Какой углевод содержится в клетках грибов животных и человека
Грибы – это представители царства Грибов, которые имеют свою, особую, структуру. Она довольно сложная, и не ограничивается только такими понятиями, как шляпка, ножка, мякоть и гименофор. У каждого плодового тела есть специфический элемент, который называется запасным веществом.
Что такое запасное питательное вещество
Грибы многочисленны и разнообразны, имеют свою классификацию, а поэтому биологи объединили их в единое царство, которое так и называется – Грибы.
Запасное вещество – это элемент, который запасается плодовым телом впрок для дальнейшего использования с целью продолжения своей жизнедеятельности. Однако само понятие «резервного вещества» в отношении грибов не является совсем правильным, поскольку их происхождение и функции не всегда являются однозначными. Но в данном случае речь пойдет об элементах прямого назначения.
Назначение и виды запасных углеводов
Не только грибы имеют свойство запасать резервные вещества, необходимые для их жизнедеятельности. И растения, и животные, и даже бактерии обладают такими же особенностями. Но у каждого из этих представителей другой запасной питательный элемент.
Запасное вещество клеток животных
Запасным углеводом клетки является гликоген. Кстати, именно этим животные схожи с представителями грибного царства.
Вся биохимическая активность животных клеток может быть описана всего двумя словами – «запасать» и «расходовать». Чем моложе организм, тем больше полезных элементов он запасает в своих клетках. При этом у более старых представителей, естественно, преобладает процесс расщепления резервных углеводов.
Гликоген в животном организме запасается клетками печени и скелетных мышц. Это вещество в своем составе содержит остатки глюкозы, однако, в отличие от нее, оно не имеет характерного сладкого вкуса. Данный полисахарид подвергается процессу гидролиза в кислой среде. Происходит это в несколько этапов.
Скопление резервных элементов в гепатоцитах, миоцитах и лейкоцитах животного обеспечивает протекание двух взаимно противоположных процессов. Первым из них является диссимиляция, во время которой происходит высвобождение глюкозной молекулы.
Любопытно!
Второй процесс – ассимиляция, которая подразумевает переведение избытка глюкозы в главный запасной углевод – гликоген. Именно он является источником энергии, которая используется для полноценной жизнедеятельности клеток.
Резервное вещество растительной клетки
Фотосинтез способствует образованию органических веществ в клетках зеленых растений. Часть этих элементов откладывается про запас. Основные резервные клеточные элементы – это углеводы, жиры и протеины. Их скопление происходит в разных отделах растения:
- плодах;
- семенах;
- корневищах;
- клубнях;
- стеблях;
- корнях.
В отличие от животной клетки, растительная запасает совсем иной вид углевода – крахмал. Кстати, он откладывается во всех растениях, исключая цианобактерии. Накапливается крахмал в А-хлоропластах, Б-ядре, В-лейкопластах и Г-хромопластах.
Важно!
В виде крахмала растения накапливают питательные вещества, которые, прежде всего, необходимы для будущих поколений.
Крахмал в растительной клетке отлично подходит для хранения глюкозы, поскольку ее остатки находятся в нерастворимой форме. А при необходимости происходит расщепление резервного элемента обратно до глюкозы. Такой процесс называется гидролизом.
Таким образом, углеводы в клетке растения находятся в нескольких видах:
- моносахариды (глюкоза);
- олигосахариды (крахмал);
- полисахариды (целлюлоза).
Глюкоза дает энергию для роста, крахмал помогает запасать глюкозу и содержит ее в своих клетках. А для чего нужна целлюлоза как одно из резервных растительных веществ? Ее предназначение заключается в том, что она служит строительным материалом для растительных тканей и выполняет опорную функцию – придает растениям необходимую прочность. По распространенности органических веществ целлюлоза занимает первое место на всем земном шаре.
Запасные вещества бактерий
Запасные (резервные) элементы являются питательными веществами для бактерий и сохраняются в их цитоплазме. Они образуются в процессе метаболизма, а начинают накапливаться в том случае, если вырабатываются клетками в чрезмерном количестве. Используются такие резервы в том случае, когда бактерия попадает в агрессивные и пагубные для себя условия окружающей среды.
