Hva er karbohydrater rolle av karbohydrater i kroppen

Kjemiske egenskaper til de cellene som danner levende organismer i hovedsak avhengig av antallet karbonatomer som utgjør opp til 50% etter tørrvekt. Karbonatomer, er de viktigste organiske stoffer: proteiner, nukleinsyrer, lipider og karbohydrater. Den sistnevnte gruppen omfatter karbonylforbindelse og vann svarende til formel _{(CH2O) n,} hvor n er lik eller større enn tre. I tillegg til karbon, hydrogen og oksygenering, i molekylet kan inneholde fosfor, nitrogen, svovel. I denne artikkelen, kan vi undersøke rollen til karbohydrater i menneskekroppen, samt egenskapene av deres struktur, egenskaper og funksjoner.

klassifisering

Denne gruppen av forbindelser i biokjemi er delt inn i tre klasser: enkle sukkerarter (monosakkarider), polymere forbindelser med en glykosidisk binding - oligosakkarider og biopolymerer med høy molekylvekt - polysakkarider. De ovennevnte klasser av stoff som finnes i forskjellige celletyper. For eksempel, det er glukose og stivelse i plantestrukturer, glykogen - i humane hepatocytter, og cellevegger av sopp, chitin - i de ytre skjelett leddyr. Alle de ovennevnte stoffer - er karbohydrater. Rollen av karbohydrater i kroppen er universell. De - hovedleverandør av energi for vitale prosesser av planteceller, bakterier, dyr og mennesker.

monosakkarider

Har den generelle formel C, _{nH 2 n} O _n og er delt inn i grupper avhengig av antallet av karbonatomer i molekylet: trioses, tetroser, pentoser, og så videre. Som en del av celleorganeller og cytoplasmaet til enkle sukkerarter har to romlige konfigurasjoner: lineær og sirkulær. I det første tilfellet blir C-atomer forbundet med hverandre via kovalente bindinger sigma og danner lukkede sløyfer, i det andre tilfellet karbonskjelettet ikke er lukket, og kan ha forgrening. For å finne ut hva som er rollen av karbohydrater i kroppen, bør du vurdere den vanligste av dem - pentosen og heksosen.

Isomerer: glukose og fruktose

De har den samme molekylformelen C ₆ H ₁₂ O _6, men forskjellige typer av strukturelle molekyler. Vi har tidligere kalt primære rolle karbohydrater i levende organismer - energien. De ovennevnte stoffer brytes ned av cellen. Resultatet er en frigjøring av energi (17,6 kJ av ett gram av glukose). I tillegg er det syntetisert 36 ATP. glukose spaltning finner sted på membraner (cristae) mitokondrier og betyr en kjede med enzymatiske reaksjoner - Krebs-syklusen. Han er en viktig del av dissimilasjon flyter i alle cellene i heterotrofe eukaryote organismer.

Glukose dannes også muskelceller hos pattedyr på grunn av splitting i muskelglykogen. I fremtiden er det brukt som en lett dekomponerbar substans som gir celler med energi - dette er den viktigste rollen til karbohydrater i kroppen. Planter er phototrophs og uavhengig av hverandre danne glukose under fotosyntesen. Disse reaksjonene er kalt Calvin syklus. Utgangsmaterialet er karbondioksid og akseptor - ribolozodifosfat. Syntese av glukose oppstår i kloroplasten matrisen. Fruktose, som har den samme molekylformelen som glukose, inneholder i molekylet en funksjonell gruppe av ketoner. Hun er søtere enn glukose, og er i honning og saften av bær og frukt. Således er den biologiske rollen til karbohydrater i legemet ligger hovedsakelig i dens anvendelse som en hurtig energikilde.

Rollen arvelighet i pentosen

La oss vurdere en annen gruppe av monosakkarider - ribose og deoksyribose. Sin egenart ligger i det faktum at de er en del av polymerene - nukleinsyrene. For alle organismer, inkludert ikke-cellulære livsformer, DNA og RNA er de viktigste bærere av arvelig informasjon. Ribose inngår i et RNA-molekyl og deoksyribose nukleotider inneholdt i DNA. Følgelig, den biologiske rollen til karbohydrater i menneskekroppen er at de er involvert i dannelsen av arveen - genene og kromosomer.

