Jaké jsou sacharidy Role sacharidů v lidském těle

Chemické vlastnosti buněk, které tvoří živé organismy, závisí především na počtu atomů uhlíku, které tvoří až 50% hmotnostních v suchém stavu. Uhlíkové atomy jsou hlavní organické látky: proteiny, nukleové kyseliny, lipidy a uhlohydráty. Druhá skupina zahrnuje karbonylové sloučeniny a vody odpovídající vzorci (CH _{2O) n,} kde n je rovno nebo větší než tři. Kromě toho, uhlík, vodík a oxygenace, v molekule může obsahovat fosfor, dusík, síra. V tomto článku se podíváme na roli sacharidů v lidském těle, jakož i charakteristiky jejich strukturou, vlastnostmi a funkcemi.

klasifikace

Tato skupina sloučenin v biochemii jsou rozděleny do tří tříd: jednoduché cukry (monosacharidy), polymerní sloučeniny s glykosidovou vazbou - oligosacharidů a biopolymerů o vysoké molekulové hmotnosti - polysacharidů. Výše uvedené třídy látky nalezené v různých typech buněk. Například, tam jsou glukóza a škrob v rostlinných struktur, glykogen - v lidských hepatocytech, a buněčné stěny hub, chitin - ve vnějších skeletu členovců. Všechny výše uvedené látky - jsou sacharidy. Role sacharidů v lidském těle je univerzální. Oni - hlavním dodavatelem energie pro životně důležité procesy rostlinných buněk, bakterií, zvířat i lidí.

monosacharidy

Mají obecný vzorec C _{nH 2n} O, _N, a jsou rozděleny do skupin v závislosti na počtu atomů uhlíku v molekule: trioses, tetrózy, pentózy, a tak dále. V rámci buněčných organel a cytoplazmě jednoduchých cukrů dva prostorové konfigurace: lineární a kruhové. V prvním případě, atomy uhlíku jsou spojeny k sobě navzájem prostřednictvím kovalentních vazeb sigma a tvar uzavřené smyčky, v druhém případě je uhlíkatý skelet není uzavřen a může mít větvení. Chcete-li zjistit, jaká je role sacharidů v těle, za nejběžnější z nich - pentose a hexózy.

Izomery: glukózy a fruktózy

Mají stejný molekulární vzorec C ₆ H ₁₂ O _6, ale různé druhy stavebních molekul. Již dříve jsme se nazývá primární roli sacharidů v živých organismech - energie. Tyto látky jsou členěny buňkou. Výsledkem je uvolnění energie (17,6 kJ jednoho gramu glukózy). Kromě toho, 36 molekul ATP je syntetizován. glukózy rozklad probíhá na membránách (cristae) mitochondrií a představuje řetězec enzymatických reakcí - Krebsova cyklu. Je důležitou součástí disimilace proudící ve všech buňkách heterotrofních eukaryotických organismů.

Glukóza je rovněž vytvořen myocyty u savců vzhledem k rozdělení v svalového glykogenu. V budoucnosti se používá jako snadno rozložitelné látky, jak je poskytuje buňkám energii - to je hlavní úlohou sacharidů v těle. Rostliny jsou phototrophs a tvoří nezávisle glukózy během fotosyntézy. Tyto reakce se nazývají Calvin cyklus. Výchozím materiálem je oxid uhličitý a akceptor - ribolozodifosfat. Syntéza glukózy dochází v chloroplastu matrici. Fruktóza, které mají stejný molekulární vzorec, jako glukóza, obsahuje v molekule funkční skupinu ketony. Je sladší než glukóza, a je v medu a šťávy z bobulí a ovoce. To znamená, že biologická role sacharidů v těle spočívá zejména v jeho použití jako rychlý zdroj energie.

Úloha dědičnosti pentózy

Uvažujme další skupiny monosacharidů - ribosu a deoxyribose. Jejich jedinečnost spočívá v tom, že jsou součástí polymerů - nukleových kyselin. U všech organismů, včetně non-buněčné formy života, DNA a RNA jsou hlavními nositeli dědičné informace. Ribóza je obsažen v RNA molekule a deoxyribose nukleotidů obsažených v DNA. V důsledku toho je biologická role sacharidů v lidském těle, je, že se podílí na tvorbě jednotek dědičnosti - genů a chromosomů.

