Koji su ugljikohidrati uloga ugljikohidrata u ljudskom tijelu

Kemijska svojstva ćelije koje čine živi organizmi ovisi prvenstveno o broju atoma ugljika čine do 50% od suhe težine. Atoma ugljika su glavne organske materije: proteini, nukleinske kiseline, masti i ugljikohidrata. Potonji grupa uključuje karbonil spoj i vode odgovara formuli (CH ₂ O) _n, gdje je n jednak ili veći od tri. Pored ugljenika, vodonika i kiseonika, u molekulu može uključivati fosfor, azot, sumpor. U ovom članku, mi ispitati ulogu ugljenih hidrata u organizmu, kao i karakteristike njihove strukture, svojstva i funkcije.

klasifikacija

Ova grupa spojeva u biohemije su podijeljeni u tri klase: jednostavni šećeri (monosaharidi), polimerni spojevi sa glikozidne povezanost - oligosaharidi i biopolimera visoke molekularne težine - polisaharide. Gore navedene klase supstanca koja se nalazi u različitim vrstama stanica. Na primjer, postoje glukoze i škroba u pogonu strukturama, glikogena - u ljudskim hepatocitima, i ćelijske zidove gljiva, u hitin - u vanjskom skeletu člankonožaca. Sve gore navedene tvari - su ugljikohidrati. Uloga ugljikohidrata u organizmu je univerzalan. Oni - glavni dobavljač energije za vitalne procese biljnih ćelija, bakterije, životinje i ljude.

monosaharide

Imaju opće formule C _n H _{2 n} O _n i su podijeljeni u grupe ovisno o broju atoma ugljika u molekuli: trioses, tetroses, pentoze, i tako dalje. Kao dio ćelije organela i citoplazmi jednostavnih šećera imaju dvije prostorne konfiguracije: linearna i kružna. U prvom slučaju, atoma ugljika su povezani jedan sa drugim preko kovalentne veze sigma i oblik zatvorene petlje, u drugom slučaju ugljen kostur nije zatvoren i možda grananje. Da biste utvrdili koja je uloga ugljenih hidrata u organizmu, smatraju najčešći od njih - pentoza i heksoza.

Izomeri: glukozu i fruktozu

Oni imaju istu molekularnu formulu C ₆ H ₁₂ O _6, ali različite vrste strukturnih molekula. Mi smo ranije zove primarna uloga ugljikohidrata u živim organizmima - energija. Gore navedene supstance su podijeljene po ćeliji. Rezultat je oslobađanje energije (17,6 kJ od jednog grama glukoze). Osim toga, 36 molekula ATP se stvara. glukoze raspadanja javlja na membrane (cristae) mitohondrija i predstavlja lanac enzimskih reakcija - u Krebs ciklusa. On je važan dio deasimilacije teče u sve ćelije heterotrofnih eukariotskih organizama.

Glukoza se formira miocita u sisara zbog cijepanja u glikogen. U budućnosti, ona se koristi kao lako razgradive tvari i pružanje ćelije energijom - to je glavna uloga ugljikohidrata u organizmu. Biljke su phototrophs i samostalno formirati glukoze tijekom fotosinteze. Ove reakcije se nazivaju Calvin ciklusa. Početni materijal je ugljen-dioksida i akceptora - ribolozodifosfat. Sinteza glukoze nastaje u matrici hloroplasta. Fruktoza, imaju istu molekularnu formulu kao glukoza, sadrži u molekulu funkcionalne grupe ketona. Ona je slađe od glukoze, i nalazi se u med i sok od bobica i voća. Dakle, biološku ulogu ugljenih hidrata u organizmu leži prije svega u njegovu upotrebu kao brz izvor energije.

Uloga nasleđa u pentose

Razmotrimo još jedna grupa monosaharida - riboze i deoxyribose. Njihova jedinstvenost leži u činjenici da su oni dio polimera - nukleinske kiseline. Za sve organizme, uključujući i ne-ćelijski oblicima života, DNK i RNK su glavni nosioci nasljednih informacija. Riboze je uključena u RNK molekula i deoxyribose nukleotida sadržane u DNK. Shodno tome, biološka uloga ugljikohidrata u ljudskom tijelu je da su uključeni u formiranju jedinice nasleđa - gena i kromosoma.

