ما هي الكربوهيدرات دور الكربوهيدرات في الجسم البشري

الخصائص الكيميائية من الخلايا التي تشكل الكائنات الحية تعتمد في المقام الأول على عدد من ذرات الكربون التي تشكل ما يصل إلى 50٪ من الوزن الجاف. ذرات الكربون هي مواد عضوية أساسية: البروتينات والأحماض النووية، والدهون والكربوهيدرات. وتتضمن المجموعة الأخيرة مجمع الكربونيل والمياه المقابلة لصيغة (CH ₂ O) _n، حيث n هي مساوية أو أكبر من ثلاثة. وإلى جانب الكربون، الهيدروجين والأوكسجين، في جزيء يمكن أن تشمل الفوسفور والنيتروجين والكبريت. في هذه المقالة، ندرس دور الكربوهيدرات في الجسم البشري، فضلا عن خصائص هيكلها والخصائص والوظائف.

تصنيف

وتنقسم هذه المجموعة من المركبات في الكيمياء الحيوية إلى ثلاث فئات هي: السكريات البسيطة (الأحادية)، والمركبات البوليمرية مع الربط غليكوزيدية - يغوساكاريدس والبوليمرات الحيوية عالية الوزن الجزيئي - السكريات. الطبقات المذكورة أعلاه من مادة موجودة في مختلف أنواع الخلايا. على سبيل المثال، هناك الجلوكوز والنشا في هياكل النبات، الجليكوجين - في خلايا الكبد البشرية، وجدران الخلايا من الفطريات، والكيتين - في المفصليات الهيكل العظمي الخارجي. جميع المواد المذكورة أعلاه - الكربوهيدرات. دور الكربوهيدرات في الجسم هو عالمي. هم - المورد الرئيسي للطاقة للعمليات الحيوية للنبات الخلايا البكتيريا والحيوانات والبشر.

السكريات الأحادية

لديك العام صيغة C _{ن ن} H ₂ O _ن وتنقسم الى مجموعات تبعا لعدد ذرات الكربون في جزيء: trioses، tetroses، pentoses، وهلم جرا. وكجزء من عضيات الخلية والسيتوبلازم من السكريات البسيطة واثنين من تكوينات المكانية: الخطية والتعميم. في الحالة الأولى، ترتبط ذرات الكربون مع بعضها البعض عن طريق روابط تساهمية سيغما وشكل مغلق الحلقات، وفي الحالة الثانية لم يتم إغلاق هيكل عظمي الكربون وربما المتفرعة. لتحديد ما هو دور الكربوهيدرات في الجسم، والنظر الأكثر شيوعا منهم - البنتوز وهيكسوز.

أيزومرات: الجلوكوز والفركتوز

لديهم نفس الصيغة الجزيئية C ₆ H ₁₂ O _{6، ولكن} أنواع مختلفة من الجزيئات الهيكلية. لقد دعا في وقت سابق الدور الرئيسي للكربوهيدرات في الكائنات الحية - الطاقة. يتم تقسيم المواد المذكورة أعلاه بنسبة الخلية. والنتيجة هي الافراج عن الطاقة (17.6 كج من غرام واحد من الجلوكوز). وعلاوة على ذلك، يتم تصنيع 36 جزيئات ATP. يحدث تحلل الجلوكوز على الأغشية (الأعراف) الميتوكوندريا ويمثل سلسلة من التفاعلات الإنزيمية - دورة كريبس. وهو جزء مهم من عكس التمثل تتدفق في جميع خلايا الكائنات الحية حقيقية النواة متغايرة.

يتم تشكيل الجلوكوز أيضا myocytes في الثدييات بسبب تقسيم في الجليكوجين في العضلات. في المستقبل، ويتم استخدامها كمادة متفسخ بسهولة عن توفير الخلايا مع الطاقة - وهذا هو الدور الرئيسي من الكربوهيدرات في الجسم. النباتات هي phototrophs ومستقل شكل جلوكوز خلال عملية التمثيل الضوئي. وتسمى هذه التفاعلات دورة كالفين. مادة البداية هي ثاني أكسيد الكربون ومتقبل - ribolozodifosfat. تخليق الجلوكوز يحدث في المصفوفة بلاستيدات الخضراء. الفركتوز، ولها نفس الصيغة الجزيئية كما الجلوكوز، ويحتوي جزيء في مجموعة وظيفية من الكيتونات. انها أكثر حلاوة من الجلوكوز، وفي العسل وعصير التوت والفواكه. وهكذا، فإن الدور البيولوجي من الكربوهيدرات في الجسم يكمن أساسا في استخدامها كمصدر سريع للطاقة.

