Какви са въглехидрати роля на въглехидратите в човешкото тяло

Химичните свойства на клетките, съставящи живите организми зависят главно от броя на въглеродните атоми, съставляващи до 50% от сухото тегло. Въглеродни атоми са основните органични вещества: протеини, нуклеинови киселини, липиди и въглехидрати. Последната група включва карбонил съединение и вода, съответстващо на формула (СН ₂ О) _п, където п е равно на или по-голяма от три. Освен въглерод, водород и кислород, в молекулата могат да включват фосфор, азот, сяра. В тази статия, ние се разгледа ролята на въглехидратите в човешкото тяло, както и характеристиките на тяхната структура, свойства и функции.

класификация

Тази група съединения в биохимията са разделени на три класа: прости захари (монозахариди), полимерни съединения с гликозидна връзка - олигозахариди и биополимери с високо молекулно тегло - полизахариди. Посочените по-горе класове вещество намерени в различни клетъчни видове. Например, има глюкоза и нишесте в растителните структури, гликоген - в човешки хепатоцити, и клетъчните стени на гъбички, на хитин - във външните артроподите скелет. Всички от горепосочените вещества - са въглехидрати. Ролята на въглехидратите в организма, е универсална. Те - основен доставчик на енергия за жизнените процеси на растителни клетки, бактерии, животни и хора.

монозахариди

Имат обща формула С _{пН 2 п} о _н и се разделят на групи, в зависимост от броя на въглеродните атоми в молекулата: триози, тетрози, пентози, и така нататък. Като част от клетъчните органели и цитоплазмата на прости захари има два пространствени конфигурации: линейни и кръгови. В първия случай, въглеродните атоми са свързани един с друг чрез ковалентни връзки и сигма форма затворени линии, във втория случай въглеродния скелет не е затворена и може да разклоняване. За да се определи каква е ролята на въглехидратите в организма, помислете за най-често срещаните от тях - пентоза и хексоза.

Изомери: глюкоза и фруктоза

Те имат една и съща молекулна формула C ₆ H ₁₂ O _6, но различни видове структурни молекули. Ние преди това са нарича основната роля на въглехидрати в живите организми - енергията. Посочените по-горе вещества са разбити по клетката. Резултатът е освобождаване на енергия (17,6 кДж на един грам глюкоза). Освен това, 36 молекули АТР се синтезират. глюкоза разлагане на мембрани (cristae) митохондриите и представлява верига от ензимни реакции - цикъла на Кребс. Той е важна част от катаболизъм, преминаващ през всички клетки на хетеротрофни еукариотните организми.

Глюкозата се формира също миоцити в бозайници поради разделянето на мускулния гликоген. В бъдеще, тя се използва като лесно се разгражда вещество и предоставяне на клетки с енергия - това е основната роля на въглехидратите в организма. Растенията са phototrophs и независимо представляват глюкоза по време на фотосинтеза. Тези реакции се наричат цикъл на Калвин. Изходният материал е въглероден диоксид и акцептор - ribolozodifosfat. Синтез на глюкоза се среща в матрица хлоропластен. Фруктоза, като една и съща молекулна формула като глюкоза, съдържа в молекулата функционална група на кетони. Тя е по-сладка от глюкоза, и е в меда и сока от плодове и плодове. По този начин, биологичната роля на въглехидратите в организма се състои главно в използването му като бърз източник на енергия.

Ролята на наследствеността в пентоза

Нека разгледаме още една група от монозахариди - рибоза и дезоксирибоза. Тяхната уникалност се крие във факта, че те са част от полимерите - нуклеинови киселини. За всички организми, включително не-клетъчни форми на живот, ДНК и РНК са основните носители на наследствена информация. Рибоза е включена в молекула РНК и деоксирибоза нуклеотиди, съдържаща се в ДНК. Следователно биологичната роля на въглехидратите в човешкото тяло, е, че те са включени във формирането на единици на наследственост - гените и хромозомите.

Примерни пентоза, съдържащ алдехидна група и широко разпространени в растителното царство са ксилоза (съдържащи се в стебла и семена), алфа-арабиноза (съхраняват в венците на камък плодни дървета). По този начин, разпространението и биологичната роля на въглехидратите в организма на висши растения са достатъчно големи.

Какво е олигозахариди

Ако остатъци от молекулите на монозахариди като глюкоза или фруктоза, свързани чрез ковалентни връзки, образувани олигозахариди - полимерни въглехидрати. Ролята на въглехидратите в организма на растения и животни варира. Това е особено вярно на дизахариди. Най-често срещаните сред тях са захароза, лактоза, малтоза и трехалоза. По този начин, захароза, иначе известни като тръстика или захарно цвекло, съдържащи се в растенията като разтвор и се съхранява в техните корени или стъбла. Хидролиза на образуваната молекулата на глюкоза и фруктоза. Мляко захар, лактоза , е от животински произход. За някои хора, има непоносимост към това вещество, свързано с хипосекрекцията ензима лактаза, който разгражда млечната захар галактоза и глюкоза. Ролята на живота на организма различни въглехидрати. Например, дизахарид трехалоза, съставен от два глюкозни остатъци, част от хемолимфа от ракообразни, паяци, насекоми. Това се случва и в клетките на гъбички и някои водорасли.

