Što su ugljikohidrati uloga ugljikohidrata u ljudskom tijelu

Kemijska svojstva stanica koja čine živi organizmi ovise prvenstveno o broju atoma ugljika koji čini do 50% prema suhoj težini. Atomi ugljika su glavne organske tvari: proteini, nukleinske kiseline, lipide i ugljikohidrate. Ova posljednja skupina uključuje karbonilnog spoja i vode koji odgovara formuli _(CH2 O) _n, gdje je n jednak ili veći od tri. Osim ugljika, vodika i kisika, u molekuli mogu uključivati fosfora, dušika, sumpora. U ovom članku ćemo ispitati ulogu ugljikohidrata u ljudskom tijelu, kao i karakteristike njihove strukture, svojstava i funkcija.

klasifikacija

Ove skupine spojeva u biokemije su podijeljeni u tri klase: jednostavne šećere (monosaharidi), polimerni spojevi sa glikozidnom vezom - oligosaharida i biopolimera visoke molekularne težine - polisaharida. Navedene kategorije tvari nalazimo u različitim vrstama stanica. Na primjer, glukoza i škrob u biljnim strukture, glikogen - u ljudskim hepatocitima i stanične stijenke gljiva je hitina - u vanjskim kostur člankonožaca. Sve gore navedene tvari - su ugljikohidrati. Uloga ugljikohidrata u tijelu je univerzalna. Oni - glavni dobavljač energije za vitalne procese biljnih stanica, bakterija, životinja i ljudi.

monosaharidi

Imaju opću formulu C _{n H2N} O, _N i podijeljeni su u skupine ovisno o broju atoma ugljika u molekuli, trioses tetroses, pentoze, i tako dalje. Kao dio stanične organele i citoplazmi jednostavnih šećera ima dva prostorno konfiguracije: linearne i kružne. U prvom slučaju, atomi ugljika su povezani jedan s drugim preko kovalentne veze i sigma oblika zatvorene petlje, u drugom slučaju ugljikov kostur nije zatvoren i može imati grananja. Da bi se utvrdilo što je uloga ugljikohidrata u tijelu, razmislite najčešće od njih - pentoza i heksoza.

Izomera: glukoza i fruktoza

Imaju istu molekulsku formulu _C6 H ₁₂ O _6, ali različite vrste strukturnih molekula. Mi smo ranije nazvao primarnu ulogu ugljikohidrata u živim organizmima - energija. Navedene tvari razgrađuju stanice. Rezultat je oslobađanje energije (17,6 kJ jedne gram glukoze). Nadalje, 36 molekula ATP sintetiziran. raspadanje glukoze događa na membrane (cristae) mitohondrija i predstavlja lanac enzimske reakcije - Krebs ciklusa. On je važan dio disimilacija teče u svim stanicama heterotrofnih eukariotskih organizama.

Glukoza je također formirana miocite u sisavaca, zbog podjele u mišićnog glikogena. U budućnosti, ona se koristi kao lako razgraditi tvari i pružanje stanica s energijom - to je glavna uloga ugljikohidrata u tijelu. Biljke su phototrophs i neovisno oblikovati glukoze tijekom fotosinteze. Te reakcije su pozvani Calvin ciklus. Polazni materijal je ugljični dioksid i akceptor - ribolozodifosfat. Sinteza glukoze događa u kloroplasta matrici. Fruktoza, koji imaju istu molekulsku formulu, kao glukoza, sadrži u molekuli funkcionalnu skupinu ketona. Ona je slađi od šećera, a nalazi se u med i sok od bobica i voća. Tako je biološka uloga ugljikohidrata u tijelu leži prije svega u njegovu uporabu kao brzi izvor energije.

Uloga naslijeđa u pentoze

Razmotrimo drugu skupinu monosaharida - riboze i deoksiribozu. Njihova posebnost leži u činjenici da su dio polimera - nukleinskih kiselina. Za sve organizama, uključujući i ne-staničnim oblicima života, DNK i RNK su glavni nositelji nasljednih informacija. Riboza uključen u molekule RNA i deoksiriboza nukleotida koji se nalazi u DNA. Prema tome, biološka uloga ugljikohidrata u ljudskom tijelu je da su oni koji su uključeni u formiranju jedinica nasljeđivanja - gena i kromosoma.

