Wat is koolhidrate rol van koolhidrate in die menslike liggaam

Chemiese eienskappe van die selle waaruit die lewende organismes afhang hoofsaaklik op die aantal koolstofatome uitmaak tot 50% deur droë gewig. Koolstofatome is die belangrikste organiese stowwe: proteïene, nukleïensure, lipiede en koolhidrate. Laasgenoemde groep sluit karboniel saamgestelde en water wat ooreenstem met die formule (CH ₂ O) _n, waar n gelyk is aan of groter is as drie. Behalwe koolstof, waterstof en suurstof, in die molekuul kan insluit fosfor, stikstof, swael. In hierdie artikel ondersoek ons die rol van koolhidrate in die menslike liggaam, sowel as die eienskappe van hul struktuur, eienskappe en funksies.

klassifikasie

Hierdie groep van verbindings in biochemie is verdeel in drie klasse: eenvoudige suikers (monosakkariede), polimeriese verbindings met 'n glikosidiese binding - oligosakkariede en biopolimere van hoë molekulêre gewig - polisakkariede. Die bogenoemde klasse van stof wat in verskeie seltipes. Byvoorbeeld, daar is glukose en stysel in plantstrukture, glikogeen - in menslike hepatosiete, en selwande van swamme, die chitien - in die buitenste skelet geleedpotiges. Al die bogenoemde stowwe - is koolhidrate. Die rol van koolhidrate in die liggaam is universeel. Hulle - die belangrikste verskaffer van energie vir belangrike prosesse van plantselle, bakterieë, diere en mense.

monosakkariede

Het die algemene formule C _n H _{2 N} O _N en word verdeel in groepe, afhangende van die aantal koolstofatome in die molekuul: trioses, tetroses, pentoses, en so aan. As 'n deel van die selorganelle en sitoplasma van eenvoudige suikers het twee ruimtelike konfigurasies: lineêre en sirkel. In die eerste geval, is die koolstofatome aan mekaar verbind via kovalente bindings sigma en vorm gesluit loops, in die tweede geval die koolstofskelet is nie gesluit en kan vertakking. Om te bepaal wat is die rol van koolhidrate in die liggaam, oorweeg die mees algemene van hulle - die pentose en heksose.

Isomere: glukose en fruktose

Hulle het dieselfde molekulêre formule C ₆ H ₁₂ O _6, maar verskillende soorte strukturele molekules. Ons het voorheen bekend as die primêre rol van koolhidrate in lewende organismes - die energie. Bogenoemde stowwe word afgebreek deur die sel. Die resultaat is 'n vrystelling van energie (17,6 kJ van een gram van glukose). Verder is 36 molekules ATP gesintetiseer. glukose ontbinding plaasvind op die membrane (cristae) mitochondria en verteenwoordig 'n ketting van ensimatiese reaksies - die Krebs-siklus. Hy is 'n belangrike deel van veinzerij vloei in al die selle van heterotrofiese eukariotiese organismes.

Glukose ook gevorm miosiete in soogdiere as gevolg van verdeling in spierglikogeen. In die toekoms, is dit gebruik as 'n maklik afbreekbare stof as die verskaffing van selle met energie - dit is die belangrikste rol van koolhidrate in die liggaam. Plante is phototrophs en onafhanklik te vorm glukose tydens fotosintese. Hierdie reaksies word genoem Calvin siklus. Die begin materiaal is koolstofdioksied en akseptor - ribolozodifosfat. Sintese van glukose plaasvind in die chloroplast matriks. Fruktose, met dieselfde molekulêre formule as glukose, bevat in die molekule 'n funksionele groep van ketone. Sy is soeter as glukose, en is in die heuning en die sap van bessies en vrugte. So, die biologiese rol van koolhidrate in die liggaam lê hoofsaaklik in die gebruik daarvan as 'n vinnige bron van energie.

Die rol van oorerwing in die pentose

Kom ons kyk na 'n ander groep van monosakkariede - ribose en deoksiribose. Hul uniekheid lê in die feit dat hulle is deel van die polimere - nukleïensure. Vir alle organismes, insluitende nie-sellulêre lewensvorme, DNA en RNA is die belangrikste draers van oorerflike inligting. Ribose is ingesluit in 'n RNA-molekule en deoksiribose nukleotiede vervat in DNA. Gevolglik is die biologiese rol van koolhidrate in die menslike liggaam is dat hulle betrokke is by die vorming van eenhede van oorerwing - die gene en chromosome.