Друг дизахарид - малтоза, или малц захар, се съдържа в caryopses ечемик или ръж в тяхното поникване, е молекула, състояща се от два глюкозни остатъци. Той се формира от разпад от растителен или животински нишесте. В тънките черва на хора и бозайници малтоза разцепва от ензима - малтаза. В отсъствие на панкреатичен сок изглежда патология, причинени от непоносимост към храна нишесте гликоген или растителни продукти. В този случай, специална диета и се добавя към диетата на самия ензим.

Комплексните въглехидрати в природата

Те са много широко разпространени, особено в света на зеленчуци, са биополимери и имат високо молекулно тегло. Например, нишесте е 800 000, и в пулпа - 1 600 000 Полизахаридите се различават по състава на мономерите, степен на полимеризация, и дължина на веригата. За разлика от прости захари и олигозахариди, които са лесно разтворими във вода и имат сладък вкус, полизахариди хидрофобен и вкус. Помислете за ролята на въглехидратите в човешкото тяло като пример за гликоген - животински нишесте. Той се синтезира от глюкоза и запазени в хепатоцити и клетките на скелетните мускули, където съдържанието му е два пъти по-висока, отколкото в черния дроб. Чрез образуването на гликоген също са способни да подкожна мастна тъкан, neurocytes и макрофаги. Друг полизахарид - растително нишестето е продукт на фотосинтезата и се произвежда в пластиди на зелено.

От самото начало на човешката цивилизация, основните доставчици на нишесте са ценни култури: ориз, картофи, царевица. Те все още са на основата на диетата на по-голямата част от хората на Земята. Ето защо е толкова ценни въглехидрати. Ролята на въглехидратите в организма, е, както видяхме при приложението им като властолюбив и бързо смилаеми органична материя.

Има група от полизахариди, които са мономери остатъци на хиалуроновата киселина. Те са наречени пектин и са градивните материали на растителни клетки. Особено богати на тях кори ябълки, цвеклова каша. Клетъчни вещества пектини регулират вътреклетъчното налягане - тургор. В производството на сладкарски изделия, те се използват като желиращи и сгъстители в производството на висококачествени сортове, бяла ружа и желе. Диетите се използват като биологично активни вещества е добре извеждане на токсините от дебелото черво.

Какво е гликолипиди

Това е интересна група на комплексните съединения на въглехидрати и мазнини, които са в нервната тъкан. Тя се състои от мозъка и гръбначния мозък на бозайници. Гликолипиди също се намират в състава на клетъчните мембрани. Например, бактериите са включени в клетка-клетка контакти. Някои от тези съединения е да антигени (вещества, които откриват Ландщайнер AB0 система кръвна група). В клетките на животни, растения и хора, с изключение на гликолипиди, са налице и различни мастни молекули. Те изпълняват предимно енергийна функция. При разцепване на един грам мазнини 38,9 кДж на енергия се освобождава. структура функция (част от клетъчната мембрана) на липиди също се характеризират. По този начин, тези функции се изпълняват от въглехидрати и мазнини. Тяхната роля в организма е изключително висока.

Ролята на въглехидрати и липиди в организма

В човешки и животински клетки могат да се наблюдават превръщания на полизахариди и мазнини, възникнали в резултат на метаболизма. Учените и хранене установили, че прекомерен прием на скорбяла храни води до натрупване на мазнини. Ако човек има нарушения на панкреаса от гледна точка на изолация или амилаза води заседнал начин на живот, теглото може да бъде много голям. Струва си да припомним, че богата на въглехидрати храна е съборена предимно в дванадесетопръстника в глюкоза. Тя абсорбира капилярите на въси на тънките черва и депозирани в черния дроб и мускулите като гликоген. Колкото по-интензивен обмен на веществата в организма, толкова повече тя е разделена на глюкоза. след това се използват като първични клетки, на енергетичен материал. Тази информация дава отговор на въпроса за ролята на въглехидрати, на човешкото тяло.

Значение на гликопротеини

Съединенията от тази група вещества, представени чрез комплекс въглехидрати + протеин. Те са наречени глюкоконюгатите. Това антитяло, хормони, мембранна структура. Последни биохимични изследвания са установили, че ако гликопротеини започват да променя своята нативна (природен) структура, води до развитието на тези сложни заболявания, такива като астма, ревматоиден артрит, рак. Ролята на гликоконюгати в метаболизма на клетката е висока. Например, интерферони инхибират размножаването на вируси, имуноглобулини защита на организма срещу патогени. кръвни протеини също принадлежат към тази група вещества. Те осигуряват защита и буфериращи свойства. Всички по-горе функции се потвърждава и от факта, че физиологичната роля на въглехидратите в организма, е разнообразна и изключително важно.

