کربوهیدرات چیست نقش کربوهیدرات ها در بدن انسان

خواص شیمیایی از سلول های تشکیل دهنده موجودات زنده در تعداد اتم های کربن تشکیل تا 50 درصد وزن خشک بستگی دارد در درجه اول. اتم های کربن مواد آلی اصلی عبارتند از: پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، لیپیدها و کربوهیدرات. گروه دوم شامل ترکیب کربونیل و آب مربوط به فرمول (CH ₂ O) _{n که} در آن N برابر یا بیشتر از سه است. علاوه بر کربن، هیدروژن و اکسیژن، در مولکول می توانید فسفر، نیتروژن، گوگرد باشد. در این مقاله، ما نقش کربوهیدرات ها در بدن انسان، و همچنین به عنوان ویژگی های ساختار، خواص و عملکرد خود را بررسی کند.

طبقه بندی

- الیگوساکاریدها و پلیمرهای زیستی با وزن مولکولی بالا - پلی ساکارید قندهای ساده (مونوساکارید)، ترکیبات پلیمری با ارتباط گلیکوزیدی: این گروه از ترکیبات در بیوشیمی به سه دسته تقسیم شده است. کلاس های فوق الذکر از مصرف مواد مخدر در انواع مختلف سلول های پیدا شده است. به عنوان مثال، گلوکز و نشاسته در سازه های گیاهی، گلیکوژن وجود دارد - در سلولهای کبدی انسان، و دیواره های سلولی قارچ ها، کیتین - در بندپایان اسکلت بیرونی. همه از مواد بالا - کربوهیدراتها هستند. نقش کربوهیدرات ها در بدن، جهانی است. آنها - تامین کننده اصلی انرژی برای فرایندهای حیاتی گیاه سلول ها، باکتری ها، حیوانات و انسان.

مونوساکاریدها

آیا به طور کلی فرمول صورت C _n H ₂ O _{N n} و به دو گروه بسته به تعداد اتم های کربن در مولکول تقسیم می شوند: trioses، tetroses، پنتوز، و غیره. به عنوان بخشی از اندامک سلولی و سیتوپلاسم از قندهای ساده دو پیکربندی فضایی: خطی و دایره ای. در مورد اول، اتم های کربن به یکدیگر از طریق پیوندهای کووالانسی سیگما متصل شده و شکل حلقه بسته، در مورد دوم اسکلت کربن بسته نشده است و ممکن است شاخه. برای تعیین نقش کربوهیدرات ها در بدن است، در نظر رایج ترین آنها - پنتوز و هگزوز.

ایزومرهای: گلوکز و فروکتوز

آنها از همان فرمول مولکولی C ₆ H ₁₂ O _6، اما انواع مختلف مولکول های ساختمانی است. ما قبلا نقش اصلی کربوهیدرات ها را در موجودات زنده به نام - انرژی است. مواد بالا به پایین توسط سلول شکسته. نتیجه یک آزاد شدن انرژی (17.6 کیلوژول یک گرم گلوکز) است. علاوه بر این، 36 مولکول ATP سنتز شده است. تجزیه گلوکز در غشاء (cristae) میتوکندری رخ می دهد و نشان دهنده یک زنجیره ای از واکنش های آنزیمی - چرخه کربس. او بخش مهمی از ناهمگونی جریان در تمام سلول ها از ارگانیسم های یوکاریوتی هتروتروف است.

گلوکز نیز میوسیت در پستانداران به دلیل تقسیم در گلیکوژن عضله تشکیل شده است. در آینده، آن را به عنوان یک ماده به راحتی قابل تجزیه به عنوان ارائه سلول ها با انرژی استفاده می شود - این نقش اصلی کربوهیدرات ها در بدن است. گیاهان فتوتروفها هستند و مستقل گلوکز شکل در طول فتوسنتز است. این واکنشها چرخه کالوین نامیده می شود. ribolozodifosfat - مواد شروع دی اکسید کربن و پذیرنده است. سنتز گلوکز در ماتریس کلروپلاست رخ می دهد. فروکتوز، داشتن فرمول مولکولی یکسان گلوکز، شامل در مولکول یک گروه عاملی کتون. او را شیرین تر از قند، و در عسل و آب از انواع توت ها و میوه است. بنابراین، نقش بیولوژیکی از کربوهیدرات ها در بدن در درجه اول در استفاده از آن به عنوان یک منبع سریع انرژی نهفته است.