Voorbeeldige pentose bevat 'n aldehied groep en wydverspreid in die planteryk is xilose (soos vervat in stingels en sade), alfa-arabinose (gestoor in die tandvleis van klip vrugtebome). So, die verspreiding en die biologiese rol van koolhidrate in die liggaam van 'n hoër plante is groot genoeg.

Wat is oligosakkariede

As oorblyfsels van die molekules van monosakkariede, soos glukose of fruktose, verbind deur kovalente bindings, die vorm oligosakkariede - polimeriese koolhidrate. Die rol van koolhidrate in die liggaam van beide plante en diere gewissel. Dit is veral waar van disakkariede. Die mees algemene onder hulle is sukrose, laktose, maltose en trehalose. So, sukrose, andersins bekend as rottang of beetsuiker, soos vervat in die plante as 'n oplossing en gestoor in hul wortels of stamme. Hidrolise van die gevormde molekule glukose en fruktose. Melksuiker, laktose is van dierlike oorsprong. Vir sommige mense is, daar is onverdraagsaamheid aan hierdie stof wat verband hou met hiposekresie ensiem laktase, wat breek die melksuiker galaktose en glukose. Die rol van die lewe van die organisme diverse koolhidrate. Byvoorbeeld, die disakkaried trehalose, wat bestaan uit twee glukose oorblyfsels, wat deel uitmaak van die hemolymph van skaaldiere, spinnekoppe, insekte. Dit kom ook in die selle van swamme en sommige alge.

Nog 'n disakkaried - Maltose, of mout suiker, is vervat in caryopses gars of rog in hul ontkieming, dit is 'n molekule wat uit twee glukose oorblyfsels. Dit word gevorm deur die verval van groente of dier stysel. In die dunderm van die mens en soogdiere maltose gekleef deur die ensiem - maltase. In sy afwesigheid in pankreassap verskyn patologie veroorsaak deur onverdraagsaamheid om kos stysel glikogeen of groente produkte. In hierdie geval, is 'n spesiale dieet en by die dieet van die ensiem self.

Komplekse koolhidrate in die natuur

Hulle is baie wydverspreid, veral in die groente-wêreld, is biopolimere en het 'n hoë molekulêre gewig. Byvoorbeeld, die stysel dit is 800 000, en in die pulp - 1 600 000. Die polisakkariede verskil in die samestelling van die monomere, polimerisasie graad, en kettinglengtes. In teenstelling met eenvoudige suikers en oligosakkariede wat geredelik oplosbaar in water is en het 'n soet smaak, polisakkariede hidrofobiese en smaakloos. Kyk na die rol van koolhidrate in die menslike liggaam as 'n voorbeeld van glikogeen - dier stysel. Dit is gesintetiseer uit glukose en teruggetrokke in hepatosiete en skeletspier selle, waar sy inhoud is twee keer hoër as in die lewer. Deur die vorming van glikogeen is ook in staat om van onderhuidse vet, neurocytes en makrofage. Nog 'n polisakkaried - groente stysel is 'n produk van fotosintese en geproduseer word in plastiede van groen.

Van die begin van die menslike beskawing, die belangrikste verskaffers van stysel was waardevolle gewasse: rys, aartappels, mielies. Hulle is nog steeds die basis van die dieet van die oorgrote meerderheid van die mense op aarde. Dit is hoekom dit so waardevol koolhidrate. Die rol van koolhidrate in die liggaam is, soos ons gesien het, in hul aansoek as 'n magshonger en vinnig verteerbare organiese materiaal.

Daar is 'n groep van polisakkariede wat monomere is hyaluronzuur oorblyfsels. Hulle is geroep Pektiene en is die boumateriaal van plantselle. Veral ryk aan hulle skil appels, beet pulp. Sellulêre stowwe Pektiene reguleer intrasellulêre druk - turgor. In die gebak bedryf, word dit gebruik as jel en verdikkingsmiddels in die produksie van hoë gehalte rasse Marshmallows en jellie. Die dieet gebruik as biologies-aktiewe stowwe is goed Lei gifstowwe uit die kolon.

