кн.: Antibodies in human diagnosis and therapy, ed. by E. Haber а. В. M. Krause, p. 391, N. Y., 1977, bibliogr.; Whistler R. L. a. Smart C. L. Polysaccharide chemistry, N. Y., 1953.
В. К. Городецкий; H. А. Краскина (имм.).
ПОЛИСАХАРИДЫ
(гликаны), полимерные углеводы, молекулы к-рых построены из моносахаридных остатков, соединенных гликозидными связями.
Степень полимеризации П. составляет от 10-20 до неск. тысяч остатков. Каждый моносахаридный остаток в составе П. может находиться в пиранозной или фуранозной форме и иметь а- или р-конфигурацию гликозидного центра (см. Моносахариды). Моносахаридный остаток способен образовывать одну гликозидную связь с соседним моносахаридом, но может предоставить неск. гидроксильных групп для присоединения др. моносахаридов. В соответствии с этим, как и в случае олигосахаридов, молекулы П. могут быть линейными или разветвленными. Линейные П. имеют один невосстанавливающий и один восстанавливающий конец; в разветвленных П. также м. б. только один восстанавливающий конец, тогда как число невосстанавливающих концевых моносахаридных остатков на 1 превышает число разветвлений. Благодаря гликозидной гидроксигруппе восстанавливающего конца молекулы П. могут присоединяться к молекулам неуглеводной природы, напр. к белкам и пептидам с образованием гликопротеинов и протеогликанов, к липидам с образованием липополисахаридов и гликолипидов и т. д.; в сравнительно редких случаях наблюдается образование циклических П.
Гидрокси-, карбокси- и аминогруппы моносахаридных остатков, входящих в П., в свою очередь могут служить местами присоединения неуглеводных группировок, таких, как остатки орг. и неорг. к-т (с образованием ацетатов, сульфатов, фосфатов и др.), пировиноградной к-ты (образующей циклич. ацетали), метанола (образующего сложные эфиры с уроновыми к-тами) и т. д.
П., построенные из остатков только одного моносахарида, наз. гомополисахаридами (гомогликанами); в соответствии с природой этого моносахарида различают глю-каны, маннаны, галактаны, ксиланы, арабинаны и др. Полное название П. должно содержать информацию об абс. конфигурации входящих в его состав моносахаридных остатков, размере циклов, положении связей и конфигурации гликозидных центров; в соответствии с этими требованиями строгим назв., напр., целлюлозы будет поли(1 : 4)-b-D-глюкопиранан.
П., построенные из остатков двух и более моносахаридов, наз. гетерополисахаридами (гетерогликанами). К ним относятся глюкоманнаны, арабиногалактаны, араби-ноксиланы и др. Строгие назв. гетерогликанов (а также и гомополисахаридов, содержащих разветвления или неск. типов связей) громоздки и неудобны в употреблении; обычно пользуются широко распространенными тривиальными назв. (напр., гепарин, гликоген, инулин, ламтаран, хитин), а для изображения структурных ф-л часто применяют сокращенную запись (см. также Олигосахариды):
Галактоманнан; a-D-галактопирано-b-D-маннопиранан (Manp и Galp- соотв. остатки маннозы и галактозы в пиранозной форме)
4-О-Метилглюкуроноксилан; (4-О-метил)-a-D-глюкопиран-уроно-b-D-ксилопиранан (Xylp и GlcpA-соотв. остатки ксилозы и глюкуроновой к-ты в пиранозной форме, Me = СН 3 )
Гиалуроновая к-та, глюкозаминоглюкуроногликан; 2-ацет-амидо-2-дезокси-b-D-глюкопирано-b-D-глюкопирануроно-гликан [Ас = СН 3 С(О)]
П. в природе составляют главную массу орг. в-ва, находящегося в биосфере Земли. Они выполняют в живых организмах три важнейших типа биол. ф-ций, выступая в роли энергетич. резерва, структурных компонентов клеток и тканей или же защитных в-в.
Хорошо известными резервными П. являются крахмал, гликоген, фруктаны, галактоманнаны и нек-рые р-глюканы. Эти П. способны быстро гидролизоваться имеющимися в клетках ферментами, и их содержание сильно зависит от условий существования и стадии развития организма.
Структурные П. можно разделить на два класса. К первому относят нерастворимые в воде полимеры, образующие волокнистые структуры и служащие армирующим материалом клеточной стенки (целлюлоза высших растений и нек-рых водорослей, хитин грибов, b-D-ксиланы и b-D-ман-наны нек-рых водорослей и высших растений). Ко второму классу относят гелеобразующие П., обеспечивающие эластичность клеточных стенок и адгезию клеток в тканях. Характерными представителями этого класса П. являются сульфатир. гликозаминогликаны (мукополисахариды) соединит. ткани животных, сульфатир. галактаны красных водорослей, альгиновые к-ты, пектины и нек-рые гемицеллюло-зы высших растений.
К защитным П. относят камеди высших растений (гетеро-полисахариды сложного состава и строения), образующиеся в ответ на повреждение растит. тканей, и многочисл. внеклеточные П. микроорганизмов и водорослей, образующие защитную капсулу или модифицирующие св-ва среды обитания клеток.
