Care sunt carbohidrati rolul de carbohidrati in corpul uman

Proprietățile chimice ale celulelor care alcătuiesc organismele vii depind în primul rând de numărul de atomi de carbon, care constituie până la 50% în greutate uscată. atomii de carbon sunt principalele substanțe organice: proteine, acizi nucleici, lipide și carbohidrați. Acest din urmă grup include compus carbonil și apă care corespunde formulei _(CH2 O) _n, unde n este egal cu sau mai mare de trei. In afara de carbon, hidrogen și oxigenare, în molecula poate include fosfor, azot, sulf. În acest articol, vom examina rolul de glucide în corpul uman, precum și caracteristicile structurii lor, proprietăți și funcții.

clasificare

Acest grup de compuși în biochimie sunt împărțite în trei clase: zaharuri simple (monozaharide), compuși polimerici cu o legătură glicozidică - oligozaharide și biopolimeri cu greutate moleculară mare - polizaharide. Clasele menționate mai sus substanță găsită în diferite tipuri de celule. De exemplu, există glucoză și amidon în structurile de plante, glicogen - in hepatocite umane, și pereții celulelor de ciuperci, chitină - în artropodele schelet exterior. Toate substanțele de mai sus - sunt glucide. Rolul carbohidratilor in organism este universal. Ei - principalul furnizor de energie pentru procesele vitale de celule de plante, bacterii, animale și oameni.

monozaharide

Au formula generală C _n H _{2 n n} O și sunt împărțite în grupe în funcție de numărul de atomi de carbon în moleculă: triozele, tetroses, pentoze, și așa mai departe. Ca parte a organitelor celulare și citoplasmei zaharuri simple au două configurații spațiale: liniare și circulare. În primul caz, atomii de carbon sunt conectate între ele prin legături covalente sigma și formă închisă bucle, în al doilea caz scheletul de carbon nu este închis și poate fi ramificare. Pentru a determina ce este rolul glucidelor în organism, ia în considerare cele mai frecvente dintre ele - pentozei și hexoza.

Izomeri: glucoza și fructoza

Ei au aceeași formulă moleculară C ₆ H ₁₂ O _6, dar diferite tipuri de molecule structurale. Noi am numit anterior rolul principal al carbohidratilor in organisme vii - energia. Substanțele de mai sus sunt defalcate în funcție de celula. Rezultatul este o eliberare de energie (17,6 kJ de un gram de glucoză). In plus, 36 de molecule de ATP este sintetizat. descompunerea glucozei se produce pe membrane (cristae) mitocondrii și reprezintă un lanț de reacții enzimatice - ciclul Krebs. El este o parte importantă a disimilație care curge în toate celulele organismelor eucariote heterotrofe.

Glucoza este format, de asemenea, miocite la mamifere, datorită despicarea în glicogen muscular. În viitor, este folosit ca o substanță ușor descompusă ca furnizarea de celule cu energie - acesta este rolul principal al carbohidraților în organism. Plantele sunt phototrophs si independent forma de glucoza in timpul fotosintezei. Aceste reacții sunt numite ciclul Calvin. Materia primă este dioxidul de carbon și acceptor - ribolozodifosfat. Sinteza glucozei are loc în matricea cloroplastidiană. Fructoză, având aceeași formulă moleculară ca și glucoza, conține în moleculă o grupare funcțională de cetone. Ea e mai dulce decât glucoza, și este în miere și suc de fructe de pădure și fructe. Astfel, rolul biologic al carbohidraților în organism constă în primul rând în utilizarea sa ca o sursă rapidă de energie.

Rolul eredității în pentozei

Să luăm în considerare un alt grup de monozaharide - riboză și deoxiriboză. Unicitatea lor constă în faptul că ele fac parte din polimeri - acizi nucleici. Pentru toate organismele, inclusiv forme de viață non-celulare, ADN și ARN sunt principalii purtători ai informației ereditare. Riboza este inclus într-o moleculă de ARN și nucleotide cu dezoxiriboză conținute în ADN. În consecință, rolul biologic al carbohidraților în corpul uman este că acestea sunt implicate în formarea unităților de ereditate - genele si cromozomi.

pentoză exemplara conținând o grupare aldehidă și răspândită în regnul vegetal sunt xiloză (conținute în tulpinile și semințele), alfa-arabinoză (stocate în gingii de pomi fructiferi de piatră). Astfel, distribuția și rolul biologic al carbohidraților în corpul de plante superioare sunt suficient de mari.

