Aké sú sacharidy Úloha sacharidov v ľudskom tele

Chemické vlastnosti buniek, ktoré tvoria živé organizmy, závisí predovšetkým od počtu atómov uhlíka, ktoré tvoria až 50% hmotnostných v suchom stave. Uhlíkové atómy sú hlavné organické látky: proteíny, nukleové kyseliny, lipidy a uhľohydráty. Druhá skupina zahŕňa karbonylové zlúčeniny a vody zodpovedajúci vzorci (CH _{2O) n,} pričom n je rovné alebo väčšie ako tri. Okrem toho, uhlík, vodík a oxygenácia, v molekule môže obsahovať fosfor, dusík, síra. V tomto článku sa pozrieme na rolu sacharidov v ľudskom tele, ako aj charakteristiky ich štruktúrou, vlastnosťami a funkciami.

klasifikácia

Táto skupina zlúčenín v biochémii sú rozdelené do troch tried: jednoduché cukry (monosacharidy), polymérny zlúčeniny s glykosidovú väzbou - oligosacharidov a biopolymérov o vysokej molekulovej hmotnosti - polysacharidov. Vyššie uvedené triedy látky nájdené v rôznych typoch buniek. Napríklad, tam sú glukóza a škrob v rastlinných štruktúr, glykogén - v ľudských hepatocytoch, a bunkovej steny húb, chitín - vo vonkajších skeletu článkonožcov. Všetky vyššie uvedené látky - sú sacharidy. Úloha sacharidov v ľudskom tele je univerzálny. Oni - hlavným dodávateľom energie pre životne dôležité procesy rastlinných buniek, baktérií, zvierat i ľudí.

monosacharidy

Majú všeobecný vzorec C _{nH 2n} O, _N, a sú rozdelené do skupín v závislosti od počtu atómov uhlíka v molekule: trioses, tetrózy, pentóza, a tak ďalej. V rámci bunkových organel a cytoplazme jednoduchých cukrov dva priestorové konfigurácie: lineárne a kruhové. V prvom prípade, atómy uhlíka sú spojené k sebe navzájom prostredníctvom kovalentných väzieb sigma a tvar uzavretej slučky, v druhom prípade je uhlíkatý skelet nie je uzavretý a môže mať vetvenia. Ak chcete zistiť, aká je úloha sacharidov v tele, za najbežnejšie z nich - pentose a hexózy.

Izoméry: glukózy a fruktózy

Majú rovnaký molekulárny vzorec C ₆ H ₁₂ O _6, ale rôzne druhy stavebných molekúl. Už skôr sme sa nazýva primárna úlohu sacharidov v živých organizmoch - energie. Tieto látky sú členené bunkou. Výsledkom je uvoľnenie energie (17,6 kJ jedného gramu glukózy). Okrem toho, 36 molekúl ATP je syntetizovaný. glukózy rozklad prebieha na membránach (cristae) mitochondrií a predstavuje reťazec enzymatických reakcií - Krebsovho cyklu. Je dôležitou súčasťou disimilace prúdiace vo všetkých bunkách heterotrofné eukaryotických organizmov.

Glukóza je tiež vytvorený myocytov u cicavcov vzhľadom na rozdelenie v svalového glykogénu. V budúcnosti sa používa ako ľahko rozložiteľné látky, ako je poskytuje bunkám energiu - to je hlavnou úlohou sacharidov v tele. Rastliny sú phototrophs a tvoria nezávisle glukózy počas fotosyntézy. Tieto reakcie sa nazývajú Calvin cyklus. Východiskovým materiálom je oxid uhličitý a akceptor - ribolozodifosfat. Syntéza glukózy dochádza v chloroplastu matrici. Fruktóza, ktoré majú rovnaký molekulárny vzorec, ako glukóza, obsahuje v molekule funkčnú skupinu ketóny. Je sladší ako glukóza, a je v mede a šťavy z bobúľ a ovocie. To znamená, že biologická úloha sacharidov v tele spočíva najmä v jeho použitie ako rýchly zdroj energie.

Úloha dedičnosti pentóza

Uvažujme ďalšie skupiny monosacharidov - ribózy a deoxyribóza. Ich jedinečnosť spočíva v tom, že sú súčasťou polymérov - nukleových kyselín. Pri všetkých organizmov, vrátane non-bunkové formy života, DNA a RNA sú hlavnými nositeľmi dedičnej informácie. Ribóza je obsiahnutý v RNA molekule a deoxyribóza nukleotidov obsiahnutých v DNA. V dôsledku toho je biologická úloha sacharidov v ľudskom tele, je, že sa podieľa na tvorbe jednotiek dedičnosti - génov a chromozómov.