Primjer pentoza sadrži aldehidnu skupinu i široko rasprostranjeni u biljnom carstvu su ksiloza (sadržane u sjemena i peteljki), alfa-arabinoze (pohranjene u desni od kamene voćaka). Dakle, distribucija i biološka uloga ugljikohidrata u tijelu viših biljaka su dovoljno veliki.

Što je oligosaharidi

Ako ostaci molekula monosaharida, kao što su glukoza ili fruktoza, povezani kovalentnim vezama, formirani oligosaharida - polimerni ugljikohidrati. Uloga ugljikohidrata u tijelu biljke i životinje varirao. To je osobito vrijedi disaharida. Najčešći među njima su saharoza, laktoza, maltoza i trehaloza. Tako, saharoza, inače poznat kao trske ili šećerne repe, sadržane u biljkama kao otopina i čuva u korijenima i stabljika. Hidroliza dobivenog molekule glukoze i fruktoze. Mliječni šećer, laktoza je životinjskog porijekla. Za neke osobe, postoji netolerancija na ove supstance povezane s hiposekreciju enzima laktaze, koji razgrađuje mliječni šećer galaktozu i glukozu. Uloga života organizma različitih ugljikohidrata. Na primjer, disaharid trehalozu, sastoji se od dva ostatka glukoze, dio hemolymph rakova, paukova, kukaca. Također se javlja u stanicama gljiva i nekih algi.

Još disaharid - Maltoza ili slad šećer, nalazi se u caryopses ječma i raži, u svom klijanja, to je molekula koja se sastoji od dva ostatka glukoze. Je formiran od propadanja biljnog ili životinjskog škrob. U tankom crijevu ljudi i sisavaca maltoza rascijepljene enzimom - maltaze. U odsutnosti u pankreasnog soka pojavljuje patologija uzrokovane nepodnošljivost hrane škrob glikogen ili biljaka. U tom slučaju, posebna prehrana i dodaje prehrani samog enzima.

Složeni ugljikohidrati u prirodi

Oni su vrlo raširena, posebno u biljnom svijetu, su biopolimeri i imaju visoke molekularne težine. Na primjer, škrob je 800 000, te u pulpi - 1 600 000. Polisaharidi razlikuju u sastavu monomera, stupanj polimerizacije i duljine lanaca. Za razliku od jednostavnih šećera i oligosaharida koji su lako topljivi u vodi i imaju sladak okus, polisaharidi hidrofobni i okusa. Obzir ulogu ugljikohidrata u ljudskom tijelu, kao primjer glikogen - životinja škroba. To se sintetizira iz glukoze i zadržana u hepatocitima i skeletne mišićne stanice, gdje je njegov sadržaj je dvostruko više nego u jetri. Do stvaranja glikogena su također sposobni potkožnih masnih, neurocytes i makrofagi. Još polisaharida - biljno škrob je proizvod fotosinteze, a proizveden je u plastide zelene.

Od samog početka ljudske civilizacije, glavni dobavljači škroba su vrijedne usjeve: riža, krumpir, kukuruz. Oni su i dalje osnova prehrane velike većine ljudi na Zemlji. To je razlog zašto je to tako vrijedni ugljikohidrati. Uloga ugljikohidrata u tijelu je, kao što smo vidjeli, u svojoj prijavi kao organske tvari snage gladan i brzo probavljiv.

Je skupina polisaharida koji su monomeri ostaci hijaluronske kiseline. Oni su pozvali pektini i građevinskog materijala od biljnih stanica. Osobito bogati u njima oguliti jabuke, repina pulpa. Stanična tvari pektini regulirati intracelularne tlak - turgor. U konditorskoj industriji, oni se koriste kao za geliranje i sredstava za zgušnjavanje u proizvodnji visoko kvalitetnih sorti bijelog sljeza i žele. Prehrana koriste kao biološki aktivne tvari dobro je izvođenje toksina iz debelog crijeva.