Ce este oligozaharide

Dacă reziduurile moleculelor de monozaharide, cum ar fi glucoza sau fructoza, legate prin legături covalente, oligozaharide formate - carbohidrații polimeri. Rolul glucidelor în corpul ambelor plante și animale variate. Acest lucru este valabil mai ales de dizaharide. Cele mai frecvente dintre ele sunt sucroză, lactoză, maltoză și trehaloză. Astfel, zaharoză, cunoscută și sub denumirea de trestie de zahăr sau sfeclă de zahăr, conținute în plante ca o soluție și stocat în rădăcinile lor sau tulpini. Hidroliza moleculei format din glucoză și fructoză. zahărul din lapte, lactoza este de origine animală. Pentru unii oameni, nu există intoleranță la această substanță asociată cu hiposecreția enzima lactază, care descompune galactoza de zahăr din lapte și glucoza. Rolul vieții organismului diverse carbohidrați. De exemplu, trehaloza dizaharid, compus din două resturi de glucoză, o parte din hemolymph de crustacee, păianjeni, insecte. De asemenea, are loc în celulele de ciuperci și unele alge.

Un alt dizaharid - maltoză sau zahăr malț, este conținut în cariopse de orz sau secară în germinarea lor, este o moleculă constând din două resturi de glucoză. Acesta este format prin descompunerea vegetală sau animală amidon. În intestinul subțire al oamenilor și a mamiferelor maltoza scindată de către enzima - maltase. În absența sa în sucul pancreatic apare patologie cauzata de intoleranta la glicogen sau de produse vegetale amidon alimentar. În acest caz, un regim alimentar special și se adaugă la dieta enzimei în sine.

Carbohidrații complecși în natură

Ele sunt foarte răspândite, mai ales în lumea vegetală, sunt biopolimeri și au o greutate moleculară ridicată. De exemplu, amidonul este de 800 000, iar în pulpa - 1 600 000. Polizaharidele diferă în compoziția monomerilor, gradul de polimerizare și lungimile de lanț. Spre deosebire de zaharuri simple și oligozaharide care sunt ușor solubile în apă și au un gust dulce, polizaharide hidrofobe și fără gust. Luați în considerare rolul de glucide în corpul uman ca un exemplu de glicogen - amidon de animale. Acesta este sintetizat din glucoză și rezervat în hepatocite și celulele musculare scheletice, în care conținutul său este de două ori mai mare decât în ficat. Prin formarea de glicogen sunt, de asemenea, capabile de a țesutului adipos subcutanat, neurocitelor și macrofage. O altă polizaharid - amidon vegetal este un produs al fotosintezei și este produs în plastidele verde.

De la începutul civilizației umane, principalii furnizori de amidon au fost recolte valoroase: orez, cartofi, porumb. Ele sunt încă baza dietei de marea majoritate a oamenilor de pe Pământ. De aceea este atât de valoros carbohidrati. Rolul carbohidratilor in organism este, după cum am văzut, în aplicarea lor ca materie organica avid de putere și rapid digerabil.

Există un grup de polizaharide, care sunt monomeri resturile de acid hialuronic. Ele sunt numite pectine și sunt materialele de construcție ale celulelor vegetale. Deosebit de bogate în ele mere coaja, pulpa de sfecla. Substanțe celulare pectine reglarea presiunii intracelulare - turgescenta. În industria de patiserie, acestea sunt utilizate ca agenți de gelifiere și de îngroșare în producția de soiuri de înaltă calitate bezea și jeleu. Dietele utilizate ca substanțe biologic active este bine deducând toxinele din colon.