نقش وراثت در پنتوز

اجازه دهید ما یک گروه دیگر از مونوساکاریدها نظر - ریبوز و دئوکسیریبوز. اسیدهای نوکلئیک - منحصر به فرد خود را در این واقعیت است که آنها بخشی از بسپارها نهفته است. برای تمام موجودات، از جمله اشکال زندگی غیر سلولی، DNA و RNA حامل اصلی اطلاعات ارثی هستند. ریبوز است که در یک مولکول RNA و نوکلئوتید دئوکسیریبوز موجود در DNA گنجانده شده است. در نتیجه، نقش بیولوژیکی کربوهیدرات ها در بدن انسان این است که آنها در شکل گیری واحد وراثت درگیر هستند - ژن و کروموزوم.

پنتوز نمونه حاوی یک گروه آلدهید و گسترده در پادشاهی گیاهی گزیلوز (موجود در ساقه و دانه) هستند، آلفا آرابینوز (ذخیره شده در لثه درختان سنگ میوه). بنابراین، توزیع و نقش بیولوژیکی کربوهیدرات ها در بدن از گیاهان عالی اندازه کافی بزرگ هستند.

الیگوساکاریدها است

اگر باقی مانده از مولکول از مونوساکاریدها، مانند گلوکز یا فروکتوز، مرتبط با پیوندهای کووالانسی است، الیگوساکاریدها تشکیل - کربوهیدرات پلیمری. نقش کربوهیدرات ها در بدن گیاهان و حیوانات متفاوت است. این امر به ویژه از دی ساکاریدها درست است. شایع ترین در میان آنها هستند ساکارز، لاکتوز، مالتوز و ترهالوز. بنابراین، ساکارز، در غیر این صورت به عنوان عصا و یا شناخته شده چغندر قند، به عنوان یک راه حل موجود در گیاهان و ذخیره شده را به ریشه های خود را و یا ساقه. هیدرولیز مولکول تشکیل شده از گلوکز و فروکتوز. قند شیر، لاکتوز است با منشاء جانوری. برای برخی افراد، است عدم تحمل به این ماده در ارتباط با hyposecretion آنزیم لاکتاز، که باعث تجزیه گالاکتوز شکر شیر و قند خون وجود دارد. نقش زندگی ارگانیسم کربوهیدرات متنوع است. به عنوان مثال، ترهالوز دی ساکارید، متشکل از دو باقی مانده گلوکز، بخشی از همولنف از سخت پوستان، عنکبوت، حشرات. همچنین در سلولهای قارچ ها و جلبک برخی رخ می دهد.

یکی دیگر از دی ساکارید - مالتوز یا قند مالت است، در caryopses از جو و چاودار در جوانه زنی خود موجود است، آن را یک مولکول متشکل از دو باقی مانده گلوکز است. این است که توسط واپاشی گیاهی یا حیوانی نشاسته تشکیل شده است. در روده کوچک انسان و پستانداران مالتوز توسط آنزیم شکاف - مالتاز. در نبود آن در شیره پانکراس به نظر می رسد آسیب شناسی ناشی از عدم تحمل به نشاسته خوراکی گلیکوژن یا محصولات سبزی. در این مورد، یک رژیم غذایی خاص است و به رژیم غذایی از آنزیم خود اضافه شده است.

