Carbohydrates là gì vai trò của carbohydrate trong cơ thể con người

tính chất hóa học của các tế bào tạo thành các sinh vật sống phụ thuộc chủ yếu vào số lượng của các nguyên tử carbon cấu thành lên đến 50% tính theo trọng lượng khô. các nguyên tử carbon là những chất hữu cơ chính: protein, axit nucleic, lipid và carbohydrate. Nhóm thứ hai bao gồm các hợp chất cacbonyl và nước tương ứng với công thức (CH ₂ O) _n, trong đó n là bằng hoặc lớn hơn ba. Ngoài carbon, hydro và oxy, trong phân tử có thể bao gồm phốt pho, nitơ, lưu huỳnh. Trong bài này, chúng ta xem xét vai trò của carbohydrate trong cơ thể con người, cũng như các đặc điểm về cấu trúc, tính chất và chức năng của họ.

phân loại

Nhóm này của các hợp chất hóa sinh được chia thành ba lớp: đường đơn (monosaccharides), các hợp chất cao phân tử với một liên kết glycosidic - oligosaccharides và polyme sinh học của trọng lượng phân tử cao - polysaccharides. Các lớp nêu trên chất được tìm thấy trong các loại tế bào khác nhau. Ví dụ, có glucose và tinh bột trong cơ cấu cây trồng, glycogen - trong tế bào gan của con người, và các bức tường tế bào của nấm, các chitin - trong động vật chân đốt xương bên ngoài. Tất cả các chất trên - là carbohydrate. Vai trò của carbohydrate trong cơ thể mang tính phổ quát. Họ - những nhà cung cấp năng lượng chính cho quá trình quan trọng của nhà máy tế bào, vi khuẩn, động vật và con người.

monosaccharides

Có chung công thức C _n H _{2 n} O _n và được chia thành các nhóm tùy thuộc vào số lượng nguyên tử cacbon trong phân tử: trioses, tetroses, pentoses, và vân vân. Là một phần của các bào quan tế bào và tế bào chất của các loại đường đơn giản có hai cấu hình không gian: tuyến tính và hình tròn. Trong trường hợp đầu tiên, các nguyên tử carbon được kết nối với nhau thông qua liên kết hóa trị sigma và hình thức đóng vòng, trong trường hợp thứ hai bộ xương carbon không được đóng cửa và có thể phân nhánh. Để xác định là những gì vai trò của carbohydrate trong cơ thể, xem xét phổ biến nhất trong số họ - các pentose và hexose.

Đồng phân: glucose và fructose

Họ có công thức phân tử tương tự C ₆ H ₁₂ O _6, nhưng các loại của các phân tử cấu trúc. Chúng tôi đã từng được gọi là vai trò chính của carbohydrate trong cơ thể sống - năng lượng. Các chất trên được chia nhỏ bởi các tế bào. Kết quả là một giải phóng năng lượng (17,6 kJ của một gram glucose). Hơn nữa, 36 phân tử ATP được tổng hợp. phân hủy glucose xảy ra trên màng (cristae) mitochondria và đại diện cho một chuỗi các phản ứng enzyme - chu trình Krebs. Ông là một phần quan trọng của làm cho khác chảy trong tất cả các tế bào của sinh vật nhân chuẩn dị.

Glucose cũng được hình thành tế bào cơ trong động vật có vú do chia tách trong glycogen trong cơ bắp. Trong tương lai, nó được sử dụng như là một chất dễ dàng phân huỷ trong tự như cung cấp các tế bào năng lượng - đây là vai trò chính của carbohydrate trong cơ thể. Cây là phototrophs và độc lập hình thành glucose trong quang hợp. Những phản ứng này được gọi là chu trình Calvin. Các nguyên liệu ban đầu là carbon dioxide và chấp nhận - ribolozodifosfat. Tổng hợp glucose xảy ra trong ma trận lục lạp. Fructose, có công thức phân tử tương tự như glucose, chứa trong phân tử một nhóm chức năng của xeton. Cô ấy ngọt ngào hơn glucose, và đang trong mật ong và nước cốt hoa quả và trái cây. Như vậy, vai trò sinh học của carbohydrate trong cơ thể nằm chủ yếu trong việc sử dụng nó như một nguồn nhanh chóng của năng lượng.