Uzoran pentose sadrži aldehid grupe i raširena u biljnom carstvu su ksiloza (sadržane u stabljike i sjemena), alfa-arabinoze (pohranjeni u desni kamena voćaka). Dakle, distribucije i biološku ulogu ugljenih hidrata u organizmu viših biljaka su dovoljno veliki.

Što je oligosaharidi

Ako ostaci molekula monosaharida, kao što su glukoza ili fruktoza, povezani kovalentne veze, formiranog oligosaharidi - polimerni ugljenih hidrata. Uloga ugljikohidrata u tijelu i biljaka i životinja varirao. Ovo se posebno odnosi na disaharida. Najčešći među njima su saharoza, laktoza, maltoza i trehaloze. Dakle, saharoze, inače poznat kao trske ili šećerne repe, koje se nalaze u biljkama kao rješenje i pohranjeni u svoje korijene ili stabljika. Hidroliza formiranog molekula glukoze i fruktoze. Mlečni šećer, laktoza je životinjskog porijekla. Za neke ljude, ne postoji netolerancija na ovu supstancu u vezi sa hyposecretion enzima laktaze, koji ruši galaktoze šećer mlijeko i glukoze. Uloga života organizma raznovrsne ugljenih hidrata. Na primjer, disaharid trehaloze, sastoji se od dva glukoze ostataka, dio hemolimfom rakova, pauka, insekata. Ona se javlja u ćelijama gljivica i nekih algi.

Još jedna disaharid - maltozu, ili slada šećer, sadržana je u caryopses ječma ili raži u njihovim klijanja, to je molekula koja se sastoji od dva glukoze ostataka. Ona se formira propadanje biljnog ili životinjskog škroba. U tankom crijevu ljudi i sisara maltoza cepane enzimom - maltase. U svom odsustvu u gušterače sok pojavi patologija uzrokovane netolerancijom na hranu škrob glikogen ili povrća. U ovom slučaju, poseban režim ishrane i dodaje ishrani samog enzima.

Složenih ugljenih hidrata u prirodi

Oni su vrlo raširena, posebno u svijetu povrća, su biopolimera i imaju visoke molekularne težine. Na primjer, škrob je 800 000, au celuloze - 1 600 000. polisaharide se razlikuju u sastavu monomera, polimerizacije stepen, i dužine lanca. Za razliku od jednostavnih šećera i oligosaharida koji su lako topiv u vodi i imaju sladak ukus, polisaharide hidrofobne i neukusna. Uzmite u obzir ulogu ugljenih hidrata u ljudskom tijelu kao primjer glikogena - životinja škroba. To je sintetiziran od glukoze i zadržana u hepatocitima i skeletnih mišićnih ćelija, gdje njegov sadržaj je dvostruko veća nego u jetri. Formiranjem glikogena su u stanju da potkožno masno tkivo, neurocytes i makrofaga. Još jedan polisaharid - povrće škrob je proizvod fotosinteze i proizvodi se u plastids zelene.

Od samog početka ljudske civilizacije, glavni dobavljači skroba su vrijedne kulture: riža, krompir, kukuruz. Oni su i dalje osnova ishrane velike većine ljudi na Zemlji. To je razlog zašto je tako vrijedan ugljikohidrata. Uloga ugljikohidrata u organizmu je, kao što smo vidjeli, u njihovoj primjeni kao gladne energije i brzo probavljive organske materije.

Postoji grupa polisaharida koji su monomera ostataka hijaluronsku kiselinu. Oni se nazivaju pektina i da su građevinski materijal biljnih ćelija. Posebno bogat u njima kore jabuke, repa. Cellular tvari pektini reguliraju intracelularne pritisak - turgor. U konditorskoj industriji, oni se koriste kao želiranje i zgušnjavanje u proizvodnji visoko kvalitetnih sorti belog sleza i žele. Ishrane koristi kao biološki aktivnih supstanci je dobro izracunavanju toksine iz debelog crijeva.