Къде и как се формират въглехидрати

Основни доставчици на прости и сложни захари - зелено растение: водорасли, по-висока от спори, голосеменни и цъфтежа. Всички те съдържат хлорофил клетки пигмент. Той е част от thylakoid - структури на хлоропласти. Руски учен KA Тимирязев изучава процеса на фотосинтеза, което води до образуване на въглехидрати. Ролята на въглехидрати в организма на растението е натрупването на нишесте в плодове, семена и луковици, т.е., в растителни органи. механизъм на фотосинтезата е доста сложна и се състои от поредица от ензимни реакции, които се провеждат както в светлината и в тъмното. Глюкозата се синтезира от въглероден диоксид под действието на ензими. Хетеротрофни организми използват зелени растения като източник на храна и енергия. Така, че растенията са първото звено от всички хранителни вериги и се наричат производителите.

Клетките на хетеротрофни организми въглехидрати синтезирани в гладки канали (agranular) ендоплазмения ретикулум. След това те се използват като енергиен източник и строителен материал. В растителните клетки въглехидрати допълнително оформени в апарата на Голджи, и след това отиват за формирането на целулозни клетъчна стена. В процеса на смилане съединение животински гръбначни животни, богати на въглехидрати, частично разгражда в устата и стомаха. Главна дисимилация същите реакции се появяват в дванадесетопръстника. Както изглежда панкреатичен сок, съдържащ амилаза ензим, който разгражда нишесте до глюкоза. Както беше казано по-рано, глюкоза се абсорбира в кръвта в тънките черва и се простира върху всички клетки. Тук той се използва като източник на енергия и структурна материал. Това обяснява ролята, която играят въглехидратите в организма.

Nadmembrannye комплекси хетеротрофни клетки

Те са характерни за животни и гъби. Химичният състав и молекулно организацията на тези структури са представени чрез съединения, такива като липиди, протеини и въглехидрати. Ролята на въглехидратите в организма - той участва в метаболизма на енергия и изграждане на мембрани. В човешки и животински клетки имат специално структурен компонент наречен гликокаликса. Този тънък повърхностен слой, съставен от гликолипиди и гликопротеини, свързани с цитоплазмената мембрана. Тя осигурява пряка връзка с външната страна на клетките. Тук идва възприемането на стимули и извънклетъчната храносмилането. Поради техните черупки клетки въглехидратни придържат един към друг, образуващи тъканта. Това явление се нарича адхезия. Ние също така добави, че "опашките" на въглехидратни молекули, открити върху клетъчната повърхност и са насочени в интерстициална течност.

Друга група хетеротрофни организми - гъбички апарат също има повърхност, наречена клетъчната стена. Тя включва сложни захари - хитин, гликоген. Някои видове гъбички също да съдържат разтворими въглехидрати като трехалоза, наречени гъби захар.

В едноклетъчни животни като ресничести, повърхностен слой - ципица съдържа също олигозахаридни комплекси с протеини и липиди. Някои прости ципица достатъчно тънка и не пречи на промяната на формата на тялото. Но в други това се удебелява и става силен като броня, носейки защитна функция.

Растителна клетъчна стена

Той съдържа също големи количества въглехидрати, особено целулоза събира като пакети от влакна. Тези структури формират рамката, потопен в колоидно матрица. Той се състои основно от олигозахариди и полизахариди. клетъчните стени на растителни клетки могат lignificated. В този случай, пространствата между гредите са пълни с целулозни други въглехидрати - лигнин. Той подобрява носещата функция на клетъчната мембрана. Често, особено в многогодишни дървесни растения, външният слой, състояща се от целулоза, покрита мазнини като вещество - корк. Това предотвратява проникването на вода в растителна тъкан, така че основните клетки бързо умират и се покриват със слой от корк.

В обобщение, ние виждаме, че в стената на растителната клетка, са тясно свързани въглехидрати и мазнини. Тяхната роля в phototrophs тялото подценява от гликолипидни комплекси осигуряват подкрепа и защитна функция. Ние ще проучи различни въглехидрати, специфични за Monera царство организми. Това включва прокариоти, такива като бактерии. Тяхната клетъчна стена съдържа въглехидрат - Мюрейн. В зависимост от структурата на повърхността на устройството е разделена на бактерии, грам-положителни и грам-отрицателни.

Структурата на втората група е по-сложна. Тези бактерии са два слоя: пластмаса и твърда. Първият съдържа мукополизахариди, например Мюрейн. Неговите молекули имат формата на големи мрежови структури, образуващи капсула около бактериалната клетка. Вторият слой се състои от пептидогликан - комбинирани полизахариди и протеини.

клетъчна стена липополизахариди позволяват бактерии прилепват плътно към различни субстрати, като зъбния емайл или еукариотна клетъчна мембрана. В допълнение, гликолипиди насърчаване на адхезия на бактериални клетки една към друга. Така, образуван от, например, стрептококи клъстер верига стафилококи, освен това, някои видове прокариоти имат допълнителни лигавица - peplos. Тя съдържа в състава си полизахаридите и лесно унищожени от твърд радиация или чрез контакт с определени химикали, като например антибиотици.