Vad är kolhydrater roll kolhydrater i människokroppen

Kemiska egenskaperna hos cellerna som utgör de levande organismer beror i första hand på antalet kolatomer som utgör upp till 50% av torrvikten. Kolatomer är de huvudsakliga organiska substanser: proteiner, nukleinsyror, lipider och kolhydrater. Den senare gruppen inkluderar karbonylförening och vatten motsvarande formeln (CH ₂ O) _n, där n är lika med eller större än tre. Förutom kol, väte och syresättning, i molekylen kan inkludera fosfor, kväve, svavel. I den här artikeln undersöker vi betydelsen av kolhydrater i människokroppen, liksom egenskaperna hos deras struktur, egenskaper och funktioner.

klassificering

Denna grupp av föreningar inom biokemin är indelade i tre klasser: enkla sockerarter (monosackarider), polymera föreningar med en glykosidbindning - oligosackarider och biopolymerer med hög molekylvikt - polysackarider. De ovan nämnda klasserna av ämne som finns i olika celltyper. Till exempel, det är glukos och stärkelse i växtstrukturer, glykogen - i humana hepatocyter, och cellväggarna hos svampar, den kitin - i de yttre skelett leddjur. Alla ovanstående ämnen - är kolhydrater. Rollen av kolhydrater i kroppen är universell. De - huvudleverantör av energi för viktiga processer i växtceller, bakterier, djur och människor.

monosackarider

Har den allmänna formeln C _{nH 2 nO n} och är indelade i grupper beroende på antalet kolatomer i molekylen: trioser, tetroser, pentoser, och så vidare. Som en del av de cellorganeller och cytoplasma av enkla sockerarter har två spatiala konfigurationer: linjär och cirkulär. I det första fallet, är kolatomerna förbundna med varandra via kovalenta bindningar sigma och bildar slutna slingor, i det andra fallet kolskelettet är inte stängd och kan ha förgrening. För att avgöra vilken roll av kolhydrater i kroppen, anser den vanligaste av dem - pentos och hexos.

Isomerer: glukos och fruktos

De har samma molekylformel C ₆ H ₁₂ O _6, men olika typer av strukturella molekyler. Vi har tidigare kallade primära roll av kolhydrater i levande organismer - energin. Ovanstående ämnen bryts ned av cellen. Resultatet är en frisättning av energi (17,6 kJ av ett gram glukos). Vidare är 36 molekyler ATP syntetiseras. glukossönderdelning sker på membran (crista) mitokondrier och representerar en kedja av enzymatiska reaktioner - Krebs-cykeln. Han är en viktig del av DISSIMILATION flyter i alla celler i heterotrofa eukaryota organismer.

Glukos bildas också myocyter hos däggdjur på grund av splittring i muskel glykogen. I framtiden är det används som ett lätt nedbrytbart ämne som ger celler med energi - det är den viktigaste rollen av kolhydrater i kroppen. Växter är fototrofer och oberoende bildar glukos under fotosyntesen. Dessa reaktioner kallas Calvin cykeln. Utgångsmaterialet är koldioxid och acceptor - ribolozodifosfat. Syntes av glukos uppträder i kloroplasten matrisen. Fruktos, som har samma molekylformel som glukos, innehåller i molekylen en funktionell grupp av ketoner. Hon är sötare än glukos, och är i honung och saften av bär och frukter. Sålunda, den biologiska rollen av kolhydrater i kroppen ligger främst i dess användning som en snabb energikälla.

Rollen av ärftlighet i pentosen

Låt oss betrakta en annan grupp av monosackarider - ribos och deoxiribos. Deras unika ligger i det faktum att de är en del av polymererna - nukleinsyror. För alla organismer, inklusive icke-cellulära livsformer, DNA och RNA är de viktigaste bärare av ärftlig information. Ribos ingår i en RNA-molekyl och deoxiribosnukleotider som finns i DNA. Följaktligen är den biologiska rollen av kolhydrater i människokroppen att de är inblandade i bildandet av enheter av arvsmassa - generna och kromosomerna.