دور الوراثة في البنتوز

دعونا ننظر مجموعة أخرى من السكريات الأحادية - الريبوز والديوكسيريبوز. فرادتها تكمن في حقيقة أنها هي جزء من البوليمرات - الأحماض النووية. لجميع الكائنات الحية، بما في ذلك أشكال الحياة غير الخلوية، DNA و RNA هي ناقلات الرئيسية للمعلومات وراثية. يتم تضمين الريبوز في جزيء RNA والنيوكليوتيدات الديوكسيريبوز الواردة في DNA. وبالتالي، فإن الدور البيولوجي من الكربوهيدرات في الجسم البشري هو أنهم ماضون في تشكيل وحدات الوراثة - الجينات والكروموسومات.

البنتوز المثالية التي تحتوي على مجموعة ألدهيد وعلى نطاق واسع في المملكة النباتية والفركتوز (الواردة في السيقان والبذور)، ألفا أرابينوز (المخزنة في اللثة الأشجار المثمرة الحجر). وهكذا، وتوزيع ودور البيولوجي من الكربوهيدرات في الجسم من النباتات العليا هي كبيرة بما فيه الكفاية.

ما هو يغوساكاريدس

إذا بقايا من جزيئات السكريات الأحادية، مثل الجلوكوز أو الفركتوز ترتبط بروابط تساهمية، ويغوساكاريدس شكلت - الكربوهيدرات البوليمرية. تباينت دور الكربوهيدرات في الجسم من كل من النباتات والحيوانات. هذا ينطبق بشكل خاص من المركبات السكرية الثنائية هذا. الأكثر شيوعا بينها هي السكروز واللاكتوز والمالتوز وطرهالوز. وهكذا، والسكروز، والمعروف باسم قصب أو بنجر السكر، و الواردة في النباتات كحل وتخزينها إلى جذورها أو ينبع. التحلل من جزيء مكون من الجلوكوز والفركتوز. سكر الحليب، اللاكتوز هو من أصل حيواني. بالنسبة لبعض الناس، هناك التعصب لهذه المادة المرتبطة نقص الإفراز إنزيم اللاكتاز الذي ينهار اللبن الحليب والسكر والجلوكوز. دور حياة الكربوهيدرات متنوعة الحي. على سبيل المثال، طرهالوز ديساكهارايد، تتألف من اثنين من مخلفات السكر، وهي جزء من الدملمف من القشريات، والعناكب، والحشرات. ويحدث ذلك أيضا في خلايا الفطريات وبعض الطحالب.

ديساكهارايد آخر - المالتوز، أو سكر الشعير ويرد، في caryopses من الشعير أو الجاودار في الإنبات، وهو جزيء يتكون من اثنين من مخلفات السكر. ويتكون من اضمحلال النباتية أو الحيوانية النشا. في الأمعاء الدقيقة للإنسان والثدييات المشقوق المالتوز بواسطة انزيم - مالتاز. في غيابها في عصير البنكرياس يبدو علم الأمراض الناجمة عن التعصب إلى الجليكوجين أو منتجات نباتية نشا الطعام. في هذه الحالة، يتم إضافة نظام غذائي خاص، والنظام الغذائي للانزيم نفسها.