Příkladné pentózy obsahující aldehydovou skupinu a rozšířené v rostlinné říši jsou xylóza (obsažených v stonky a semena), alfa-arabinóza (uložené v dásní peckovin stromů). To znamená, že distribuce a biologická role sacharidů v těle vyšších rostlin, jsou dostatečně velké.

Co je oligosacharidy

Jestliže rezidua molekul monosacharidů, jako je glukóza nebo fruktóza, spojených kovalentními vazbami, vytvořené oligosacharidů - polymerních sacharidů. Role sacharidů v těle obou rostlin a živočichů měnit. To platí zejména pro disacharidy. Nejběžnější z nich jsou sacharóza, laktóza, maltóza a trehalóza. Tak, sacharóza, jinak známý jako třtinový nebo řepný cukr, obsažených v rostlinách, jako roztok, a uloží se do jejich kořenů nebo stonků. Hydrolýza vytvořené molekuly glukózy a fruktózy. Mléčný cukr, laktóza je živočišného původu. Pro některé lidi je intolerance na tuto látku spojenou s hyposekrece enzym laktázy, který štěpí mléčný cukr galaktózu a glukózu. Úloha životě organismu různých sacharidů. Například, disacharid trehalosa, který se skládá ze dvou glukózy zbytků, část hemolymfy korýšů, pavouků, hmyzu. To také se vyskytuje v buňkách hub a některých řas.

Další disacharid - maltóza, nebo sladový cukr, je obsažena v obilek ječmene, žita nebo v jejich klíčení, že je molekula skládající se ze dvou glukózy zbytků. Je tvořen rozpadu rostlinného nebo živočišného škrobu. V tenkém střevě člověka a savců, maltóza štěpena enzymem - maltázou. Při jeho absenci v pankreatické šťávy zdá patologie způsobená intolerancí na potraviny škrobu glykogenu nebo rostlinných produktů. V tomto případě speciální dieta a přidá se ke stravě samotného enzymu.

Komplexní sacharidy v přírodě

Jsou velmi rozšířená, zejména v rostlinném světě, jsou biopolymery a mají vysokou molekulovou hmotnost. Například škrob je 800 000, a v drti - 1 600 000. Tyto polysacharidy se liší ve složení monomerů, se stupněm polymerace, a délky řetězce. Na rozdíl od jednoduchých cukrů a oligosacharidů, které jsou snadno rozpustné ve vodě a mají sladkou chuť, polysacharidy hydrofobní a bez chuti. Vezměme roli sacharidů v lidském těle, jako příklad glykogen - živočišného škrobu. Je syntetizován z glukózy a vyhrazené v hepatocytech a buněk kosterního svalstva, přičemž jeho obsah je dvakrát vyšší než v játrech. Při tvorbě glykogenu jsou také schopné podkožního tuku, neurocytes a makrofágy. Další polysacharid - rostlinný škrob je produkt fotosyntézy a je produkován v plastidech zeleně.

Od samého počátku lidské civilizace, jsou hlavními dodavateli škrobu byly cenné plodiny: rýže, brambory, kukuřice. Jsou stále základem jídelníčku naprosté většiny lidí na Zemi. To je důvod, proč je tak hodnotné sacharidy. Role sacharidů v těle je, jak již bylo uvedeno, v jejich použití jakožto napájecí-hladový a rychle stravitelné organické hmoty.

Existuje skupina polysacharidů, které jsou monomery zbytky kyseliny hyaluronové. Nazývají se pektiny a jsou základními stavebními materiály rostlinných buněk. Zvláště bohaté na nich kůry jablek, řepné řízky. Buněčné látky pektiny regulují intracelulární tlak - turgor. V cukrářského průmyslu, které se používají jako gelovacích a zahušťovacích činidel při výrobě vysoce kvalitní odrůdy marshmallow a želé. Diety používané jako biologicky aktivní látky je dobře odvození toxiny z tlustého střeva.