Príkladné pentóza obsahujúce aldehydovou skupinu a rozšírené v rastlinnej ríši sú xylóza (obsiahnutých v stonky a semená), alfa-Arabinóza (uložené v ďasien kôstkovín stromov). To znamená, že distribúcia a biologická úloha sacharidov v tele vyšších rastlín, sú dostatočne veľké.

Čo je oligosacharidy

Ak rezíduá molekúl monosacharidov, ako je glukóza alebo fruktóza, spojených kovalentními väzbami, vytvorené oligosacharidov - polymérnych sacharidov. Úloha sacharidov v tele oboch rastlín a živočíchov meniť. To platí najmä pre disacharidy. Najbežnejšie z nich sú sacharóza, laktóza, maltóza a trehalóza. Tak, sacharóza, inak známy ako trstinový alebo repný cukor, obsiahnutých v rastlinách, ako roztok, a uloží sa do ich koreňov alebo stoniek. Hydrolýza vytvorené molekuly glukózy a fruktózy. Mliečny cukor, laktóza je živočíšneho pôvodu. Pre niektorých ľudí je intolerancia na túto látku spojenú s hyposekrece enzým laktázy, ktorý štiepi mliečny cukor galaktózu a glukózu. Úloha živote organizmu rôznych sacharidov. Napríklad, disacharid trehalózy, ktorý sa skladá z dvoch glukózy zvyškov, časť hemolymfa kôrovcov, pavúkov, hmyzu. To tiež sa vyskytuje v bunkách húb a niektorých rias.

Ďalšie disacharid - maltóza, alebo sladový cukor, je obsiahnutá v obiliek jačmeňa, raže alebo v ich klíčenie, že je molekula skladajúci sa z dvoch glukózy zvyškov. Je tvorený rozpadu rastlinného alebo živočíšneho škrobu. V tenkom čreve človeka a cicavcov, maltóza rozštiepi enzýmom - Maltáza. Pri jeho absencii v pankreatickej šťavy zdá patológie spôsobená intoleranciou na potraviny škrobu glykogénu alebo rastlinných produktov. V tomto prípade špeciálna diéta a pridá sa k strave samotného enzýmu.

Komplexné sacharidy v prírode

Sú veľmi rozšírená, najmä v rastlinnom svete, sú biopolyméry a majú vysokú molekulovú hmotnosť. Napríklad škrob je 800 000, a v drti - 1 600 000. Tieto polysacharidy sa líšia v zložení monomérov, so stupňom polymerizácie, a dĺžky reťazca. Na rozdiel od jednoduchých cukrov a oligosacharidov, ktoré sú ľahko rozpustné vo vode a majú sladkú chuť, polysacharidy hydrofóbne a bez chuti. Zoberme úlohu sacharidov v ľudskom tele, ako príklad glykogén - živočíšneho škrobu. Je syntetizovaný z glukózy a vyhradenej v hepatocytoch a buniek kostrového svalstva, pričom jeho obsah je dvakrát vyššia ako v pečeni. Pri tvorbe glykogénu sú tiež schopné podkožného tuku, neurocytes a makrofágy. Ďalšie polysacharid - rastlinný škrob je produkt fotosyntézy a je produkovaný v plastidy zelene.

Od samého počiatku ľudskej civilizácie, sú hlavnými dodávateľmi škrobu boli cenné plodiny: ryža, zemiaky, kukurica. Sú stále základom jedálnička naprostej väčšiny ľudí na Zemi. To je dôvod, prečo je tak hodnotné sacharidy. Úloha sacharidov v tele je, ako už bolo uvedené, v ich použitie ako napájací-hladný a rýchlo stráviteľné organickej hmoty.

Existuje skupina polysacharidov, ktoré sú monoméry zvyšky kyseliny hyalurónovej. Nazývajú sa pektíny a sú základnými stavebnými materiálmi rastlinných buniek. Zvlášť bohaté na nich kôry jabĺk, repné rezne. Bunkové látky pektíny regulujú intracelulárnu tlak - turgor. V cukrárskeho priemyslu, ktoré sa používajú ako gelovacích a zahusťovacie činidiel pri výrobe vysoko kvalitné odrody marshmallow a želé. Diéty používané ako biologicky aktívne látky je dobre odvodenie toxíny z hrubého čreva.