Exemplifierande pentos innehåller en aldehydgrupp och utbredd i växtriket är xylos (finns i stjälkar och frön), alfa-arabinos (lagrad i tandköttet av sten fruktträd). Sålunda, distributionen och den biologiska rollen av kolhydrater i kroppen av högre växter är tillräckligt stora.

Vad är oligosackariderna

Om rester av molekylerna av monosackarider, såsom glukos eller fruktos, kopplade genom kovalenta bindningar, de bildade oligosackarider - polymera kolhydrater. Rollen av kolhydrater i kroppen av både växter och djur varierade. Detta gäller särskilt disackarider. Den vanligaste bland dem är sackaros, laktos, maltos och trehalos. Sålunda, sackaros, annars känd som sockerrör eller sockerbetor, som ingår i växterna som en lösning och lagras i sina rötter eller stjälkar. Hydrolys av den bildade molekylen av glukos och fruktos. Mjölksocker, laktos är av animaliskt ursprung. För vissa människor, det finns intolerans mot detta ämne i samband med hyposekretion enzymet laktas, som bryter ner mjölksocker galaktos och glukos. Den roll som organismens liv olika kolhydrater. Till exempel, disackariden trehalos, sammansatt av två glukosrester, en del av den hemolymfa av kräftdjur, spindlar, insekter. Det förekommer också i cellerna av svampar och vissa alger.

Annan disackarid - Maltos eller maltsocker, finns i karyopser korn eller råg i deras groning, är det en molekyl bestående av två glukosrester. Den bildas genom sönderfallet av vegetabiliskt eller animaliskt stärkelse. I tunntarmen hos människor och däggdjur maltos klyvs av enzymet - maltas. I sin frånvaro i bukspott visas patologi orsakad av intolerans mot livsmedel stärkelse glykogen eller vegetabiliska produkter. I detta fall är en speciell diet och läggs till kosten för enzymet självt.

Komplexa kolhydrater i naturen

De är mycket utbredd, särskilt i växtvärlden, är biopolymerer och har en hög molekylvikt. Till exempel, är det stärkelsen 800 000, och i massan - 1 600 000. De polysackarider skiljer sig i sammansättningen av monomererna, polymerisationsgrad och kedjelängder. I motsats till enkla sockerarter och oligosackarider som är lättlösliga i vatten och har en söt smak, polysackarider hydrofob och smaklös. Överväga vilken roll av kolhydrater i den mänskliga kroppen som ett exempel på glykogen - animal stärkelse. Den syntetiseras från glukos och reserverade i hepatocyter och skelettmuskelceller, där dess innehåll är dubbelt högre än i levern. Genom bildningen av glykogen har också förmåga att subkutana fett, neurocyter och makrofager. En annan polysackarid - vegetabilisk stärkelse är en produkt av fotosyntes och produceras i plastider av grönt.

Från allra första början av den mänskliga civilisationen, de största leverantörerna av stärkelse var värdefulla grödor: ris, potatis, majs. De är fortfarande grunden för kosten för majoriteten av människor på jorden. Det är därför det är så värdefulla kolhydrater. Rollen av kolhydrater i kroppen är, som vi har sett, i sin ansökan som en maktgalen och snabbt smält organiskt material.

Finns det en grupp av polysackarider, vilka är monomerer hyaluronsyrarester. De kallas pektiner och är byggmaterial i växtceller. Särskilt rik på dem skal äpplen, betmassa. Cellulära ämnen pektiner reglerar intracellulär tryck - turgor. I konfektyrindustrin, används de som gelbildande och förtjockningsmedel i produktion av hög kvalitet som marshmallow och gelé. Dieterna som användes som biologiskt aktiva substanser är väl härleda toxiner från kolon.