Co je glykolipidy

Je to zajímavá skupina komplexních sloučenin sacharidů a tuků, které jsou v nervové tkáni. Skládá se z mozku a míchy savců. Glykolipidy se nacházejí také ve složení buněčných membrán. Například bakterie jsou zapojeni do mezibuněčných kontaktů. Některé z těchto sloučenin je pro antigeny (látky, které detekují systému krevních skupin Landsteiner AB0). V buňkách zvířat, rostlin a lidí, kromě glykolipidy, jsou přítomné a odlišné molekuly tuku. Vystupují především funkci energie. Po odštěpení jednoho gramu tuku 38,9 kJ energie se uvolní. Funkce konstrukce (část buněčné membrány), aby lipidy jsou také charakterizovány. Tedy, tyto funkce jsou prováděny sacharidů a tuků. Jejich role v těle je velmi vysoká.

Úloha sacharidů a lipidů v těle

V lidských a zvířecích buněk lze pozorovat interkonverze polysacharidů a tuků se vyskytují v důsledku metabolismu. Vědci a odborníci na výživu zjistili, že nadměrný příjem škrobnatých potravin vede k hromadění tuku. Jestliže osoba má poruchy slinivky, pokud jde o izolaci nebo amylázy vede sedavý způsob života, hmotnost může být velmi velké. Stojí za připomenutí, že sacharidy bohaté jídlo je rozebrán zejména v dvanáctníku na glukózu. Ona vstřebává kapiláry klků tenkého střeva a uloženy v játrech a svalech ve formě glykogenu. Čím více intenzivní výměnu látek v těle, tím více je rozdělen na glukózu. potom se používá jako primární buňky, energetického materiálu. Tyto informace poskytuje odpověď na otázku o úloze sacharidů, v lidském těle.

Význam glykoproteinů

Sloučeniny této skupiny látek, kterou představuje komplexní sacharidy + proteinu. Nazývají se glykokonjugátů. Tato protilátka, hormony, membránové struktury. Poslední biochemické studie prokázaly, že v případě, glykoproteiny začne měnit jeho nativní (přírodní) strukturu, vede k rozvoji těchto komplexních onemocnění, jako je astma, revmatoidní artritida, rakovina. Úloha glykokonjugátů v metabolizmu buňky je vysoká. Například, interferony inhibici množení virů, imunoglobuliny chrání tělo proti patogenům. krevní proteiny také patří do této skupiny látek. Poskytují ochranu a ukládání do vyrovnávací paměti vlastností. Všechny z výše uvedených funkcí je potvrzen skutečností, že fyziologická role sacharidů v těle jsou různorodé a mimořádně důležité.

Kde a jak se tvoří sacharidy

Velcí dodavatelé jednoduchých i složitých cukrů - zelené rostliny: řasy, vyšší spora, nahosemenných rostlin a kvetení. Všichni obsahují chlorofyl buněk pigment. Ten je součástí thylakoidních - struktury chloroplastů. Ruský vědec KA Timirjazevova studoval proces fotosyntézy, což má za následek tvorbu sacharidů. Role sacharidů v těle rostliny je hromadění škrobu v ovoce, semena a žárovky, tj, v vegetativních orgánů. fotosyntéza mechanismus je poměrně složitý a skládá se z řady enzymatických reakcí, které probíhají jak ve světle a ve tmě. Glukóza se syntetizuje z oxidu uhličitého působením enzymů. Heterotrofní organismy používají zelené rostliny jako zdroj potravy a energie. Tak, to jsou rostliny jako první odkaz na všech potravinových řetězců a jsou nazývány výrobci.

Buňky heterotrofních organismů sacharidů syntetizovaných v hladkých kanálů (agranulární) endoplazmatického retikula. Pak jsou používány jako energetické a stavební materiál. V rostlinných buňkách sacharidy navíc vytvořeny v Golgiho aparátu, a pak se k vytvoření celulózové buněčné stěny. V procesu trávení krmných zvířat obratlovců bohaté na sacharidy, částečně rozdělené v ústech a žaludku. Hlavním disimilace stejné reakce probíhají v dvanáctníku. Jak to stojí pankreatické šťávy obsahující amylázové enzym, který štěpí škrob na glukózu. Jak již bylo řečeno dříve, glukóza je absorbován do krve v tenkém střevě a je rozložena na všechny buňky. Zde se používá jako zdroj energie a konstrukční materiál. To vysvětluje roli, kterou hrají sacharidy v těle.