К основным питательным элементам бактерий относят:
- полисахариды (гликоген и крахмал);
- жиры;
- серу;
- полифосфаты.
Все эти вещества необходимы для поддержания оптимального клеточного энергетического запаса. Происходит этот процесс под воздействием вырабатывающихся ферментов.
Элементы, которые запасаются на клеточном уровне, зависят от того, в какой среде находится бактерия. Так, одни клетки способны накапливать исключительно полисахариды, в то время как другие структуры способны концентрировать в себе большое количество элементов.
В большинстве случаев главными запасаемым веществом выступает гликоген. Его чаще всего запасают:
- сальмонеллы;
- бациллы;
- кишечная палочка.
Но споровые бактерии, например, клостридии, содержат гранулезу. В ее основе содержится крахмал. Если в окружающей среде, где обитает клетка, отмечается высокое содержание углерода или фосфора, то она активно скапливает волютин. Он содержит полифосфаты, являющиеся источником энергии.
Сера, как резервный элемент, встречается далеко не у всех бактерий. Ее можно обнаружить преимущественно у тех экземпляров, обменные процессы которых тесно связаны с молекулярной серой. Это аэробные тионовые и фототрофные серобактерии.
Первой группе бактерий сера необходима для окисления кислорода. Благодаря такому процессу бактериальная клетка получает необходимое количество энергии. А вот для обеспечения фоторофных серобактерий сера используется в качестве источника электронов. С их помощью происходит восстановление углекислоты.
Какое запасное вещество характерно для клеток грибов
Из числа углеводов, которые относятся к запасным элементам грибов, чаще встречаются гликоген, маннит и микоза.
Концентрация гликогена в грибах может колебаться в рамках 1,5-40%. Все зависит от возраста и разновидности плодового тела: у молодых экземпляров уровень вещества на порядок выше, чем у старших грибов с созревшими спорами.
Трегалоза (или микоза) – это дисахарид. Он запасается грибами, как правило, в небольших количествах. Исследователи связывают его функции с накоплением маннита и шестиатомного спирта. В особо высоких концентрациях этот элемент встречается у представителей рода Болетовых.
Маннит в большей степени находится у зрелого мицелия и грибов. Образуется он, по-видимому, в процессе метаболизма трегалозы. Иногда в грибном мицелии можно обнаружить жиры. Они скапливаются в виде капель и используются при активном росте плода, а также в период споруляции.
Отличительные особенности гликогена и крахмала
Разница между гликогеном и крахмалом заключается, прежде всего, в особенностях химического строения каждого из веществ:
- Гликоген. Его молекулы, в отличие от основного крахмального компонента амилопектина, отличаются более сильным разветвлением.
- Между этими структурами есть различие в виде морфологической макромолекулы. Так, у амилопектина среднее расстояние между ветвлениями в средней части ММ составляет 8-9 глюкозных звеньев. А на внешней ее поверхности это расстояние равно 15-18 ГЗ. У гликогена эти показатели ниже. Так, в средней части расстояние между ветвлениями равно 3 глюкозным циклам, а на внешней бахроме – 6-7.
- Гликоген легко растворяется в воде, не образуя при этом клейстера. Для амилопектина характерны полностью противоположные свойства.
И, наконец, гликоген является резервным элементом для представителей животного мира, и играет немаловажную роль в энергетическом обмене в организме животного. Этими свойствами крахмал не обладает. Его можно обнаружить только в растениях, которым свойственен фотосинтез.
Источник
Что такое углеводы?
Углеводы — это ключевой компонент большинства продуктов питания и основной источник энергии в рационе человека. В зависимости от своей структуры углеводы делятся на простые и сложные. Простые (“быстрые”) углеводы максимально легко усваиваются организмом и имеют высокий гликемический индекс, тогда как сложные (“комплексные”) отдают свои калории постепенно, обеспечивая долгое насыщение.