Ce este glicolipide

Este un grup interesant de compuși complecși de carbohidrați și grăsimi, care sunt în țesutul nervos. Acesta este format din creier și măduva spinării la mamifere. Glicolipide se regăsesc în compoziția membranelor celulare. De exemplu, bacteriile sunt implicate în contactele celulă-celulă. Unii dintre acești compuși este la antigeni (substante care detecteaza Landsteiner AB0 sistem de grup sanguin). In celulele animale, plante si oameni, cu excepția glicolipide, sunt molecule prezente și distincte de grăsime. Ele efectuează în primul rând funcția de energie. La scindarea unui gram de grăsime 38,9 kJ de energie este eliberată. Funcția structură (o parte a membranei celulare) la lipide sunt de asemenea caracterizate. Astfel, aceste funcții sunt îndeplinite de carbohidrați și grăsimi. Rolul lor în organism este extrem de mare.

Rolul glucidelor și lipidelor în organism

In celulele umane si animale pot fi observate intertransformari de polizaharide și grăsimi care apar ca rezultat al metabolismului. Oamenii de știință și nutriționiști a constatat ca aportul excesiv de alimente care conțin amidon duce la acumularea de grăsime. Dacă o persoană are tulburări ale pancreasului în termeni de izolare sau de amilază conduce un stil de viață sedentar, greutatea poate fi foarte mare. Este demn de amintit faptul că alimentele bogate în carbohidrați este defalcate în principal în duoden în glucoză. Ea a absorbit capilarele vilozităților intestinului subtire si depozitate in ficat si muschi sub forma de glicogen. Schimbul mai intens de substanțe din organism, cu atât mai mult este împărțit în glucoză. acesta este apoi utilizat ca celulele primare, materialul energetic. Aceste informații oferă un răspuns la întrebarea rolului jucat de carbohidrati, organismul uman.

Înțeles glicoproteine

Compușii din această grupă de substanțe reprezentate de carbohidrat complex + proteine. Acestea sunt numite glicoconjugate. Acest anticorp, hormoni, structura membranei. Ultimele studii biochimice au stabilit că, dacă glicoproteine începe să se schimbe structura sa nativă (naturală), aceasta duce la dezvoltarea acestor boli complexe, cum ar fi astmul, artrita reumatoidă, cancerul. Rolul glicoconjugate în metabolismul celulei este mare. De exemplu, interferoni inhibă multiplicarea virusurilor, imunoglobuline protejează organismul împotriva agenților patogeni. proteinele din sânge, de asemenea, aparțin acestui grup de substanțe. Ele oferă proprietăți de protecție și de tamponare. Toate funcțiile de mai sus este confirmată de faptul că rolul fiziologic al carbohidraților în organism este diversă și extrem de important.

Unde și cum se formează hidrați de carbon

Principalii furnizori de zaharuri simple și complexe - o plantă verde: alge, spori mai mare, gimnosperme și înflorire. Ele conțin toate celulele de clorofilă pigment. El face parte din tilacoidă - structurile cloroplaste. om de știință rus KA Timiryazev studiat procesul de fotosinteză, rezultând în carbohidrații formare. Rolul glucidelor în corpul plantei este acumularea de amidon în fructe, semințe și bulbi, adică, în organele vegetative. Mecanismul de fotosinteza este destul de complicată și constă într-o serie de reacții enzimatice care au loc atât în lumină și în întuneric. Glucoza este sintetizat din dioxid de carbon sub acțiunea enzimelor. organisme heterotrofe folosesc plante verzi ca sursă de hrană și energie. Astfel, plantele sunt prima verigă în toate lanțurile alimentare și sunt numite producători.

Celulele organismelor heterotrofe carbohidrați sintetizați în canale netede (agranular) reticulul endoplasmic. Apoi, acestea sunt folosite ca material de construcție și de energie. In celulele de plante carbohidrații format suplimentar în Golgi, și apoi du-te la formarea unui perete celular celulozic. In procesul de vertebrate animale combinate digestie bogate în carbohidrați, parțial defalcate în gură și în stomac. disimilație principal aceleași reacții apar în duoden. După cum stau sucul pancreatic care conține enzima amilaza care scindează amidonul la glucoză. După cum sa spus mai devreme, glucoza este absorbit în sânge în intestinul subțire și se întinde pe toate celulele. Aici este folosit ca sursă de energie și un material structural. Acest lucru explică rolul pe care carbohidratii joaca in organism.