Čo je glykolipidy

Je to zaujímavá skupina komplexných zlúčenín sacharidov a tukov, ktoré sú v nervovom tkanive. Skladá sa z mozgu a miechy cicavcov. Glykolipidy sa nachádzajú aj v zložení bunkových membrán. Napríklad baktérie sú zapojení do medzibunkových kontaktov. Niektoré z týchto zlúčenín je pre antigény (látky, ktoré detekujú systému krvných skupín Landsteiner AB0). V bunkách zvierat, rastlín a ľudí, okrem glykolipidy, sú prítomné a odlišné molekuly tuku. Vystupujú predovšetkým funkciu energie. Po odštiepení jedného gramu tuku 38,9 kJ energie sa uvoľní. Funkcia konštrukcie (časť bunkovej membrány), aby lipidy sú tiež charakterizované. Teda, tieto funkcie sú vykonávané sacharidov a tukov. Ich rola v tele je veľmi vysoká.

Úloha sacharidov a lipidov v tele

V ľudských a zvieracích buniek možno pozorovať interkonverzia polysacharidov a tukov sa vyskytujú v dôsledku metabolizmu. Vedci a odborníci na výživu zistili, že nadmerný príjem škrobnatých potravín vedie k hromadeniu tuku. Ak osoba má poruchy pankreasu, pokiaľ ide o izoláciu alebo amylázy vedie sedavý spôsob života, hmotnosť môže byť veľmi veľké. Stojí za pripomenutie, že sacharidy bohaté jedlo je rozobraný najmä v dvanástniku na glukózu. Ona vstrebáva kapiláry klkov tenkého čreva a uložené v pečeni a svaloch vo forme glykogénu. Čím viac intenzívnu výmenu látok v tele, tým viac je rozdelený na glukózu. potom sa používa ako primárny bunky, energetického materiálu. Tieto informácie poskytuje odpoveď na otázku o úlohe sacharidov, v ľudskom tele.

význam glykoproteínov

Zlúčeniny tejto skupiny látok, ktorú predstavuje komplexné sacharidy + proteínu. Nazývajú sa glykokonjugátů. Táto protilátka, hormóny, membránové štruktúry. Posledné biochemické štúdie preukázali, že v prípade, glykoproteíny začne meniť jeho natívne (prírodná) štruktúru, vedie k rozvoju týchto komplexných ochorení, ako je astma, reumatoidná artritída, rakovina. Úloha glykokonjugátů v metabolizme bunky je vysoká. Napríklad, interferóny inhibíciu množenie vírusov, imunoglobulíny chránia telo proti patogénom. krvné proteíny tiež patrí do tejto skupiny látok. Poskytujú ochranu a ukladanie do vyrovnávacej pamäte vlastností. Všetky z vyššie uvedených funkcií potvrdzuje skutočnosť, že fyziologická úloha sacharidov v tele sú rôznorodé a mimoriadne dôležité.

Kde a ako sa tvorí sacharidy

Veľkí dodávatelia jednoduchých i zložitých cukrov - zelené rastliny: riasy, vyššie spora, nahosemenných rastlín a kvitnutia. Všetci obsahujú chlorofyl buniek pigment. Ten je súčasťou thylakoidních - štruktúry chloroplastov. Ruský vedec KA Timirjazevova študoval proces fotosyntézy, čo má za následok tvorbu sacharidov. Úloha sacharidov v tele rastliny je hromadenie škrobu v ovocie, semená a žiarovky, tj, v vegetatívnych orgánov. fotosyntéza mechanizmus je pomerne zložitý a skladá sa z radu enzymatických reakcií, ktoré prebiehajú tak vo svetle a v tme. Glukóza sa syntetizuje z oxidu uhličitého pôsobením enzýmov. Heterotrofné organizmy používajú zelené rastliny ako zdroj potravy a energie. Tak, to sú rastliny ako prvý odkaz na všetkých potravinových reťazcov a sú nazývané výrobcami.

Bunky heterotrofné organizmov sacharidov syntetizovaných v hladkých kanálov (agranulární) endoplazmatického retikula. Potom sú používané ako energetické a stavebný materiál. V rastlinných bunkách sacharidy navyše vytvorené v Golgiho aparátu, a potom sa k vytvoreniu celulózovej bunkovej steny. V procese trávenia kŕmnych zvierat stavovcov bohaté na sacharidy, čiastočne rozdelené v ústach a žalúdku. Hlavným disimilace rovnaké reakcie prebiehajú v dvanástniku. Ako to stojí pankreatické šťavy obsahujúce amylázy enzým, ktorý štiepi škrob na glukózu. Ako už bolo povedané skôr, glukóza je absorbovaný do krvi v tenkom čreve a je rozložená na všetky bunky. Tu sa používa ako zdroj energie a konštrukčný materiál. To vysvetľuje úlohu, ktorú zohrávajú sacharidy v tele.