Биосинтез П. Все разнообразие структур природных П.-результат трех типов биосинтетич. процессов. Первым из них служит последоват. перенос отдельных моносахаридных остатков от нуклеотидсахаров на растущую цепь с участием специфич. ферментов гликозилтрансфераз, обеспечивающих необходимое положение и стереохимию образующейся гли-козидной связи; таким способом синтезируются как моно тонные последовательности моносахаридных остатков в го могликанах, так и лишенные признаков регулярности гете-рополисахаридные цепи гликопротеинов.
Второй тип-сборка олигосахаридного «повторяющегося звена» по первому типу р-ций и его последующая полимеризация с образованием строго регулярных полимерных молекул, характерных для полисахаридных цепей липополисахаридов грамотрицательных бактерий или для бактериальных капсульных П.
Наконец, П., построенные по первому или второму типу, могут испытывать постполимеризац. модификации (третий тип биосинтеза), к-рые включают замещение атомов Н гид-роксильных групп на ацильные остатки (ацетилирование, сульфатирование), присоединение боковых моно- и олигоса-харидных остатков и даже изменение конфигурации отдельных моносахаридных звеньев [таким путем в результате эпимеризации при атоме С-5 образуются остатки L-гулуро-новой к-ты из D-маннуроновой в составе альгинатов (см. Альгиновые кислоты), а также остатки L-идуроновой к-ты из D-глюкуроновой в составе мукополисахаридов]. Последние р-ции часто приводят к нарушению (маскировке) первонач. регулярности цепей П. и к образованию нерегулярных (мн. гемицеллюлозы) или блочных (альгиновые к-ты, мукополисахариды) структур.
Свойства. Большинство П.-бесцв. аморфные порошки, разлагающиеся при нагр. выше 200 °С. П., молекулы к-рых обладают разветвленной структурой или имеют полианионный характер благодаря карбоксильным или сульфатным группам, как правило, достаточно легко раств. в воде, несмотря на высокие мол. массы, тогда как линейные П., обладающие жесткими вытянутыми молекулами (целлюлоза, хитин), образуют прочные упорядоченные надмолекулярные ассоциаты, в результате чего практически не раств. в воде. Известны промежут. случаи блочных молекул П., в к-рых одни участки склонны к межмол. ассоциации, а другие-нет; водные р-ры таких П. при определенных условиях переходят в гели (пектины, альгиновые к-ты, кар-рагинаны, агар).
Р-римые П. можно осадить из водных р-ров смешивающимися с водой орг. р-рителями (напр., этанолом, метанолом, ацетоном). Р-римость конкретного П. определяет методику выделения его из прир. объекта. Так, целлюлозу и хитин получают, отмывая подходящими реагентами все сопутствующие в-ва, тогда как прочие полисахариды вначале переводят в р-р и выделяют затем фракционным осаждением р-рителями, с помощью образования нерастворимых комплексов или солей, ионообменной хроматографией и т. д.
Солюбилизация сложных надмолекулярных комплексов (напр., П. клеточных стенок) требует подчас достаточно жестких условий, не исключающих расщепления нек-рых хим. связей. Выделенные полисахаридные препараты обычно представляют собой смеси полимергомологичных молекул; в случае нерегулярных П. дополнит. фактором неоднородности служит т. наз. микрогетерогенность-различия отдельных молекул друг от друга по степени протекания постполимеризац. модификаций.
Из хим. р-ций П. важное значение имеет гидролиз глико-зидных связей под действием разб. минер. к-т, позволяющий получить моносахариды, входящие в состав П. В отличие от олигосахаридов, восстанавливающие св-ва или мутарота-ция (связанные с наличием в молекуле концевой карбонильной группы) в П. проявляются слабо из-за их больших мол. масс. Наличие множества гидроксильных групп позволяет проводить р-ции алкилирования или ацилирования; нек-рые из них имеют существ. значение для установления строения или практич. использования П.
Установление строения. Установление первичной структуры П. складывается из последоват. решения трех задач: определения состава, типов связей между моносахаридами и последовательности отдельных моносахаридных звеньев. Первая задача решается гидролизом и количеств. определением (одним из видов количеств. хроматографии, а в отдельных случаях-с помощью фотоколориметрии) всех входящих в состав П. моносахаридов, а также неуглеводных заместителей (если они имеются).
Для определения типов связей между моносахаридами обычно служит метод метилирования, к-рый заключается в превращении всех своб. гидроксильных групп П. в метиловые эфиры. Поскольку эти группировки устойчивы в уcловиях кислотного гидролиза гликозидных связей, то гидролиз метилированного П. дает набор метиловых эфиров моносахаридов. Они различаются числом групп СН 3 в зависимости от положения-моносахаридного остатка в полимерной молекуле. Так, концевые невосстанавливающие остатки гексоз дают тетра-О-метилпроизводные, остатки гексоз из линейных участков цепей-три-О-метилпроизводные, из точек разветвления-ди-О-метилпроизводные и т. д. Наличие своб. гидроксильных групп в метилированных моносахаридах обусловлено тем, что в родоначальном П. эти гидроксилы участвовали в образовании либо циклич. фо’рм моносахаридов (пиранозных или фуранозных), либо гликозидных связей. Поэтому определение положения групп СН 3 (а следовательно, и гидроксильных) в каждом таком производном позволяет в принципе установить размер цикла родоначаль-ного моносахаридного остатка в полимерной цепи и место замещения его соседним моносахаридным остатком (или остатками).