کربوهیدرات های پیچیده در طبیعت

آنها بسیار گسترده است، به ویژه در جهان گیاهان، پلیمرهای زیستی هستند و وزن مولکولی بالا است. 1 600 000. پلی ساکارید در ترکیب مونومر، درجه پلیمریزاسیون، و طول زنجیره متفاوت است - به عنوان مثال، نشاسته در آن 800 000، و در پالپ است. در مقابل به قندهای ساده و الیگوساکاریدها که به آسانی در آب محلول بوده و یک طعم شیرین، پلی ساکاریدها آبگریز و بی مزه. نشاسته حیوانی - نقش کربوهیدرات ها در بدن انسان به عنوان یک مثال از گلیکوژن در نظر بگیرید. این است که از گلوکز سنتز شده و در سلولهای کبدی و سلولهای عضله اسکلتی، که در آن محتوای آن دو برابر بالاتر از در کبد می باشد. توسط تشکیل گلیکوژن نیز قادر به چربی زیر پوستی، neurocytes و ماکروفاژها هستند. پلی ساکارید دیگر - نشاسته گیاهی محصول فتوسنتز است و در plastids سبز تولید شده است.

برنج، سیب زمینی، ذرت: از همان آغاز تمدن بشری، تامین کنندگان اصلی از نشاسته محصولات با ارزش بود. آنها هنوز هم اساس رژیم غذایی اکثریت قریب به اتفاق مردم روی زمین هستند. به همین دلیل آن کربوهیدرات خیلی با ارزش است. نقش کربوهیدرات ها در بدن است، به عنوان ما را دیده اند، در درخواست خود به عنوان یک ماده آلی تشنه قدرت و به سرعت قابل هضم است.

یک گروه از پلی ساکارید است که مونومرها هستند باقی مانده های اسید هیالورونیک است. آنها به نام پکتین هستند و مصالح ساختمانی از سلول های گیاهی می باشد. به خصوص غنی از آنها سیب پوست، تفاله چغندر. مواد همراه پکتین تنظیم فشار داخل سلولی - آماس. در صنعت شیرینی سازی، آنها به عنوان ژل و ضخیم شدن عوامل در تولید انواع با کیفیت بالا گل ختمی و ژله استفاده می شود. رژیم های غذایی به عنوان مواد فعال بیولوژیکی استفاده است که به خوبی استنباط سموم از روده بزرگ است.

glycolipids است

این یک گروه جالب از ترکیبات پیچیده ای از کربوهیدرات ها و چربی که در بافت عصبی هستند. این از مغز و نخاع پستانداران تشکیل شده است. Glycolipids نیز در ترکیب غشای سلولی یافت می شود. به عنوان مثال، باکتری ها در تماس با سلول سلول دخالت دارد. برخی از این ترکیبات است به آنتی ژن (موادی که تشخیص سیستم گروه خونی لندشتاینر AB0). در سلول های حیوانات، گیاهان و انسان، به جز glycolipids، مولکول های چربی موجود و متمایز هستند. آنها در درجه اول تابع انرژی انجام دهد. پس از رخ و از یک گرم چربی 38.9 کیلوژول انرژی آزاد می شود. تابع ساختار (بخشی از غشاء) به لیپیدها نیز مشخص می شود. بنابراین، این توابع توسط کربوهیدرات ها و چربی انجام می شود. نقش آنها در بدن بسیار بالا است.

نقش کربوهیدرات و چربی در بدن

در سلول های انسان و حیوان را می توان interconversions پلی ساکارید ها و چربی ها به عنوان یک نتیجه سوخت و ساز بدن رخ مشاهده شده است. دانشمندان و متخصصان تغذیه نشان داد که مصرف بیش از حد غذاهای نشاسته منجر به تجمع چربی است. اگر یک فرد دارای اختلالات پانکراس در شرایط انزوا و یا آمیلاز منجر سبک زندگی بیحرکت، وزن ممکن است بسیار بزرگ. این ارزش به خاطر سپردن است که مواد غذایی غنی از کربوهیدرات است پایین به طور عمده در دئودنوم به گلوکز شکسته است. او مویرگ از پرزهای روده کوچک جذب می شود و در کبد و عضلات به صورت گلیکوژن سپرده خواهد شد. تبادل فشرده تر از مواد در بدن، بیشتر از آن به گلوکز تقسیم می شود. آن است و سپس به عنوان سلول های اولیه، مواد پر انرژی استفاده می شود. این اطلاعات در پاسخ به این سوال که نقش کربوهیدرات ها، بدن انسان فراهم می کند.