Eksempelvise pentose som inneholder en aldehydgruppe og utbredt i planteriket er xylose (som finnes i stengler og frø), alfa-arabinose (lagret i tannkjøttet stenfrukttrær). Således kan fordelingen og den biologiske rollen til karbohydrater i kroppen av høyere planter er store nok.

Hva er oligosakkarider

Dersom rester av molekylene av monosakkarider, så som glukose eller fruktose, forbundet ved hjelp av kovalente bindinger, de dannede oligosakkarider - polymere karbohydrater. Rollen av karbohydrater i kroppen av både planter og dyr varierte. Dette gjelder spesielt for disakkarider. Den mest utbredt blant dem er sukrose, laktose, maltose og trehalose. Således, sukrose, ellers kjent som rør eller roesukker, som finnes i planter som en oppløsning og lagres i deres røtter eller stilker. Hydrolyse av den dannede molekyl av glukose og fruktose. Melkesukker, laktose er av animalsk opprinnelse. For noen mennesker, det er intoleranse overfor dette stoffet assosiert med hyposecretion enzymet laktase, som bryter ned melkesukker galaktose og glukose. Rollen livet av organismen ulike karbohydrater. For eksempel, disakkaridet trehalose, sammensatt av to glukoserester, en del av hemolymfe fra krepsdyr, edderkopper, insekter. Den foregår også i cellene i sopp og noen alger.

En annen disakkarid - Maltose, eller malt sukker, er inneholdt i caryopses av bygg eller rug i deres spiring, er det et molekyl som består av to glukoserester. Det er dannet ved nedbrytning av vegetabilsk eller animalsk stivelse. I tynntarmen hos mennesker og pattedyr maltose spaltet av enzymet - maltase. I dets fravær i bukspytt vises patologi forårsaket av matintoleranse stivelse glykogen eller vegetabilske produkter. I dette tilfellet er en spesiell diett og lagt til kosthold selve enzymet.

Komplekse karbohydrater i naturen

De er veldig utbredt, spesielt i den vegetabilske verden, er biopolymerer og har en høy molekylvekt. For eksempel, stivelsen det er 800 000, og i massen - 1 600 000. polysakkarider varierer i sammensetningen av monomerene, polymerisasjonsgraden, og kjedelengder. I motsetning til enkle sukkerarter og oligosakkarider som er lett oppløselige i vann og har en søt smak, polysakkarider hydrofob og smakløst. Vurdere rollen til karbohydrater i menneskekroppen som et eksempel på glykogen - dyr stivelse. Det er syntetisert fra glukose og reservert i hepatocytter og skjelettmuskelceller, hvor dens innhold er to ganger høyere enn i lever. Ved dannelsen av glykogen er også i stand subkutant fett, neurocytter og makrofager. Et annet polysakkarid - vegetabilsk stivelse er et produkt fra fotosyntesen og er produsert i plastider av grønt.

Helt fra begynnelsen av menneskelig sivilisasjon, de viktigste leverandørene av stivelse var verdifulle avlinger: ris, poteter, mais. De er fortsatt grunnlaget for kosthold de aller fleste mennesker på jorden. Det er derfor det er så verdifulle karbohydrater. Rollen av karbohydrater i kroppen er, som vi har sett, i sin søknad som en maktsyk og raskt fordøyelig organisk materiale.

Det er en gruppe av polysakkarider som er monomerer hyaluronsyre-rester. De er kalt pektiner og er byggematerialer fra planteceller. Spesielt rik på dem skrelle epler, bete masse. Cellulære stoffer pektiner regulere intracellulært trykk - turgor. I konfektindustrien, blir de anvendt som geleringsmidler og fortykningsmidler ved fremstilling av høy kvalitet varianter marshmallow og gelé. De brukes som biologisk aktive substanser dietter er godt utlede giftstoffer fra tykktarmen.