Vai trò của di truyền trong pentose

Chúng ta hãy xem xét một nhóm monosaccharides - ribose và deoxyribose. tính độc đáo của họ nằm trong thực tế rằng họ là một phần của polyme - axit nucleic. Đối với tất cả các sinh vật, bao gồm cả các dạng sống ngoài tế bào, DNA và RNA là các tàu sân bay chính của thông tin di truyền. Ribose được bao gồm trong một phân tử RNA và nucleotide deoxyribose chứa trong DNA. Do đó, vai trò sinh học của carbohydrate trong cơ thể con người là họ đang tham gia vào sự hình thành của đơn vị di truyền - các gen và nhiễm sắc thể.

pentose gương mẫu có chứa một nhóm aldehyde và lan rộng trong giới thực vật là xylose (chứa trong thân cây và hạt giống), alpha-arabinose (được lưu trữ trong nướu của cây ăn quả đá). Như vậy, sự phân bố và vai trò sinh học của carbohydrate trong cơ thể của thực vật bậc cao là đủ lớn.

oligosaccharides là gì

Nếu dư lượng của các phân tử của monosacarit, như glucose hoặc fructose, nối với nhau bằng liên kết hóa trị, các oligosaccharides thành lập - carbohydrate polyme. Vai trò của carbohydrate trong cơ thể của cả thực vật và động vật khác nhau. Điều này đặc biệt đúng với disaccharides. Phổ biến nhất trong số đó là sucrose, lactose, maltose và trehalose. Như vậy, sucrose, hay còn gọi là mía hoặc củ cải đường, chứa trong các nhà máy như một giải pháp lưu trữ và vào rễ hoặc thân cây. Thủy phân của phân tử hình thành glucose và fructose. đường sữa, lactose là nguồn gốc động vật. Đối với một số người, có không dung nạp chất này kết hợp với hyposecretion enzyme lactase, mà phá vỡ các galactose đường sữa và glucose. Vai trò của tuổi thọ của carbohydrate đa dạng sinh vật. Ví dụ, trehalose disacarit, gồm có hai dư lượng glucose, một phần của Hemolymph của động vật giáp xác, nhện, côn trùng. Nó cũng xuất hiện trong các tế bào của nấm và một số tảo.

Một disacarit - Maltose, hoặc đường mạch nha, được chứa trong caryopses lúa mạch hoặc lúa mạch đen trong nảy mầm của họ, đó là một phân tử gồm hai dư lượng glucose. Nó được hình thành bởi sự phân rã của vật hoặc thực vật tinh bột. Trong ruột non của con người và động vật có vú maltose cắt chuyên biệt bởi các enzyme - maltase. Trong sự vắng mặt của mình trong dịch tụy xuất hiện bệnh lý do không dung nạp glycogen hoặc thực vật sản phẩm tinh bột thực phẩm. Trong trường hợp này, một chế độ ăn uống đặc biệt và sẽ được thêm vào chế độ ăn uống của enzyme riêng của mình.

carbohydrate phức tạp trong tự nhiên

Họ rất rộng rãi, đặc biệt là trong thế giới thực vật, là polyme sinh học và có trọng lượng phân tử cao. Ví dụ, tinh bột đó là 800 000, và trong bột giấy - 1 600 000. Các polysaccharides khác nhau về thành phần cấu tạo của các monome, mức độ trùng hợp, và chiều dài chuỗi. Ngược lại với các loại đường đơn giản và oligosaccharides đó là dễ dàng hòa tan trong nước và có một hương vị ngọt ngào, polysaccharides kỵ và không vị. Xem xét vai trò của carbohydrate trong cơ thể con người như một ví dụ về glycogen - tinh bột động vật. Nó được tổng hợp từ glucose và dè dặt trong tế bào gan và các tế bào cơ xương, nơi mà nội dung của nó là gấp đôi so với trong gan. Bởi sự hình thành glycogen cũng có khả năng dưới da mỡ, neurocytes và đại thực bào. polysaccharide khác - tinh bột rau là một sản phẩm của quang hợp và được sản xuất trong plastid của màu xanh lá cây.