معنی از مولکولهای گلیکوپروتئینی

ترکیبات این گروه از مواد ارائه شده توسط کربوهیدرات + پروتئین پیچیده است. آنها به نام تومورال است. این آنتی بادی، هورمون ها، ساختار غشاء. آخرین مطالعات بیوشیمیایی ایجاد کرده اند که اگر گلیکوپروتئین شروع به تغییر ساختار بومی (طبیعی) خود، آن را به توسعه این بیماری پیچیده مانند آسم، آرتریت روماتوئید، سرطان منجر می شود. نقش تومورال در متابولیسم سلول بالا است. به عنوان مثال، اینترفرون مهار تکثیر ویروس ها، ایمونوگلوبولینها محافظت از بدن در برابر عوامل بیماری زا. پروتئین های خون نیز به این گروه از مواد تعلق دارند. آنها خواص حفاظت و بافر فراهم می کند. همه توابع فوق توسط این واقعیت است که نقش فیزیولوژیک کربوهیدرات ها در بدن متنوع و بسیار مهم است را تایید کرد.

از کجا و چگونه کربوهیدرات تشکیل شده است

تامین کنندگان عمده از قندهای ساده و پیچیده - یک گیاه سبز: جلبک ها، اسپور بالاتر، بازدانگان و گل. همه آنها حاوی سلول های کلروفیل رنگدانه. ساختار کلروپلاست - او بخشی از ریزکیسه است. KA Timiryazev دانشمند روسی مورد مطالعه فرایند فتوسنتز، و در نتیجه کربوهیدرات تشکیل شده است. نقش کربوهیدرات ها در بدن از گیاه تجمع نشاسته در میوه، دانه و لامپ، به عنوان مثال، در اندام های رویشی است. مکانیسم فتوسنتز است و نه پیچیده و متشکل از یک سری از واکنش های آنزیمی می گیرد که هر دو در نور و در تاریکی. گلوکز از دی اکسید کربن تحت عمل آنزیم سنتز شده است. موجودات هتروتروف استفاده از گیاهان سبز به عنوان منبع مواد غذایی و انرژی است. بنابراین، آن را گیاهان از لینک برای اولین بار در تمام زنجیره های غذایی و تولید کنندگان به نام.

سلول های موجودات زنده کربوهیدرات هتروتروف سنتز شده در کانال های صاف (agranular) شبکه آندوپلاسمی. سپس آنها به عنوان انرژی و مواد و مصالح ساختمانی استفاده می شود. در سلول های گیاهی کربوهیدرات علاوه بر این در گلژی تشکیل شده، و پس از آن به تشکیل دیواره سلولی سلولزی است. در این روند از ترکیب هضم مهره داران حیوانات غنی از کربوهیدرات ها، تا حدی پایین در دهان و معده شکسته. ناهمگونی اصلی واکنش در دوازدهه رخ می دهد. همانطور که می ایستد شیره پانکراس حاوی آنزیم آمیلاز که کلیوز نشاسته به گلوکز است. همانطور که قبلا گفته شده، گلوکز به خون در روده کوچک جذب می شود و روی همه سلول های گسترش یافته است. در اینجا آن را به عنوان یک منبع انرژی و یک ماده ساختاری استفاده می شود. این نقشی است که کربوهیدرات ها در بدن بازی توضیح می دهد.

Nadmembrannye مجتمع سلول های هتروتروف

آنها از ویژگی های جانوران و قارچ ها هستند. ترکیب شیمیایی و مولکولی از این سازه ها توسط ترکیبات مانند لیپیدها، پروتئین ها و کربوهیدرات ها ارائه شده است. نقش کربوهیدرات ها در بدن - آن است که در درگیر سوخت و ساز انرژی و ساخت و ساز غشاء. در سلول های انسان و حیوان دارای یک جزء ساختاری خاص به نام گلیکوکالیکس. این لایه سطحی نازک متشکل از glycolipids و گلیکوپروتئین مرتبط با غشای سیتوپلاسمی. این یک لینک مستقیم با خارج از سلول فراهم می کند. در اینجا می آید درک محرک و هضم خارج سلولی. با توجه به سلول های پوسته کربوهیدرات خود را به یکدیگر تشکیل پارچه می چسبد. این پدیده به نام چسبندگی. ما نیز اضافه کنم که "دم" از مولکول های کربوهیدرات در سطح سلول یافت می شوند و در مایع میان بافتی است.