Što je glikolipide

To je zanimljiva skupina složenih spojeva ugljikohidrata i masti koje su u živčanom tkivu. Sastoji se od mozga i leđne moždine sisavaca. Glikolipide također se nalaze u sastavu stanične membrane. Na primjer, bakterije su uključeni u međustanične kontakata. Neki od tih spojeva je antigene (tvari koje otkrivaju sustav krvnih grupa Landsteiner AB0). U stanicama životinja, biljaka i ljudi, osim glikolipida, prisutni su i različite molekule masti. Oni obavljaju prvenstveno energije funkciju. Nakon odcjepljenja jedan gram masti 38,9 kJ energije oslobađa. Funkcija struktura (dio stanične membrane) u lipida također opisana. Dakle, ove funkcije obavljaju ugljikohidrata i masti. Njihova uloga u tijelu je vrlo visoka.

Uloga ugljikohidrata i lipida u tijelu

U ljudskim i životinjskim stanicama može se promatrati međusobnih polisaharida i masti koji se javljaju kao rezultat metabolizma. Znanstvenici i nutricionisti otkrili da prekomjerni unos škroba hrane dovodi do nakupljanja masti. Ako osoba ima poremećaj gušterače u smislu izolacije ili amilaze vodi sjedilački način života, težina može biti vrlo velik. Podsjetimo da je hrana ugljikohidratima bogata je oborio uglavnom u dvanaesniku u glukozu. Ona apsorbira kapilare od dlačica tankog crijeva i pohranjen u jetri i mišićima, kao glikogen. Više intenzivna razmjena tvari u tijelu, više ga je podijeljen u glukozu. zatim se koristi kao primarnih stanica, energetski materijal. Ova informacija daje odgovor na pitanje o ulozi koju ugljikohidrata, ljudsko tijelo.

Značenje glikoproteina

Spojevi ove skupine tvari prikazanih kompleksnog ugljikohidrata + proteina. Oni su pozvali sluzi. Ovo antitijelo, hormoni, membrane strukture. Najnoviji biokemijske studije su utvrdile da li glikoproteini počinju mijenjati svoj izvorni (prirodni) strukturu, što dovodi do razvoja tih kompleksnih bolesti kao što su astma, reumatoidni artritis, rak. Uloga sluzi u metabolizmu stanice je visoka. Na primjer, interferoni inhibira umnožavanje virusa, imunoglobulini štite tijelo od patogena. krvnih proteini pripadaju ovoj skupini tvari. Oni pružaju zaštitu i svojstva pufera. Sve gore navedene funkcije potvrđuje i činjenica da je fiziološka uloga ugljikohidrata u tijelu je raznovrsna i izuzetno važno.

Gdje i kako nastaju ugljikohidrati

Glavni proizvođači jednostavnih i složenih šećera - zelena biljka: alge, visokom spore, golosjemenjača i cvatnje. Svi oni sadrže klorofil stanice pigmenta. On je dio tilakoidnog - struktura kloroplasta. Ruski znanstvenik KA Timiryazev proučavao proces fotosinteze, što je rezultiralo formiranjem ugljikohidrata. Uloga ugljikohidrata u tijelu biljke je akumulacija škroba u plodu, sjemenke i lukovice, odnosno, u vegetativnim organima. fotosinteza mehanizam je prilično komplicirano, a sastoji se od niza enzimskih reakcija koje se odvijaju kako u svjetlu i po mraku. Glukoza sintetizira iz ugljičnog dioksida pod djelovanjem enzima. Heterotrofnih organizama koriste zelene biljke kao izvor hrane i energije. Dakle, biljke su prva karika u svim prehrambenim lancima i zovu proizvođači.

Stanice heterotrofnih mikroorganizama ugljikohidrata sintetizirati glatkih kanala (agranular) endoplazmatski retikulum. Tada se koriste kao energetski i građevinski materijal. U biljnim stanicama ugljikohidrata dodatno nastaje na Golgi, a zatim se formira na stanični zid celulozni. U procesu probave spoja životinjama kralježnjacima bogate ugljikohidratima, djelomično otkriven dolje u ustima i želuca. Glavni disimilacija iste reakcije događaju u dvanaesniku. Kao što stoji sok gušterače sadrži amilaze enzima koji cijepa škrob glukoze. Kao što je rekao ranije, glukoza apsorbira u krv u tankom crijevu i prostire se preko svih ćelija. Ovdje se koristi kao izvor energije i konstrukcijskog materijala. To objašnjava ulogu da ugljikohidrati igraju u tijelu.