Hva er glykolipider

Det er en interessant gruppe av komplekse forbindelser av karbohydrater og fett som er i nervevevet. Den består av hjernen og ryggmargen hos pattedyr. Glykolipider er også funnet i sammensetningen av cellemembraner. For eksempel, er bakterier som er involvert i celle-celle-kontakter. Noen av disse forbindelser er å antigener (stoffer som gjenkjenner Landsteiner AB0 blodtypesystem). I cellene i dyr, planter og mennesker, med unntak av glykolipider, er til stede og distinkte fettmolekylene. De utfører primært energi funksjon. Ved spalting av ett gram fett 38,9 kJ av energi frigjøres. struktur funksjon (en del av cellemembranen) til lipider blir også karakterisert. Dermed er disse funksjonene utføres av karbohydrater og fett. Deres rolle i kroppen er ekstremt høy.

Rollen av karbohydrater og lipider i kroppen

I humane og animalske celler kan observeres omdannelser av polysakkarider og fett som oppstår som et resultat av metabolisme. Forskere og ernæringseksperter fant at overdrevent inntak av stivelsesholdige matvarer fører til opphopning av fett. Hvis en person har forstyrrelser i pankreas i form av isolasjon eller amylase fører en stillesittende livsstil, kan vekten være meget stor. Det er verdt å huske at karbohydrat-rik mat brytes ned hovedsakelig i tolvfingertarmen til glukose. Hun absorbert kapillarene i vill i i tynntarmen og deponert i leveren og musklene som glykogen. Den mer intensive utveksling av stoffer i legemet, desto mer blir den oppdelt i glukose. Det blir da brukt som de primære celler, det energirike materiale. Denne informasjonen gir et svar på spørsmålet om hvilken rolle karbohydrater, menneskekroppen.

Betydning av glykoproteiner

Forbindelser av denne gruppe av forbindelser som representeres ved den komplekse karbohydrat + protein. De kalles glykokonjugater. Dette antistoff, hormoner, membranstruktur. Nyeste biokjemiske studier har fastslått at hvis glykoproteiner begynner å endre sin native (naturlig) struktur, det fører til utvikling av disse komplekse sykdommer slik som astma, revmatoid artritt, kreft. Rollen av glykokonjugater i metabolismen av cellen er høy. For eksempel, interferoner hemme formeringen av virus, immunoglobuliner beskytte kroppen mot patogener. blodproteiner også tilhører denne stoffgruppen. De gir beskyttelse og bufferegenskaper. Alle de ovennevnte funksjoner blir bekreftet ved det faktum at den fysiologiske rollen til karbohydrater i kroppen er mangfoldig og meget viktig.

Hvor og hvordan karbohydrater dannes

Store leverandørene av enkle og komplekse sukkerarter - en grønn plante: alger, økt spore, gymnospermer og blomstring. De alle inneholder pigmentklorofyll cellene. Han er en del av thylakoid - strukturer av kloroplaster. Russiske vitenskaps KA Timiryazev studert prosessen med fotosyntese, noe som resulterer i dannelse karbohydrater. Rollen av karbohydrater i kroppen av anlegget er opphopning av stivelse i frukt, frø og knoller, dvs. i de vegetative organer. fotosyntese mekanisme er ganske komplisert og består av en serie av enzymatiske reaksjoner som finner sted både i lys og i mørket. Glukose er syntetisert fra karbondioksyd under innvirkning av enzymer. Heterotrofe organismer bruke grønne planter som en kilde til mat og energi. Dermed planter er det første leddet i alle næringskjeder og kalles produsenter.

Cellene i de heterotrofe organismer karbohydrater syntetisert i glatte kanaler (agranular) endoplasmatisk retikulum. Så de blir brukt som energi og byggemateriale. I planteceller karbohydrater i tillegg dannet i Golgi, og deretter gå til fremstilling av en cellulosecelleveggen. I prosessen med fordøyelsen sammensatte dyre virveldyr rikt på karbohydrater, delvis brutt ned i munnen og mage. Hoved dissimilasjon samme reaksjoner oppstå i tolvfingertarmen. Som det står bukspyttkjertelsaft som inneholdt amylase-enzym som spalter stivelse til glukose. Som det har blitt nevnt tidligere, er glukose absorberes i blodet i tynntarmen, og er spredt ut over alle celler. Her er det brukt som en energikilde, og en konstruksjonsmateriale. Dette forklarer den rollen karbohydrater spille i kroppen.