Što je glikolipida

To je zanimljiva skupina kompleksnih spojeva ugljikohidrata i masti koje se nalaze u nervnog tkiva. Sastoji se od mozga i kičmene moždine sisara. Glikolipida se mogu naći u sastavu ćelijskih membrana. Na primjer, bakterije su uključeni u ćeliji ćelija kontakata. Neki od ovih spojeva je da se antigene (supstance koje otkriti Landsteiner AB0 sistem krvne grupe). U ćelijama životinja, biljaka i ljudi, osim glikolipida, prisutni su i različite masti molekula. Oni obavljaju prvenstveno energije funkciju. Nakon cijepanja jednog grama masti 38,9 kJ energije se oslobađa. funkcija struktura (dio stanične membrane) lipida također karakterizira. Dakle, ove funkcije obavljaju ugljikohidrata i masti. Njihova uloga u organizmu je vrlo visoka.

Uloga ugljikohidrata i lipida u organizmu

Ljudskih i životinjskih ćelija može se uočiti interkonverziju polisaharida i masti se javljaju kao rezultat metabolizma. Naučnici i nutricionisti otkrili da prekomjerne unos skroba namirnica dovodi do akumulacije masti. Ako osoba ima poremećaj pankreasa u smislu izolacije ili amilaze vodi sjedeći način života, masa može biti vrlo velik. Podsjetimo da je ugljenih hidrata hrane bogate je oborio uglavnom u duodenumu u glukozu. Ona apsorbuje kapilare resica tankog crijeva i pohranjuje u jetri i mišićima kao glikogen. Intenzivnije razmjene tvari u organizmu, to više što je podijeljen u glukozu. onda se koristi kao primarne ćelije, energetski materijal. Ova informacija daje odgovor na pitanje ulogu koju ugljenih hidrata, ljudsko tijelo.

Značenje glikoproteina

Jedinjenja ove grupe supstanci predstavlja kompleks ugljikohidrata + proteina. Nazivaju se glycoconjugates. Ova antitijela, hormona, membrane strukture. Najnovije biokemijske studije su utvrdili da ako glikoproteina početi mijenjati svoj izvorni (prirodni) struktura, to dovodi do razvoja ove složene bolesti kao što su astma, reumatoidni artritis, rak. Uloga glycoconjugates u metabolizmu ćelije je visoka. Na primjer, interferona inhibira umnožavanje virusa, imunoglobulina štite organizam od patogena. krv proteini također spadaju u ovu grupu supstanci. Oni pružaju zaštitu i buffering svojstva. Sve navedene funkcije potvrđuje i činjenica da je fiziološka uloga ugljikohidrata u organizmu je raznolika i izuzetno važno.

Gdje i kako se formiraju ugljikohidrata

Glavni dobavljači jednostavnih i složenih šećera - zelena biljka: alge, viši spora, golosemenice i cvjetanje. Svi oni sadrže pigment klorofil ćelije. On je dio tilakoida - strukture hloroplasti. Ruski naučnik KA Timiryazev proučavao proces fotosinteze, što dovodi do formiranja ugljenih hidrata. Uloga ugljikohidrata u tijelu biljke je akumulacija škroba u plodu, sjemenke i lukovice, odnosno, u vegetativnih organa. mehanizam fotosinteze je prilično komplikovana, a sastoji se od niza enzimskih reakcija koje se odvijaju kako u svjetlu i po mraku. Glukoza je sintetiziran od ugljen-dioksida pod djelovanjem enzima. Heterotrofnih organizama koriste zelene biljke kao izvor hrane i energije. Dakle, biljke su prva karika u svim lancima hrane i nazivaju proizvođača.

Ćelije heterotrofnih organizama ugljikohidrata sintetiziran u glatko kanala (agranular) endoplazmatičnog retikulum. Onda su se koriste kao energetski i građevinski materijal. U biljne ćelije ugljikohidrata dodatno formirana u Goldžijevog, a zatim idite na formiranje celuloznih zid ćelije. U procesu probave spoj životinja kičmenjaka bogata ugljenim hidratima, djelomično oborio u usta i želudac. Glavni deasimilacije iste reakcije javljaju u duodenumu. Kako sada stvari stoje gušterače sok sadrži amilaza enzim koji cijepa skrob na glukozu. Kao što je već ranije rekao, glukoze se apsorbira u krv u tankom crijevu, a prostire se sve ćelije. Ovdje se koristi kao izvor energije i konstrukcijskog materijala. Ovo objašnjava ulogu koju ugljenih hidrata igraju u organizmu.