Vad är glykolipider

Det är en intressant grupp av komplexa föreningar av kolhydrater och fetter som finns i nervvävnad. Den består av hjärnan och ryggmärgen hos däggdjur. Glykolipider finns också i sammansättningen av cellmembran. Till exempel är bakterier involverade i cell-cellkontakter. Några av dessa föreningar är att antigener (ämnen som detekterar Landsteiner AB0 blodgruppssystemet). I cellerna hos djur, växter och människor, med undantag glykolipider, är närvarande och distinkta fettmolekyler. De utför främst energifunktion. Vid klyvning av ett gram fett 38,9 kJ av energi frigörs. struktur-funktion (en del av cellmembranet) till lipider kännetecknas också. Sålunda är dessa funktioner utförs av kolhydrater och fetter. Deras roll i kroppen är extremt hög.

Rollen av kolhydrater och lipider i kroppen

I humana och djurceller kan observeras inbördes omvandlingar av polysackarider och fetter som uppträder som ett resultat av metabolism. Forskare och dietister funnit att överdrivet intag av stärkelserik mat leder till ansamling av fett. Om en person har rubbningar i bukspottkörteln i form av isolering eller amylas leder en stillasittande livsstil kan vikten vara mycket stor. Det är värt att komma ihåg att den kolhydratrika livsmedel bryts ned främst i tolvfingertarmen till glukos. Hon absorberas kapillärerna i villi i tunntarmen och deponeras i levern och musklerna som glykogen. Ju mer intensivt utbyte av ämnen i kroppen, desto mer är uppdelad i glukos. det används sedan som de primära cellerna, det energetiska materialet. Denna information ger ett svar på frågan om vilken roll kolhydrater, människokroppen.

Innebörden av glykoproteiner

Föreningar av denna grupp av ämnen som representeras av den komplexa kolhydrater + protein. De kallas glykokonjugat. Denna antikropp, hormoner, membranstruktur. Senaste biokemiska studier har fastställt att om glykoproteiner börja ändra sin nativa (naturliga) struktur, leder det till utvecklingen av dessa komplexa sjukdomar såsom astma, reumatoid artrit, cancer. Rollen av glykokonjugat i metabolismen av cellen är hög. Exempelvis interferoner inhiberar förökningen av virus, immunoglobuliner skydda kroppen mot patogener. blodproteiner tillhör också denna grupp av ämnen. De ger skydd och buffrande egenskaper. Alla ovanstående funktioner bekräftas av det faktum att den fysiologiska rollen av kolhydrater i kroppen är varierande och oerhört viktigt.

Var och hur kolhydrater bildas

Stora leverantörer av enkla och komplexa sockerarter - en grön växt: alger, högre spore, gymnospermer och blomning. De innehåller alla pigment klorofyll cellerna. Han är en del av tylakoid - strukturer kloroplaster. Ryska forskare KA Timiryazev studerade fotosyntes, vilket resulterar i bildningen kolhydrater. Rollen av kolhydrater i kroppen av anläggningen är en ansamling av stärkelse i frukt, frön och lökar, dvs i vegetativa organ. fotosyntes mekanism är tämligen komplicerad och består av en serie av enzymatiska reaktioner som äger rum både i ljus och i mörker. Glukos syntetiseras från koldioxid under inverkan av enzymer. Heterotrofa organismer använder gröna växter som en källa till livsmedel och energi. Således det växter är den första länken i alla livsmedelskedjor och kallas producenter.

Cellerna av heterotrofa organismer kolhydrater syntetiserade i släta kanaler (agranulära) endoplasmatiska retiklet. Då de används som energi och byggmaterial. I växtceller kolhydrater dessutom bildas i Golgi, och gå sedan till bildande av en cellulosacellvägg. I processen för matsmältningen sammansatta djur vertebrater rika på kolhydrater, delvis bryts ned i munnen och magen. Huvud DISSIMILATION samma reaktioner inträffar i tolvfingertarmen. Som det står bukspott innehållande amylas enzym, som klyver stärkelse till glukos. Som har sagts tidigare, är glukos absorberas i blodet i tunntarmen och är spridda över alla celler. Här används det som en energikälla och ett konstruktionsmaterial. Detta förklarar den roll som kolhydrater spelar i kroppen.