الكربوهيدرات المعقدة في الطبيعة

وهم على نطاق واسع جدا، وخاصة في العالم النباتي، هي البوليمرات الحيوية ويكون لها وزن جزيئي عال. على سبيل المثال، والنشا هو 800 000، وفي اللب - 1 600 000. السكريات تختلف في تكوين أحادية، ودرجة البلمرة، وأطوال السلسلة. وعلى النقيض من السكريات ويغوساكاريدس بسيطة وهي قابلة للذوبان في الماء بسهولة ويكون لها طعم حلو، السكريات مسعور والمذاق. النظر في دور الكربوهيدرات في الجسم البشري كمثال على الجليكوجين - النشا الحيواني. وتصنيعه من الجلوكوز ومحفوظة في خلايا الكبد وخلايا العضلات والهيكل العظمي، حيث محتواه هو أعلى مرتين مما كانت عليه في الكبد. قبل تشكيل الجليكوجين هي أيضا قادرة على الدهون تحت الجلد، neurocytes والضامة. السكاريد آخر - النشا النباتي هو نتاج عملية التمثيل الضوئي وينتج في البلاستيدات الخضراء.

من بداية الحضارة الإنسانية، كانت الموردين الرئيسيين من النشا المحاصيل القيمة: الأرز والبطاطا والذرة. فهي لا تزال أساس النظام الغذائي للغالبية العظمى من الناس على الأرض. وهذا هو السبب في أنه من الكربوهيدرات قيمة جدا. دور الكربوهيدرات في الجسم، كما رأينا، في تطبيقها باعتبارها مسألة العضوية المتعطشين للسلطة وقابلة للهضم بسرعة.

هناك مجموعة من السكريات التي هي أحادية بقايا حمض الهيالورونيك. فهي تسمى البكتين وهي مواد البناء من الخلايا النباتية. غنية بشكل خاص في نفوسهم التفاح قشر، لب البنجر. المواد الخلوية البكتين تنظيم الضغط داخل الخلايا - تورم. في صناعة الحلويات، كما أنها تستخدم التبلور وسماكة وكلاء في إنتاج أصناف ذات جودة عالية الخطمي وهلام. وجبات تستخدم المواد النشطة بيولوجيا وكذلك استنتاج السموم من القولون.

ما هو السكرية

انها مجموعة مثيرة للاهتمام من مركبات معقدة من الكربوهيدرات والدهون التي هي في النسيج العصبي. وهو يتألف من الدماغ والحبل الشوكي من الثدييات. توجد السكرية أيضا في تكوين أغشية الخلايا. على سبيل المثال، وتشارك البكتيريا في الاتصالات خلية خلية. بعض هذه المركبات هو المستضدات (المواد التي كشف اندشتاينر AB0 نظام فصيلة الدم). في خلايا الحيوانات والنباتات والبشر، إلا السكرية، هي الحاضرة ومتميزة جزيئات الدهون. أنها تؤدي وظيفة في المقام الأول الطاقة. على الانقسام من غرام واحد من الدهون ويطلق سراحهم 38.9 كج من الطاقة. وتتميز أيضا وظيفة الهيكل (جزء من غشاء الخلية) إلى الدهون. وهكذا، يتم تنفيذ هذه المهام عن طريق الكربوهيدرات والدهون. دورها في الجسم عالية جدا.

دور الكربوهيدرات والدهون في الجسم

في الخلايا البشرية والحيوانية يمكن ملاحظتها interconversions من السكريات والدهون التي تحدث نتيجة لعملية التمثيل الغذائي. وجد علماء وخبراء التغذية أن الإفراط في تناول الأطعمة النشوية يؤدي إلى تراكم الدهون. إذا كان الشخص لديه اضطرابات البنكرياس من حيث العزلة أو الأميليز يؤدي نمط الحياة المستقرة، قد يكون وزن كبير جدا. ومن الجدير بالذكر أن الطعام الغنية بالكربوهيدرات وموزعة بشكل رئيسي في الاثني عشر إلى جلوكوز. أنها تمتص الشعيرات الدموية في الزغب من الأمعاء الدقيقة وأودعت في الكبد والعضلات والجليكوجين. تبادل أكثر كثافة من المواد في الجسم، كلما زاد تقسيمه إلى جلوكوز. ثم انها تستخدم الخلايا الأولية، والمواد الحيوية. وتوفر هذه المعلومات ردا على سؤال للدور الذي لعبته الكربوهيدرات، وجسم الإنسان.