Nadmembrannye complexe celule heterotrofe

Acestea sunt caracteristice pentru animale și ciuperci. Compoziția chimică și organizarea moleculară a acestor structuri sunt reprezentate de compuși cum ar fi lipide, proteine și carbohidrați. Rolul carbohidratilor din organism - este implicat in metabolismul energetic membrane și construcții. In celulele umane si animale au o anumită componentă structurală numită glycocalyx. Acest strat subțire de suprafață compusă din glicolipide și glicoproteine asociate cu membrana citoplasmatică. Acesta oferă o legătură directă cu exteriorul celulelor. Aici vine percepția stimulilor și a digestiei extracelulară. Datorită celulele lor coajă carbohidrați lipesc între ele formând tesatura. Acest fenomen se numește adeziune. De asemenea, adăugăm că „coada“ de molecule de carbohidrat care se găsesc pe suprafața celulară și sunt îndreptate în lichidul interstițial.

Un alt grup de organisme heterotrofe - aparate fungi de asemenea, are o suprafață, numită peretele celulei. Acesta include zaharuri complexe - chitină, glicogen. Unele tipuri de ciuperci conțin, de asemenea carbohidrați solubili, cum ar fi trehaloză, numit zahăr ciuperci.

La animalele unicelulare, cum ar fi ciliate, stratul de suprafață - peliculogen conține, de asemenea, complecși oligozaharidice cu proteine și lipide. Unele Peliculă simplu suficient de subțire și nu împiedică o schimbare a formei corpului. Dar, în altele se ingroasa si devine puternic ca armura, care transportă o funcție de protecție.

perete celular Plant

Acesta conține, de asemenea, cantități mari de carbohidrați, în special celuloza colectate ca fascicule de fibre. Aceste structuri formează cadrul, cufundat într-o matrice coloidală. Se compune în principal din oligozaharide și polizaharide. Pereții celulelor de celule vegetale pot lignificated. În acest caz, spațiile dintre grinzile sunt umplute cu alți carbohidrați celuloză - lignină. Ea îmbunătățește funcția de susținere a membranei celulare. De multe ori, în special în plante perene lemnoase, stratul exterior format din celuloză acoperită substanță asemănătoare grăsimii - suberin. Previne pătrunderea apei în țesutul plantei, astfel încât celulele care stau la baza mor rapid off și acoperite de un strat de plută.

Pe scurt, vom vedea că în peretele celulei de plante sunt glucide și grăsimi strâns legate. Rolul lor în phototrophs corpului subestimat, deoarece complexele glîcolipidice oferă o funcție de sprijin și protecție. Vom studia o varietate de carbohidrati, specifice regatului Monera organismelor. Acestea includ procariote, cum ar fi bacteriile. peretele lor celular conține un carbohidrat - murein. În funcție de structura de suprafață a aparatului este împărțit în bacterii gram-pozitive și gram-negative.

Structura doilea grup este mai complex. Aceste bacterii au două straturi: plastic și rigide. Prima conține mucopolizaharide, de exemplu murein. moleculele sale au forma unor structuri de rețele mari, formând o capsulă în jurul celulei bacteriene. Al doilea strat este format din peptidoglican - polizaharide compuse și proteine.

lipopolizaharide ale peretelui celular permite bacteriilor să adere ferm la diferite substraturi, cum ar fi smalțul dinților sau membrana celulelor eucariote. În plus, glicolipide promova adeziunea celulelor bacteriene una față de alta. Astfel format prin, de exemplu, stafilococii mănunchi lanț streptococi, mai mult decât atât, unele specii de procariote au mucoasei suplimentare - peplos. Acesta conține în componența sa polizaharidele și ușor distruse de radiații greu sau prin contactul cu anumite substanțe chimice, cum ar fi antibiotice.