گروه دیگری از موجودات هتروتروف - دستگاه قارچ همچنین دارای یک سطح، به نام دیواره سلولی. این شامل قندهای پیچیده - کیتین، گلیکوژن. برخی از انواع قارچ ها همچنین حاوی کربوهیدرات محلول مانند ترهالوز، به نام قند قارچ.

در حیوانات تک سلولی مانند مژه داران، لایه سطحی - پوسته را نیز شامل مجتمع الگوساکارید با پروتئین ها و چربی. برخی شامه ساده به اندازه کافی نازک می کند و تغییر در شکل بدن جلوگیری نمی کند. اما در برخی دیگر آن را غلیظ و قوی به عنوان زره می شود، حمل یک عمل حفاظتی.

دیواره سلولی گیاه

همچنین حاوی مقادیر زیادی از کربوهیدرات ها، به خصوص سلولز جمع آوری به عنوان بسته نرم افزاری از الیاف. این سازه قاب، غوطه ور در یک ماتریس کلوئیدی تشکیل می دهد. این در درجه اول از الیگوساکاریدها و پلی ساکارید تشکیل شده است. دیواره های سلولی سلول های گیاهی می توانید lignificated. در این مورد، فضاهای بین پرتوهای با کربوهیدرات سلولز دیگر پر شده است - لیگنین است. این افزایش عملکرد حمایت از غشای سلولی. اغلب، به خصوص در گیاهان چند ساله ligneous، لایه بیرونی متشکل از سلولز پوشش داده شده ماده ای شبیه به چربی - suberin. این مانع از ورود آب به داخل بافت گیاه، به طوری که سلول های اساسی به سرعت میمیرند و تحت پوشش یک لایه چوب پنبه.

به طور خلاصه، ما می بینیم که در دیواره سلولی گیاه کربوهیدرات نزدیک مرتبط است و چربی هستند. نقش آنها در بدن فتوتروفها را دست کم گرفته از مجتمع glycolipid یک تابع حمایت و محافظ فراهم می کند. ما انواع کربوهیدرات ها، خاص به پادشاهی مونرا از موجودات مطالعه خواهید کرد. این شامل پروکاریوتها، مانند باکتری ها. دیواره سلولی آنها شامل یک کربوهیدرات - murein. بسته به ساختار سطح دستگاه به باکتری های گرم مثبت و گرم منفی تقسیم شده است.

ساختار گروه دوم پیچیده تر است. این باکتری ها دو لایه: پلاستیک و سفت و سخت. اول شامل موکوپلی ساکاریدها، به عنوان مثال، murein. مولکولهای آن به شکل ساختارهای شبکه ای بزرگ، تشکیل یک کپسول در اطراف سلول باکتری. لایه دوم شامل پپتیدوگلیکان - پلی ساکارید ترکیب و پروتئین.

لیپوپلی ساکارید دیواره سلولی باکتری اجازه می دهد به پایبندی محکم به لایه های مختلف، مانند مینای دندان و یا غشای سلولی یوکاریوتی. علاوه بر این، glycolipids ترویج چسبندگی سلول های باکتریایی به یکدیگر. بنابراین با، به عنوان مثال، استافیلوکوک خوشه زنجیره استرپتوکوک تشکیل، علاوه بر این، برخی از گونه های پروکاریوت ها مخاط اضافی - peplos. آن را در ترکیب خود حاوی پلی ساکاریدها و به راحتی توسط تابش سخت و یا از طریق تماس با مواد شیمیایی خاص مانند آنتی بیوتیک ها نابود شده است.