Существующие методики метилирования П. (напр., метод Хакомори- действие NaH в ДМСО и затем СН 3 I) обладают весьма высокой эффективностью и пригодны для микроколичеств в-ва. Анализ продуктов метилирования проводится с применением хромато-масс-спектрометрии и дает надежные сведения о положении групп СН 3 в производных моносахаридов.
Сведения о конфигурации гликозидных центров и последовательности моносахаридных остатков в полимере получают, проводя частичное расщепление молекул П. и устанавливая строение образующихся при этом олигосахаридов. Универсальным методом расщепления является частичный кислотный гидролиз, однако в общем случае он дает сложные смеси олигосахаридов с небольшими выходами. Лучшие результаты получаются при более специфич. воздействии на молекулу П. хим. реагентами (ацетолиз, сольволиз безводным HF) или ферментами.
Своеобразный способ фрагментации молекул П.-расщепление по Смиту, включающее периодатное окисление, восстановление полученного полиальдегида в полиол действием NaBH 4 и мягкий кислотный гидролиз, разрушающий ацетальные группировки (но не гликозидные связи моносахаридов, не затронутых периодатным окислением). Метод Смита часто позволяет получить фрагменты молекул П., недоступные при обычном кислотном или ферментативном гидролизе (стадия образования полиальдегидов не показана):
С хим. методами установления первичной структуры П. успешно конкурирует спектроскопия ЯМР. Спектры ПМР и ЯМР 13 С содержат ценнейшую информацию о функцион. Составе П., положениях межмономерных связей, размерах циклов моносахаридных остатков, конфигурациях гликозидных центров и последовательности моносахаридов в цепи; из спектров ЯМР 13 С можно определить абс. конфигурации отдельных моносахаридных остатков (если известны абс. конфигурации соседних звеньев), а также получить данные о регулярном строении П. Если известен моносахаридный состав линейного регулярного П., построенного из повторяющихся олигосахаридных звеньев, то задача установления его полного строения по спектру ЯМР успешно решается с помощью соответствующих компьютерных программ.
Др. физ.-хим. методы исследования применяются для определения мол. масс П. (вискозиметрия, светорассеяние, ультрацентрифугирование) и конформации молекул в твердом состоянии (рентгенография напряженных волокон или пленок).
Синтез П. Синтез природных П. и их аналогов представляет интерес для установления связи их строения и биол. активности, в первую очередь иммунологич. св-в бактериальных П.
Поликонденсация моносахаридов под действием кислых катализаторов приводит к полимерным продуктам, содержащим хаотич. набор межмономерных связей, катионная полимеризация защищенных 1,6-ангидридов гексоз-к линейным 1,6-связанным П. Для общего решения задачи направленного синтеза сложных природных П. необходимы методы стереоспецифич. гликозилирования, пригодные для полимеризации или поликонденсации олигосахаридов.
Поскольку обе группировки (тритиловую и цианоэтилидено-вую) можно ввести в одну молекулу моно- или олигосахари-да, поликонденсация такого производного приводит к П. заданного строения. Этим путем были синтезированы П., содержащие ди-, три- и тетрасахаридные повторяющиеся звенья, в т. ч. идентичные природным П. бактериального происхождения.
Др. перспективный подход к синтезу П.-химико-ферментативный метод, в к-ром наиб. трудные стадии получения олигосахаридных предшественников или их полимеризация проводятся с использованием соответствующих ферментов. Показано, что этим путем можно получать не только природные П., но и их аналоги; недостатком метода является сравнительно малая доступность необходимых ферментов.
Крахмал используют в пищ. пром-сти, где находят применение в качестве текстурир. агентов также пектины, альгина-ты, каррагинаны и галактоманнаны. Перечисленные П. имеют растит. происхождение, но с ними все успешнее конкурируют бактериальные П., получаемые в результате пром. микробиол. синтеза (ксантан, образующий стабильные высоковязкие р-ры, и другие П. со сходными св-вами).
Весьма перспективны разнообразные техн. применения хитозана (кагионного П., получаемого в результате дезаце-тилирования прир. хитина).
Многие П. применяют в медицине (агар в микробиологии, гидроксиэтилированный крахмал и декстраны в качестве плазмозамещающих р-ров, гепарин как антикоагулянт, нек-рые глюканы грибов как противоопухолевые и иммуностимулирующие агенты), биотехнологии (альгинаты и каррагинаны как среда для иммобилизации клеток) и лаб. технике (целлюлоза, агароза и их производные как носители при разл. способах хроматографии и электрофореза).
Лит.: Химия углеводов, М., 1967, с. 477-624; Прогресс химии углеводов, М., 1985; The polusaccharides, ed. by G.O. Aspinall, v. 1-3, N.Y., 1982-85.