Ngay từ đầu của nền văn minh của con người, các nhà cung cấp chính của tinh bột là loại cây trồng có giá trị: gạo, khoai tây, ngô. Họ vẫn là nền tảng của chế độ ăn uống của đại đa số người trên Trái Đất. Đó là lý do tại sao nó là carbohydrate rất có giá trị. Vai trò của carbohydrate trong cơ thể là, như chúng ta đã thấy, trong ứng dụng của họ như là một chất hữu cơ thèm khát quyền lực và nhanh chóng tiêu hóa.

Có một nhóm các polysaccharides là monome dư lượng axit hyaluronic. Họ được gọi là pectin và là vật liệu xây dựng của các tế bào thực vật. Đặc biệt phong phú trong đó táo vỏ, bột củ cải. chất Cellular pectin điều chỉnh áp lực nội bào - turgor. Trong ngành công nghiệp bánh kẹo, chúng được sử dụng như tác nhân tạo gel và dày trong việc sản xuất giống chất lượng cao marshmallow và thạch. Các chế độ ăn sử dụng như các chất hoạt tính sinh học cũng là suy luận độc tố ra khỏi ruột.

glycolipid là gì

Đây là một nhóm thú vị của các hợp chất phức tạp của carbohydrates và chất béo có trong các mô thần kinh. Nó bao gồm não và tủy sống của động vật có vú. Glycolipid cũng được tìm thấy trong thành phần của màng tế bào. Ví dụ, vi khuẩn có liên quan đến địa chỉ liên lạc di động tế bào. Một số các hợp chất là kháng nguyên (chất phát hiện hệ thống nhóm máu AB0 Landsteiner). Trong các tế bào của động vật, thực vật và con người, ngoại trừ glycolipid, là các phân tử chất béo hiện diện và khác biệt. Họ thực hiện chủ yếu chức năng năng lượng. Sau khi phân tách của một gam chất béo 38,9 kJ năng lượng được giải phóng. chức năng cấu trúc (một phần của màng tế bào) để lipid cũng được đặc trưng. Do đó, các chức năng này được thực hiện bởi carbohydrate và chất béo. Vai trò của họ trong cơ thể là rất cao.

Vai trò của carbohydrates và chất béo trong cơ thể

Trong các tế bào của con người và động vật có thể quan sát interconversions của polysaccharides và chất béo xảy ra như là kết quả của sự trao đổi chất. Các nhà khoa học và chuyên gia dinh dưỡng phát hiện ra rằng ăn quá nhiều thức ăn giàu tinh bột dẫn đến sự tích tụ của chất béo. Nếu một người có rối loạn của tuyến tụy về cách ly hoặc amylase dẫn đầu một lối sống ít vận động, trọng lượng có thể rất lớn. Điều đáng ghi nhớ rằng các thực phẩm giàu carbohydrate được chia nhỏ chủ yếu ở tá tràng thành glucose. Cô hấp thụ các mao mạch của các nhung mao của ruột non và lắng đọng trong gan và cơ bắp dưới dạng glycogen. Việc trao đổi chuyên sâu hơn các chất trong cơ thể, càng có nhiều nó được chia thành glucose. nó sau đó được sử dụng như các tế bào tiểu học, vật liệu tràn đầy năng lượng. Những thông tin này cung cấp một câu trả lời cho câu hỏi về vai trò của carbohydrate, cơ thể con người.