Nadmembrannye komplex heterotrofa celler

De är kännetecknande för djur och svampar. Den kemiska sammansättningen och molekyl organisationen av dessa strukturer representeras av föreningar, såsom lipider, proteiner och kolhydrater. Rollen av kolhydrater i kroppen - det är involverat i energimetabolism och bygga membran. I humana och djurceller har en särskild strukturell komponent kallas glykokalyx. Denna tunt ytskikt sammansatt av glykolipider och glykoproteiner associerade med det cytoplasmiska membranet. Det ger en direkt koppling med utsidan av cellerna. Här kommer uppfattningen av stimuli och extracellulärt matsmältning. På grund av deras kolhydrat skal celler fastnar vid varandra bildar tyget. Detta fenomen kallas vidhäftning. Vi lägger också att "svansar" av kolhydratmolekyler hittas på cellytan och är riktade i interstitiell vätska.

En annan grupp av heterotrofa organismer - svampar Anordningen har även en yta, som kallas cellväggen. Den innehåller komplexa sockerarter - kitin, glykogen. Vissa typer av svampar innehåller också lösliga kolhydrater såsom trehalos, som kallas svamp socker.

I encelliga djur såsom ciliater, ytskikt - pellikel innehåller också oligosackarid komplex med proteiner och lipider. Några enkla hinnan tunn nog och hindrar inte en förändring i kroppsform. Men i andra tjocknar och blir stark som pansar, bärande en skyddande funktion.

Växtcellväggen

Den innehåller också stora mängder kolhydrater, speciellt cellulosa uppsamlas som knippen av fibrer. Dessa strukturer bildar ramen, nedsänkt i en kolloidal matris. Den består främst av oligosackarider och polysackarider. Cellväggarna av vegetabiliska celler kan lignificated. I detta fall är utrymmena mellan balkarna fyllda med cellulosa andra kolhydrater - lignin. Det förbättrar den stödjande funktionen hos cellmembranet. Ofta, särskilt i fleråriga vedartade växter, det yttre skiktet består av cellulosabelagda fettliknande substans - suberin. Det förhindrar att vatten tränger in i växtvävnaden, så att de underliggande cellerna dör snabbt bort och täckt av ett skikt av kork.

Sammanfattningsvis ser vi att i växtcellväggen är nära kopplade kolhydrater och fetter. Deras roll i kroppen fototrofer skattas eftersom glykolipid komplex ger en stödjande och skyddande funktion. Vi kommer att studera en mängd olika kolhydrater, specifik för Monera rike av organismer. Detta inkluderar prokaryoter, såsom bakterier. Deras cellväggen innehåller en kolhydrat - murein. Beroende på ytstrukturen hos apparaten är uppdelad i bakterier grampositiva och gramnegativa.

Strukturen hos den andra gruppen är mer komplex. Dessa bakterier har två skikt: plast och styva. Den första innehåller mukopolysackarider, t.ex. murein. Dess molekyler har formen av stora nätverksstrukturer, som bildar en kapsel runt bakteriecellen. Det andra skiktet består av peptidoglykan - sammansatta polysackarider och proteiner.

cellväggs lipopolysackarider tillåta bakterier att vidhäfta fast till olika substrat, såsom tandemalj eller eukaryot cellmembran. Dessutom glykolipider främja vidhäftningen av bakterieceller till varandra. Sålunda bildade genom t ex streptokocker kedja kluster stafylokocker dessutom vissa arter av prokaryoter har ytterligare mukosa - peplos. Den innehåller i sin sammansättning polysackariderna och enkelt förstöras av hård strålning eller genom kontakt med vissa kemikalier såsom antibiotika.