Nadmembrannye komplekse stanica heterotrofnih

Oni su karakteristika životinja i gljiva. Kemijski sastav i molekularna struktura tih organizacija su predstavljeni spojevima poput lipida, proteina i ugljikohidrata. Uloga ugljikohidrata u tijelu - to je uključen u metabolizam energije i građevinskim membrane. U ljudskim i životinjskim stanicama imaju određenu strukturnu komponentu nazivom glycocalyx. Taj tanki površinski sloj sastoji od glikolipida i glikoproteina povezanih s citoplazmatski membranom. Ona pruža izravnu vezu s vanjske strane stanice. Ovdje dolazi percepcije podražaja i izvanstanične probavu. Zbog svoje ljuske stanice ugljikohidratnih drže međusobno tvore tkaninu. Ova pojava se naziva adhezija. Također smo dodali da su „ostaci” ugljikohidratnih molekula nalaze na površini stanica i usmjerene u tekućini.

Druga skupina heterotrofnih organizama - Uređaj gljivica također ima površinu, naziva stanične stijenke. To uključuje složene šećere - hitin, glikogen. Neke vrste gljiva sadrže topljivih ugljikohidrata poput trehaloze, zove gljiva šećer.

U životinja, kao što jednostaničnih ciliata, površinski sloj - pellicle sadrži oligosaharidnih komplekse s proteinima i lipida. Neki jednostavno pellicle dovoljno tanka i ne sprječava promjenu oblika tijela. No, u drugima se ne zgusne i postane jaka kao oklop, nose zaštitnu funkciju.

Zid biljne stanice

Ona također sadrži velike količine ugljikohidrata, posebno celuloza prikupljeni snopove vlakana. Ove strukture tvore okvir, uronjen u koloidni matrici. Sastoji se uglavnom od oligosaharidi i polisaharidi. Stanične stijenke biljnih stanica može lignificated. U tom slučaju, prostori između greda su pune celuloze drugih ugljikohidrata - lignin. Pojačava potpornu funkciju stanične membrane. Često, osobito u višegodišnjim biljkama ligninoznim, vanjski sloj koji se sastoji od celuloze obložene masti kao tvar - suberin. To sprečava prodor vode u biljnom tkivu, pa su temeljne stanice brzo izumrijeti i pokrivena slojem pluta.

Ukratko, vidimo da je u biljne stanične stijenke su usko povezani ugljikohidrata i masti. Njihova uloga u tijelu phototrophs podcijeniti jer glikolipida kompleksi pružaju podupirući i zaštitnu funkciju. Mi ćemo proučavati razne ugljikohidrata, specifične za Monera kraljevstvo organizama. To uključuje prokarioti, kao što su bakterije. Njihova stanične stijenke sadrži ugljikohidrate - murein. Ovisno o strukturi površine uređaja je podijeljen u bakterije gram-pozitivne i gram-negativne.

Struktura iz druge skupine je složeniji. Ove bakterije imaju dva sloja: plastike i krut. Prvi sadrži mukopolisaharida, npr murein. Njegovi molekule imaju oblik velike mreže struktura, tvoreći kapsulu oko bakterijske stanice. Drugi sloj sastoji peptidoglikanskog - spoja polisaharida i proteina.

stanične stijenke bakterije lipopolisaharida omogućuju da se pridržavaju čvrsto različite materijale, kao što su zubne cakline ili eukariotsku staničnu membranu. Osim toga, glikolipidi adhezija bakterijskih stanica međusobno. Tako formirana, na primjer, lanac streptokoki klaster stafilokoki, štoviše, neke vrste prokariota imati dodatne sluznica - peplos. Ona sadrži u svom sastavu polisaharide i lako uništili hard zračenja ili kontaktom s određenim kemikalijama kao što su antibiotici.