Ý nghĩa của các glycoprotein

Các hợp chất của nhóm này các chất đại diện bởi các carbohydrate phức tạp + protein. Họ gọi glycoconjugates. Đây kháng thể, kích thích tố, màng cấu trúc. nghiên cứu sinh hóa mới nhất đã chứng minh rằng nếu glycoprotein bắt đầu thay đổi nguồn gốc cấu trúc (tự nhiên) của nó, nó dẫn đến sự phát triển của các bệnh phức tạp như bệnh hen suyễn, viêm khớp dạng thấp, bệnh ung thư. Vai trò của glycoconjugates trong sự trao đổi chất của tế bào là rất cao. Ví dụ, interferon ức chế sự nhân lên của virus, globulin miễn dịch bảo vệ cơ thể chống lại các mầm bệnh. protein máu cũng thuộc nhóm các chất. Họ cung cấp các đặc tính bảo vệ và đệm. Tất cả các chức năng trên được khẳng định bởi thực tế là vai trò sinh lý của carbohydrate trong cơ thể rất đa dạng và cực kỳ quan trọng.

Ở đâu và như thế nào carbohydrate được hình thành

nhà cung cấp lớn các loại đường đơn giản và phức tạp - một nhà máy xanh: tảo, bào tử cao hơn, cây hạt trần và hoa. Tất cả họ đều có chứa các tế bào diệp lục sắc tố. Ông là một phần của màng thylakoid - cấu trúc của lục lạp. Nhà khoa học Nga KA Timiryazev nghiên cứu quá trình quang hợp, dẫn đến việc hình thành carbohydrates. Vai trò của carbohydrate trong cơ thể của nhà máy là sự tích tụ của tinh bột trong trái cây, hạt và củ, tức là, trong các cơ quan sinh dưỡng. cơ chế quang hợp là khá phức tạp và bao gồm một loạt các phản ứng enzyme diễn ra cả trong ánh sáng và trong bóng tối. Glucose được tổng hợp từ carbon dioxide dưới tác động của enzyme. sinh vật dị dưỡng sử dụng cây xanh như một nguồn thực phẩm và năng lượng. Do đó, các nhà máy là mắt xích đầu tiên trong tất cả các chuỗi thức ăn và được gọi là nhà sản xuất.

Các tế bào của các sinh vật dị dưỡng carbohydrate tổng hợp trong các kênh mịn (agranular) lưới nội chất. Sau đó, chúng được sử dụng làm nguyên liệu năng lượng và xây dựng. Trong tế bào thực vật carbohydrate thành lập thêm trong Golgi, và sau đó đi đến hình thành một vách tế bào cellulose. Trong quá trình vật có xương sống vật chất tiêu hóa giàu carbohydrate, một phần được chia nhỏ trong miệng và dạ dày. làm cho khác chính cùng các phản ứng xảy ra trong tá tràng. Khi đứng dịch tụy chứa enzyme amylase rằng sẽ tách tinh bột để glucose. Như đã nói trước đó, glucose được hấp thụ vào máu ở ruột non và được lan truyền trên tất cả các tế bào. Ở đây nó được sử dụng như một nguồn năng lượng và vật liệu cấu trúc. Điều này giải thích vai trò của carbohydrate chơi trong cơ thể.

Nadmembrannye phức tế bào dị

Họ là những đặc trưng của động vật và nấm. Các thành phần hóa học và tổ chức phân tử của các cấu trúc được đại diện bởi các hợp chất như chất béo, protein và carbohydrate. Vai trò của carbohydrate trong cơ thể - đó là tham gia vào quá trình chuyển hóa năng lượng và xây dựng màng. Trong các tế bào của con người và động vật có một thành phần cấu trúc đặc biệt gọi là glycocalyx. Đây lớp bề mặt mỏng gồm glycolipid và glycoprotein gắn với màng tế bào chất. Nó cung cấp một liên kết trực tiếp với bên ngoài của các tế bào. Ở đây có nhận thức của tác nhân kích thích và tiêu hóa ngoại bào. Do các tế bào vỏ carbohydrate của họ dính vào nhau tạo thành vải. Hiện tượng này được gọi là độ bám dính. Chúng tôi cũng thêm rằng "cái đuôi" của các phân tử carbohydrate tìm thấy trên bề mặt tế bào và được đạo diễn trong dịch kẽ.