معنى بروتينات سكرية

مركبات هذه المجموعة من المواد التي يمثلها الكربوهيدرات المعقدة + البروتين. فهي تسمى غليكوكونجوغاتيس. هذه الأجسام المضادة والهرمونات وهيكل الغشاء. وقد أنشأت أحدث الدراسات البيوكيميائية التي إذا بدأت بروتينات سكرية لتغيير هيكلها الأصلي (الطبيعي)، فإنه يؤدي إلى تطوير هذه الأمراض المعقدة مثل الربو والتهاب المفاصل الروماتيزمي، والسرطان. دور غليكوكونجوغاتيس في عملية التمثيل الغذائي للخلية عالية. على سبيل المثال، إنترفيرون تمنع تكاثر الفيروسات والمناعية تحمي الجسم ضد مسببات الأمراض. تنتمي بروتينات الدم أيضا إلى هذه المجموعة من المواد. أنها توفر الحماية والتخزين المؤقت خصائص. وأكد كل من المهام المذكورة أعلاه من خلال حقيقة أن دور الفسيولوجية من الكربوهيدرات في الجسم هو متنوع ومهم للغاية.

أين وكيف تتشكل الكربوهيدرات

الموردين الرئيسيين من السكريات البسيطة والمعقدة - وهو نبات أخضر: الطحالب، وارتفاع بوغ، عاريات البذور والازهار. كلها تحتوي على خلايا الكلوروفيل الصباغ. وهو جزء من الثايلاكويد - هياكل البلاستيدات الخضراء. درس العلوم الروسية KA Timiryazev عملية التمثيل الضوئي، مما أدى إلى الكربوهيدرات تشكيل. دور الكربوهيدرات في الجسم من النبات هو تراكم النشا في الفاكهة والبذور والمصابيح، أي في أجهزة الخضري. آلية التمثيل الضوئي هي معقدة نوعا ما، ويتكون من سلسلة من التفاعلات الإنزيمية التي تجري في كل من الضوء وفي الظلام. ويتم تصنيع الجلوكوز من ثاني أكسيد الكربون في إطار العمل من الأنزيمات. الكائنات متغايرة تستخدم النباتات الخضراء كمصدر للغذاء والطاقة. وهكذا، فإنه النباتات هي الحلقة الأولى في جميع السلاسل الغذائية وتسمى المنتجين.

خلايا الكربوهيدرات الكائنات متغايرة توليفها في قنوات ناعمة (امحبب) الشبكة الإندوبلازمية. ثم يتم استخدامها كمادة الطاقة والبناء. في الخلايا النباتية الكربوهيدرات شكلت بالإضافة إلى ذلك في جولجي، ثم انتقل إلى تشكيل جدار الخلية من السليولوز. في عملية الفقاريات حيوان الهضم مجمع الغنية بالكربوهيدرات، وكسر جزئيا بانخفاض في الفم والمعدة. تحدث عكس التمثل الرئيسي نفس ردود الفعل في الاثني عشر. كما هو عليه عصير البنكرياس التي تحتوي على انزيم الأميليز أن يشق النشا إلى جلوكوز. وكما قيل في وقت سابق، ويتم امتصاص الجلوكوز إلى الدم في الأمعاء الدقيقة وتنتشر على جميع الخلايا. هنا يتم استخدامه كمصدر للطاقة والمواد الهيكلية. وهذا ما يفسر الدور الذي تلعبه الكربوهيدرات في الجسم.

Nadmembrannye مجمعات الخلايا متغايرة

فهي مميزة من الحيوانات والفطريات. يتم تمثيل التركيب الكيميائي وتنظيم الجزيئية لهذه الهياكل التي كتبها مركبات مثل الدهون والبروتينات والكربوهيدرات. دور الكربوهيدرات في الجسم - أنها متورطة في استقلاب الطاقة وبناء الأغشية. في الخلايا البشرية والحيوانية تحتوي على عنصر هيكلي خاص يسمى الكنان السكري. هذه الطبقة السطحية الرقيقة المكونة من السكرية والبروتينات السكرية يرتبط مع غشاء هيولي. ويوفر وجود صلة مباشرة مع الخارج من الخلايا. هنا يأتي التصور من المحفزات والهضم خارج الخلية. نظرا لخلايا قذيفة من الكربوهيدرات التمسك بعضها البعض تشكيل النسيج. وهذا ما يسمى ظاهرة الالتصاق. نضيف أيضا أن "ذيول" من جزيئات الكربوهيدرات وجدت على سطح الخلية وجهت في السائل الخلالي.