Wat is glikolipiede

Dit is 'n interessante groep van komplekse samestellings van koolhidrate en vette wat in die senuweeweefsel. Dit bestaan uit die brein en die rugmurg van soogdiere. Glikolipiede word ook gevind in die samestelling van selmembrane. Byvoorbeeld, is bakterieë wat betrokke is in sel-sel kontakte. Sommige van hierdie verbindings is om antigene (stowwe wat Landsteiner AB0 bloedgroep stelsel op te spoor). In die selle van diere, plante en mense, behalwe glikolipiede, is teenwoordig en duidelike vet molekules. Hulle voer hoofsaaklik energie funksie. By cleavage van een gram vet 38,9 kJ energie vrygestel word. struktuur-funksie (deel van die selmembraan) om lipiede word ook gekenmerk. So, is hierdie funksies wat uitgevoer word deur koolhidrate en vette. Hul rol in die liggaam is baie hoog.

Die rol van koolhidrate en lipiede in die liggaam

In menslike en dierselle waargeneem kan word interconversions van polisakkariede en vette voorkom as gevolg van metabolisme. Wetenskaplikes en voedingkundiges gevind dat oormatige inname van styselkos lei tot opeenhoping van vet. Indien 'n persoon het versteurings van die pankreas in terme van isolasie of amilase lei 'n onaktiewe leefstyl, kan die gewig baie groot wees. Dit is die moeite werd om te onthou dat die koolhidraatryke voedsel hoofsaaklik afgebreek word in die duodenum in glukose. Sy geabsorbeer die kapillêre van die villi van die dunderm en gedeponeer in die lewer en spiere as glikogeen. Hoe meer intensiewe uitruil van stowwe in die liggaam, hoe meer dit is verdeel in glukose. dit word dan gebruik as die primêre selle, die energieke materiaal. Hierdie inligting bied 'n antwoord op die vraag van die rol wat koolhidrate, die menslike liggaam.

Betekenis van glikoproteïene

Verbindings van hierdie groep middels wat deur die komplekse koolhidrate + proteïen. Hulle is geroep glycoconjugates. Hierdie teenliggaam, hormone, membraanstruktuur. Nuutste biochemiese studies het bevind dat indien glikoproteïene begin om sy moedertaal (natuurlike) struktuur verander, dit lei tot die ontwikkeling van hierdie komplekse siektes soos asma, rumatoïede artritis, kanker. Die rol van glycoconjugates in die metabolisme van die sel is hoog. Byvoorbeeld, interferons inhibeer die vermeerdering van virusse, immunoglobuliene beskerm die liggaam teen patogene. bloed proteïene ook behoort aan hierdie groep middels. Hulle bied beskerming en buffer eienskappe. Al die bogenoemde funksies word bevestig deur die feit dat die fisiologiese rol van koolhidrate in die liggaam is diverse en uiters belangrik.

Waar en hoe koolhidrate gevorm

Groot verskaffers van eenvoudige en komplekse suikers - 'n groen plant: alge, hoër spore, gimnosperme en blom. Hulle bevat almal die pigment chlorofil selle. Hy is deel van die tilakoïed - strukture van chloroplaste. Russiese wetenskaplike KA Timiryazev bestudeer die proses van fotosintese, wat lei tot die vorming koolhidrate. Die rol van koolhidrate in die liggaam van die plant is die opeenhoping van stysel in die vrugte, sade en bolle, dit wil sê, in die vegetatiewe organe. fotosintese meganisme is nogal ingewikkeld en bestaan uit 'n reeks van ensimatiese reaksies wat plaasvind beide in die lig en in die donker. Glukose gesintetiseer uit koolstofdioksied onder die werking van ensieme. Heterotrofiese organismes gebruik groen plante as 'n bron van voedsel en energie. So, dit plante is die eerste skakel in die hele voedselkettings en produsente genoem.

Die selle van heterotrofiese organismes koolhidrate gesintetiseer in gladde kanale (agranular) endoplasmiese retikulum. Toe dit gebruik word as energie en boumateriaal. In plantselle koolhidrate addisioneel gevorm in die Golgi, en dan gaan jy na die vorming van 'n cellulosic selwand. In die proses van vertering saamgestelde dier gewerweldes ryk aan koolhidrate, gedeeltelik afgebreek in die mond en maag. Main veinzerij dieselfde reaksies plaasvind in die duodenum. Soos dit nou is pankreassap met amilase ensiem wat kleef stysel na glukose. Soos reeds vroeër gesê, is glukose in die bloed geabsorbeer in die dunderm en is versprei oor al die selle. Hier is dit gebruik word as 'n energiebron en 'n strukturele materiaal. Dit verklaar die rol wat koolhidrate speel in die liggaam.