Một nhóm sinh vật dị dưỡng - bộ máy nấm cũng có một bề mặt, được gọi là vách tế bào. Nó bao gồm các loại đường phức tạp - chitin, glycogen. Một số loại nấm cũng chứa carbohydrate hòa tan như trehalose, được gọi là đường nấm.

Ở động vật đơn bào như ciliates, lớp bề mặt - màng mỏng cũng chứa phức hợp oligosaccharide với protein và lipid. Một số màng mỏng đơn giản đủ mỏng và không ngăn cản một sự thay đổi trong hình dạng cơ thể. Nhưng trong những người khác nó dày và trở nên mạnh mẽ như áo giáp, mang theo một chức năng bảo vệ.

vách tế bào thực vật

Nó cũng chứa một lượng lớn carbohydrate, đặc biệt là cellulose thu thập như bó sợi. Những cấu trúc hình thành khung, đắm mình trong một ma trận keo. Nó bao gồm chủ yếu là oligosaccharides và polysaccharides. Các bức tường tế bào của các tế bào thực vật có thể lignificated. Trong trường hợp này, khoảng cách giữa các dầm được làm đầy với carbohydrate khác cellulose - lignin. Nó tăng cường các chức năng hỗ trợ của màng tế bào. Thông thường, đặc biệt là trong các nhà máy thuộc mộc lâu năm, lớp ngoài bao gồm cellulose bọc chất béo như thế nào - suberin. Nó ngăn ngừa sự xâm nhập của nước vào các mô thực vật, vì vậy các tế bào cơ bản nhanh chóng chết đi và được bao phủ bởi một lớp sản phẩm bằng lie.

Nói tóm lại, chúng ta thấy rằng trong vách tế bào thực vật là carbohydrate gắn kết chặt chẽ và chất béo. Vai trò của họ trong phototrophs cơ thể đánh giá thấp từ phức glycolipid cung cấp một chức năng hỗ trợ và bảo vệ. Chúng tôi sẽ nghiên cứu nhiều carbohydrate, đặc trưng cho vương quốc Monera của các sinh vật. Điều này bao gồm prokaryote, chẳng hạn như vi khuẩn. vách tế bào của họ chứa carbohydrate - murein. Tùy thuộc vào cấu trúc bề mặt của bộ máy được chia thành các vi khuẩn Gram dương và Gram âm.

Cấu trúc của nhóm thứ hai là phức tạp hơn. Những vi khuẩn này có hai lớp: nhựa và cứng nhắc. Đầu tiên chứa mucopolysaccharides, ví dụ murein. phân tử của nó có hình thức cấu trúc mạng lưới rộng lớn, tạo thành một nang xung quanh các tế bào vi khuẩn. Lớp thứ hai gồm peptidoglycan - polysaccharides hợp chất và protein.

lipopolysaccharides vách tế bào vi khuẩn cho phép tuân thủ vững chắc để các chất nền khác nhau, chẳng hạn như men răng hoặc màng tế bào eukaryote. Bên cạnh đó, glycolipid thúc đẩy sự bám dính của tế bào vi khuẩn với nhau. Do đó hình thành bởi, ví dụ, streptococci cụm chuỗi staphylococci, hơn nữa, một số loài prokaryote có thêm niêm mạc - peplos. Nó chứa trong thành phần của nó các polysaccharides và dễ dàng bị phá hủy bởi bức xạ cứng hoặc qua tiếp xúc với một số hóa chất như thuốc kháng sinh.