Nadmembrannye komplexy heterotrofní buňky

Jsou charakteristické živočichů a hub. Chemické složení a molekulární organizace těchto struktur jsou reprezentovány sloučeninami, jako jsou lipidy, proteiny a uhlohydráty. Role sacharidů v těle - se podílí na energetickém metabolismu a stavební membrány. V lidských a zvířecích buněk mají zvláštní konstrukční součást s názvem glykokalyx. Tato tenká povrchová vrstva sestává z glykolipidů a glykoproteinů spojených s cytoplazmatickou membránu. Poskytuje přímé spojení s vně buněk. Zde přichází vnímání podnětů a extracelulární trávení. Kvůli jejich buněk sacharidů shell držet vzájemně a vytvářet tkaniny. Tento jev se nazývá přilnavost. Také jsme přidali, že „ocasy“ molekul sacharidů nachází na buněčném povrchu a jsou orientovány v intersticiální kapalině.

Další skupina heterotrofních organismů - houby Zařízení má také povrch, nazvaný buněčné stěny. To zahrnuje komplexní cukry - chitin, glykogen. Některé druhy hub také obsahovat rozpustné sacharidy, jako je trehalóza, nazývané houba cukr.

V jednobuněčných živočichů, jako jsou ciliates, povrchová vrstva - pelikula obsahuje oligosacharidové komplexy s proteiny a lipidy. Některé jednoduché pellicle dostatečně tenké a nebrání změně tvaru těla. Ale v jiných to houstne a stává se silná jako brnění, nesoucí ochrannou funkci.

Stěny rostlinné buňky

To také obsahuje velké množství sacharidů, zejména celulózu získaný jako svazky vláken. Tyto struktury tvoří rám, ponořený do koloidní matrici. Je složena převážně z oligosacharidů a polysacharidů. Buněčné stěny rostlinných buněk může lignificated. V tomto případě jsou mezery mezi nosníky jsou vyplněny celulózy dalších cukrů - lignin. To zvyšuje nosnou funkci buněčné membrány. Často, zejména v trvalých dřevnatých rostlin, vnější vrstva se skládá z celulózy povlakem tuk jako substance - suberin. To zabraňuje vnikání vody do rostlinné tkáně, a tak se u základního buňky rychle odumírají a pokryta vrstvou korku.

V souhrnu, vidíme, že na stěny rostlinné buňky, jsou úzce spojeny sacharidy a tuky. Jejich role v tělních phototrophs podceňovat, protože glykolipidové komplexy poskytují nosnou a ochrannou funkci. Budeme zkoumat celou řadu sacharidů, specifických pro Monera království organismů. To zahrnuje prokaryota, jako je například bakterie. Jejich buněčná stěna obsahuje sacharid - murein. V závislosti na struktuře povrchu přístroje je rozdělena na bakterie gram-pozitivním a gram-negativní.

Struktura druhé skupiny je složitější. Tyto bakterie mají dvě vrstvy: plast a tuhé. První obsahuje mukopolysacharidů, např. Murein. Jeho molekuly mají tvar velkých síťové struktury, tvořící kapsli okolo bakteriální buňky. Druhá vrstva se skládá z peptidoglykanu - sloučenina polysacharidů a proteinů.

buněčné stěny lipopolysacharidy umožňují bakteriím držet pevně na různé substráty, jako je například zubní skloviny nebo eukaryotickou buněčnou membránu. Kromě toho, glykolipidy zlepšení adheze bakteriálních buněk k sobě navzájem. Takto vytvořený, např., Klastr streptokoky řetěz stafylokoky, kromě toho, některé druhy prokaryot mají další sliznice - peplos. Obsahuje ve svém složení polysacharidy a snadno zničeny pevný zářením nebo styku s určitými chemickými látkami, jako jsou antibiotika.