Nadmembrannye kompleksi heterotrofnih ćelije

Oni su karakteristične životinja i gljiva. Hemijski sastav i molekularna organizacija ovih struktura predstavljeni su spojevi, kao što su masti, proteina i ugljikohidrata. Uloga ugljikohidrata u organizmu - to je uključen u metabolizam energije i izgradnju membrana. Ljudskih i životinjskih ćelija imaju posebnu strukturna komponenta zove glycocalyx. Ovaj tanki površinski sloj sastavljen od glikolipida i glikoproteina u vezi sa citoplazmatski membrane. On pruža direktnu vezu sa vanjskim ćelija. Evo percepcije podražaja i ekstracelularnog probavu. Zbog njihove ljuske ćelije ugljenih hidrata drže jedni druge formiranje tkanine. Ovaj fenomen se zove prianjanje. Također dodaju da je "repovi" ugljikohidrata molekula naći na površini ćelije i usmjerene su u intersticijalnoj tečnosti.

Druga grupa heterotrofnih organizama - gljivice aparat također ima površinu, pod nazivom zid ćelije. To uključuje složene šećere - hitin, glikogen. Neke vrste gljiva sadrže rastvorljiva ugljikohidrata, kao što su trehaloze, pod nazivom šećer gljiva.

U jednoćelijskih životinja, kao što su ciliates, površinski sloj - pellicle sadrži oligosaharida kompleksa proteina i lipida. Neki jednostavni pellicle dovoljno tanka i ne sprečava promjene u obliku tijela. Ali u drugima ne zgusne i postaje jak kao oklop, noseći zaštitnu funkciju.

Plant zida ćelije

Takođe sadrži velike količine ugljikohidrata, posebno celuloza prikupljeni snopove vlakana. Ove strukture formiraju okvir, uronjen u koloidnom matricu. Sastoji se uglavnom od oligosaharida i polisaharida. Ćelija zidovi povrća ćelije mogu lignificated. U ovom slučaju, prostor između greda su puni celuloze drugih ugljikohidrata - lignina. To povećava podržava funkciju stanične membrane. Često, posebno u višegodišnjih drvenastih biljaka, vanjski sloj koji se sastoji od celuloze obložen tvari bez masti kao što je - suberina. To sprečava prodiranje vode u biljnom tkivu, tako da je u osnovi ćelije brzo izumrijeti i prekriven slojem pluta.

Ukratko, vidimo da je u zidu biljke ćeliji su usko povezani ugljikohidrata i masti. Njihova uloga u phototrophs tijelo potcjenjivati jer glycolipid kompleksi pružaju podrške i zaštitnu funkciju. Mi ćemo proučavati razne ugljenih hidrata, specifične za Monera kraljevstvo organizama. To uključuje prokariota, kao što su bakterije. Njihov zid ćelija sadrži ugljenih hidrata - murein. Ovisno o površini strukture aparata je podijeljena u bakterija gram-pozitivne i gram-negativne.

Struktura druge grupe je složeniji. Ove bakterije imaju dva sloja: plastika i krute. Prvi sadrži mukopolisaharida, npr murein. Njegova molekuli imaju oblik velikih mrežnih struktura, formiranje kapsulu oko bakterijske ćelije. Drugi sloj se sastoji od peptidoglikanskog - spoj polisaharide i proteina.

Lipopolisaharidi ćelijskog zida omogućavaju bakterijama da se čvrsto drže različitih supstrata, na primer, zubnom zrnu ili membrani eukariotskih ćelija. Pored toga, glikolipidi promoviraju koheziju bakterijskih ćelija među sobom. Na taj način, na primjer, formiraju se lanci streptokoksa, klasteri stafilokoksa, i pored toga, neke vrste prokariota imaju dodatnu mukozu - peplos. Sadrži polisaharide u svom sastavu i lako se uništava dejstvom tvrdog zračenja ili dodirom nekim hemikalijama, na primjer antibiotike.