Nadmembrannye komplekser av heterotrofe celler

De er karakteristisk for dyr og sopp. Den kjemiske sammensetning og molekyl organisering av disse strukturene er representert ved forbindelser slik som lipider, proteiner og karbohydrater. Rollen av karbohydrater i kroppen - det er involvert i energiomsetningen og bygge membraner. I humane og animalske celler har en spesiell strukturell komponent kalt glycocalyx. Det tynne overflatelaget består av glykolipider og glykoproteiner er forbundet med den cytoplasmatiske membran. Det gir en direkte forbindelse med utsiden av celler. Her kommer oppfatningen av stimuli og ekstracellulære fordøyelsen. På grunn av deres karbohydratskall cellene holde seg til hverandre som danner stoffet. Dette fenomenet kalles vedheft. Vi legger også til at den "haler" av karbohydratmolekyler som finnes på celleoverflaten og er rettet i interstitielle væsken.

En annen gruppe av heterotrofe organismer - sopp Apparatet har også en overflate, kalt celleveggen. Det inkluderer komplekse sukker - kitin, glykogen. Enkelte typer sopp også inneholde oppløselige karbohydrater som trehalose, kalt sopp sukker.

I encellede dyr som ciliater, overflatelag - hinne inneholder også oligosakkarid-komplekser med proteiner og lipider. Noen enkle pellicle tynn nok, og hindrer ikke en endring i kroppsfasong. Men i andre tykner det og blir sterk som armering, som bærer en beskyttende funksjon.

Plant celleveggen

Den inneholder også store mengder av karbohydrater, særlig cellulose oppsamlet som bunter av fibre. Disse strukturene danner rammen, nedsenket i en kolloidal grunnmasse. Den består hovedsakelig av oligosakkarider og polysakkarider. Celleveggene i vegetabilske celler kan lignificated. I dette tilfellet, blir mellomrommene mellom bjelkene er fylt med cellulose andre karbohydrater - lignin. Det forbedrer den bærende funksjon av cellemembranen. Ofte, særlig i flerårige treaktige planter, det ytre lag bestående av cellulosebelagt fett-lignende substans - suberin. Det hindrer inntrengning av vann inn i plantevevet, slik at de underliggende celler raskt vil dø ut og dekket av et lag av kork.

Oppsummert ser vi at i plantecelleveggen er nært knyttet karbohydrater og fett. Deres rolle i kroppens phototrophs undervurderes da glykolipid-komplekser tilveiebringe en støtte og beskyttende funksjon. Vi vil studere en rekke av karbohydrater, spesielt for Monera rike av organismer. Dette omfatter prokaryoter, slik som bakterier. Deres celleveggen inneholder et karbohydrat - murein. Avhengig av overflatestrukturen av apparatet er delt inn i bakterier gram-positive og gram-negative.

Strukturen av den andre gruppen er mer komplisert. Disse bakterier har to lag: plast og stiv. Den første inneholder mucopolysakkarider, f.eks murein. Dens molekyler har form av store nettverksstrukturer, som danner en kapsel omkring bakteriecellen. Det andre laget består av peptidoglykan - sammensatte polysakkarider og proteiner.

Cellevegg lipopolysakkarider tillater bakterier å feste seg fast til forskjellige substrater, slik som tannemaljen eller eukaryot cellemembran. I tillegg er glykolipidene fremme adhesjon av bakterieceller til hverandre. Således er dannet ved for eksempel streptokokker kjede klynge stafylokokker, og dessuten noen arter av prokaryoter har flere slimhinne - peplos. Den inneholder i sin sammensetning polysakkaridene og lett ødelagt av harde stråling eller ved kontakt med visse kjemikalier, slik som antibiotika.