يحتوي جهاز الفطريات أيضا سطح، ودعا جدار الخلية - مجموعة أخرى من الكائنات متغايرة. وهي تشمل السكريات المعقدة - الكيتين، الجليكوجين. بعض أنواع الفطريات تحتوي أيضا على الكربوهيدرات القابلة للذوبان مثل طرهالوز، ودعا الفطر السكر.

في الحيوانات وحيدة الخلية مثل ciliates، الطبقة السطحية - يحتوي جليدة أيضا المجمعات قليل السكاريد مع البروتينات والدهون. بعض جليدة بسيطة رقيقة بما فيه الكفاية ولا يمنع تغيير في شكل الجسم. لكن في حالات أخرى يثخن ويصبح قويا كما الدروع، وتحمل وظيفة وقائية.

جدار الخلية النباتية

كما أنه يحتوي على كميات كبيرة من المواد الكربوهيدراتية وخاصة السليلوز التي تم جمعها كما حزم من الألياف. هذه الهياكل تشكل الإطار، منغمسين في مصفوفة الغروية. وتتكون أساسا من يغوساكاريدس والسكريات. جدران الخلايا من الخلايا النباتية يمكن lignificated. في هذه الحالة، يتم ملء الفراغات بين الحزم مع غيرها من الكربوهيدرات السيلولوز - اللجنين. لأنه يعزز وظيفة دعم للغشاء الخلية. في كثير من الأحيان، وخاصة في النباتات المعمرة نباتية، الطبقة الخارجية تتكون من السليلوز المغلفة مثل الدهون مادة - سوبيرين. ويمنع دخول الماء في الأنسجة النباتية، وبالتالي فإن الخلايا الكامنة يموتون بسرعة قبالة وطبقة من الفلين مغطاة.

وخلاصة القول، ونحن نرى أنه في جدار الخلية النباتية الكربوهيدرات ترتبط ارتباطا وثيقا والدهون. دورها في phototrophs الجسم التقليل منذ المجمعات شحمي سكري توفر وظيفة دعم واقية. سندرس مجموعة متنوعة من الكربوهيدرات ومحددة للمملكة الوحدانات من الكائنات الحية. وهذا يشمل بدائيات النوى مثل البكتيريا. يحتوي على جدار الخلية الكربوهيدرات - murein. وتنقسم تبعا لبنية سطح الجهاز إلى البكتيريا إيجابية الجرام وسالبة الجرام.

هيكل المجموعة الثانية أكثر تعقيدا. هذه البكتيريا لديها طبقتين: البلاستيك وجامدة. أول يحتوي عديدات السكاريد المخاطية، على سبيل المثال murein. جزيئاته لها شكل هياكل شبكة واسعة، وتشكيل كبسولة حول الخلية البكتيرية. تتكون الطبقة الثانية من ببتيدوغليكان - السكريات المركبة والبروتينات.

عديد السكاريد الشحمي جدار الخلية تسمح للبكتيريا وثبتك على مختلف ركائز، مثل ميناء الأسنان أو غشاء الخلية حقيقية النواة. وبالإضافة إلى ذلك، السكرية تعزز التصاق الخلايا البكتيرية بعضها البعض. وهكذا شكلت من قبل، على سبيل المثال، العقديات مجموعة سلسلة المكورات العنقودية، علاوة على ذلك، فإن بعض الأنواع من بدائيات النوى يكون الغشاء المخاطي إضافية - ملحفة. أنه يحتوي في تركيبته على السكريات ودمر بسهولة بواسطة الأشعة الثابت، أو عن طريق الاتصال مع بعض المواد الكيميائية مثل المضادات الحيوية.