Nadmembrannye komplexy heterotrofné bunky

Sú charakteristické živočíchov a húb. Chemické zloženie a molekulárnej organizácie týchto štruktúr sú reprezentované zlúčeninami, ako sú lipidy, proteíny a uhľohydráty. Úloha sacharidov v tele - sa podieľa na energetickom metabolizme a stavebné membrány. V ľudských a zvieracích buniek majú osobitné konštrukčné súčasť s názvom glykokalyx. Táto tenká povrchová vrstva pozostáva z glykolipidov a glykoproteínov spojených s cytoplazmatickú membránu. Poskytuje priame spojenie s mimo buniek. Tu prichádza vnímanie podnetov a extracelulárnej trávenie. Kvôli ich buniek sacharidov shell držať vzájomne a vytvárať tkaniny. Tento jav sa nazýva priľnavosť. Tiež sme pridali, že "chvosty" molekúl sacharidov nachádza na bunkovom povrchu a sú orientované v intersticiálnej kvapaline.

Ďalšia skupina heterotrofné organizmov - huby Zariadenie má tiež povrch, nazvaný bunkovej steny. To zahŕňa komplexné cukry - chitín, glykogén. Niektoré druhy húb tiež obsahovať rozpustné sacharidy, ako je trehalóza, nazývané huba cukor.

V jednobunkových živočíchov, ako sú ciliates, povrchová vrstva - pelikuly obsahuje oligosacharidová komplexy s proteínmi a lipidy. Niektoré jednoduché pellicle dostatočne tenké a nebráni zmene tvaru tela. Ale v iných to hustne a stáva sa silná ako brnenie, nesúci ochrannú funkciu.

Steny rastlinné bunky

To tiež obsahuje veľké množstvo sacharidov, najmä celulózu získaný ako zväzky vlákien. Tieto štruktúry tvorí rám, ponorený do koloidné matricu. Pozostáva predovšetkým z oligosacharidov a polysacharidov. Bunkovej steny rastlinných buniek môže lignificated. V tomto prípade sú medzery medzi nosníkmi sú vyplnené celulózy ďalších cukrov - lignín. To zvyšuje nosnú funkciu bunkovej membrány. Často, najmä v trvalých drevnatých rastlín, vonkajšia vrstva sa skladá z celulózy povlakom tuk ako substancia - suberin. To zabraňuje vnikaniu vody do rastlinnej tkaniva, a tak sa u základného bunky rýchlo odumierajú a pokrytá vrstvou korku.

V súhrne, vidíme, že na steny rastlinnej bunky, sú úzko spojené sacharidy a tuky. Ich rola v telových phototrophs podceňovať, pretože glykolipidové komplexy poskytujú nosnú a ochrannú funkciu. Budeme skúmať celý rad sacharidov, špecifických pre Monera kráľovstva organizmov. To zahŕňa prokaryota, ako je napríklad baktéria. Ich bunková stena obsahuje sacharid - mureínu. V závislosti na štruktúre povrchu prístroja je rozdelená na baktérie gram-pozitívnym a gram-negatívne.

Štruktúra druhej skupiny je zložitejšia. Tieto baktérie majú dve vrstvy: plast a tuhé. Prvá obsahuje mukopolysacharidov, napr. Mureínu. Jeho molekuly majú tvar veľkých sieťovej štruktúry, tvoriaci kapsulu okolo bakteriálnej bunky. Druhá vrstva sa skladá z peptidoglykánu - zlúčenina polysacharidov a proteínov.

bunkovej steny lipopolysacharid umožňujú baktériám držať pevne na rôzne substráty, ako je napríklad zubnej skloviny alebo eukaryotické bunkovú membránu. Okrem toho, glykolipidy zlepšenie adhézie bakteriálnych buniek k sebe navzájom. Takto vytvorený, napr., Klaster streptokoky reťaz stafylokoky, okrem toho, niektoré druhy prokaryot majú ďalšie sliznice - peplos. Obsahuje vo svojom zložení polysacharidy a ľahko zničené pevný žiarením alebo kontaktu s určitými chemickými látkami, ako sú antibiotiká.