Nadmembrannye komplekse heterotrofiese selle

Hulle is kenmerkend van diere en fungi. Die chemiese samestelling en molekulêre organisasie van hierdie strukture word verteenwoordig deur verbindings soos lipiede, proteïene en koolhidrate. Die rol van koolhidrate in die liggaam - dit is wat betrokke is by energie metabolisme en die bou van membrane. In menslike en dierselle het 'n besondere strukturele komponent genoem glikokaliks. Hierdie dun oppervlak laag bestaan uit glikolipiede en glikoproteïene wat verband hou met die sitoplasmiese membraan. Dit bied 'n direkte skakel met die buitekant van selle. Hier kom die persepsie van stimuli en ekstrasellulêre vertering. As gevolg van hul koolhidrate dop selle vashou aan mekaar die vorming van die stof. Hierdie verskynsel staan bekend as adhesie. Ons het ook byvoeg dat die "stert" van koolhidrate molekules gevind op die sel oppervlak en is gerig in interstisiële vloeistof.

Nog 'n groep van heterotrofiese organismes - swamme apparaat het ook 'n oppervlak, bekend as die selwand. Dit sluit in komplekse suikers - chitien, glikogeen. Sommige tipes van swamme bevat ook oplosbare koolhidrate soos trehalose, genoem sampioen suiker.

In eensellige diere soos siliate, oppervlak laag - huidje bevat ook oligosakkaried komplekse met proteïene en lipiede. 'N paar eenvoudige huidje dun genoeg en nie verhoed dat 'n verandering in die liggaam vorm. Maar in ander is dit verdik en word sterk as wapens, wat 'n beskermende funksie.

Plant selwand

Dit bevat ook groot hoeveelhede koolhidrate, veral sellulose ingesamel as bondeltjies vesel. Hierdie strukture vorm die raam, gedompel in 'n kolloïdale matriks. Dit bestaan hoofsaaklik uit oligosakkariede en polisakkariede. Die selwande van groente selle kan lignificated. In hierdie geval, is die ruimtes tussen die balke gevul met sellulose ander koolhidrate - lignien. Dit verhoog die ondersteuning funksie van die selmembraan. Dikwels, veral in meerjarige houtagtige plante, die buitenste laag bestaan uit sellulose bedek vetagtige stof - suberien. Dit verhoed dat die invloei van water in die plantweefsel, so die onderliggende selle vinnig doodgaan en bedek met 'n laag van kurk.

Om op te som, sien ons dat in die plant selwand is nou gekoppel koolhidrate en vette. Hul rol in die liggaam phototrophs onderskat sedert glycolipid komplekse bied 'n ondersteunende en beskermende funksie. Ons sal 'n verskeidenheid van koolhidrate, wat spesifiek op die Monera koninkryk van organismes te bestudeer. Dit sluit in prokariote, soos bakterieë. Hul selwand bevat 'n koolhidraat - murein. Afhangende van die oppervlak struktuur van die apparaat is verdeel in bakterieë Gram-positiewe en Gram-negatiewe.

Die struktuur van die tweede groep is meer kompleks. Hierdie bakterieë het twee lae: plastiek en styf. Die eerste bevat mucopolysaccharides, bv murein. Die molekule het die vorm van 'n groot netwerk strukture, die vorming van 'n kapsule om die bakteriële sel. Die tweede laag bestaan uit peptidoglikaan - saamgestelde polisakkariede en proteïene.

selwand lipopolisakkariede toelaat bakterieë om vas te hou aan verskeie substrate, soos tandemalje of eukariotiese sel membraan. Daarbenewens, glikolipiede te bevorder adhesie van bakteriële selle aan mekaar. So wat gevorm word deur, byvoorbeeld, streptokokke ketting cluster stafilokokke, ook, sommige spesies van prokariote het bykomende mukosa - peplos. Dit bevat in sy samestelling die polisakkariede en maklik vernietig deur harde bestraling of deur kontak met sekere chemikalieë soos antibiotika.