Источниками быстрых углеводов является сахароза, фруктоза и глюкоза — в список продуктов, содержащих подобные углеводы, входит как обычный столовый сахар, так и большинство сладких фруктов. При употреблении в пищу они быстро повышают уровень инсулина в крови, что может иметь негативные последствия. Подобные продукты питания запрещены диабетикам, а также могут повлечь набор лишнего веса.
Сложные углеводы — это прежде всего крахмал и клетчатка. Крахмал состоит из множества связанных сахаридов, включая в себя от десятков до сотен структурных элементов — для переваривания продуктов питания, содержащих крахмал, организму необходимо как время, так и энергия. В свою очередь, клетчатка также формально является углеводом, хотя не переваривается и не усваивается человеком.
Норма углеводов в день
Рекомендации и нормы правильного питания подразумевают, что на углеводы должно приходиться порядка 50% от суммарной калорийности питания. Однако ключевую роль играет то, какие именно углеводные продукты употребляются в пищу. Порция гречки содержит столько же углеводов, сколько стакан колы или другой сладкой газировки — при этом очевидно, что гречка намного полезнее для здоровья.
Список продуктов с углеводами
Определенная доля углеводов содержится практически во всех продуктах питания — за исключением еды животного происхождения (прежде всего, мяса и рыбы). В натуральных растительных продуктах встречаются преимущественно комплексные углеводы, тогда как пища с быстрыми углеводами чаще всего изготавливается промышленным образом (начиная от хлеба, заканчивая сладостями).
При этом вред конкретного продукта с углеводами определяется вовсе не калорийностью, а гликемическим индексом. Чем выше ГИ, тем быстрее повышается уровень сахара в крови — и тем быстрее наступает “фальшивое” чувство голода, провоцируя человека снова и снова искать подпитку в сладком. В конечном итоге, это нарушает метаболизм (развивается сахарный диабет) и приводит к росту жировых запасов.
Список вредных углеводов:
- сахар во всех вариациях (включая мёд)
- сладкие напитки (соки, морсы, газировки)
- хлеб и прочая выпечка из белой муки
- кукурузные хлопья и сладкие сухие завтраки
- сладкие каши быстрого приготовления
- варенье, джемы, мармелады
- торты и большинство десертов
- печенье, вафли
- белый рис
Комплексные углеводы
Чем сложнее структура углевода, тем больше времени и усилий необходимо организму для его переваривания. Энергия продуктов питания с комплексными углеводами распределяется постепенно, обеспечивая долговременное насыщение без всплесков инсулина в крови — в отличии от энергии быстрых углеводов, избытки которой отправляются в жировые депо (прежде всего, на животе и на боках).
Говоря простыми словами, чем больше в составе продукта питания клетчатки (растительных волокон), тем ниже его гликемический индекс и тем сложнее организму его переваривать. Помимо прочего, наличие в рационе клетчатки и других правильных углеводов помогает работе пищеварения (волокна буквально двигают пищу по пищеводу), так и поддерживает в норме уровень холестерина.
Углеводы в молочных продуктах
Лактоза, входящая в состав молока и молочных продуктов (кефир, творог, сыр) также относится к простым углеводам — иногда ее называют “молочный сахар”. Интересно и то, что употребление прочих углеводов одновременно с лактозой приводит к повышенной секреции инсулина в организме человека. Например, инсулиновый индекс йогурта находится в более высоких значениях, чем гликемический.
Какие углеводы нужно есть, чтобы похудеть?
Если вы хотите похудеть и убрать живот, вам прежде всего необходимо отказаться от простых углеводов с высоким гликемическим индексом — сахара, сладких напитков, десертов, сдобной выпечки и белого хлеба. Как Фитсевен упоминал выше, вред регулярного употребления подобных продуктов заключается вовсе не в их высокой калорийности, а в том, что они ломают метаболизм и провоцируют хроническое чувство голода.
Список полезных углеводов:
- Различные овощи
- Овсяная крупа
- Гречка
- Киноа
- Булгур
- Бурый рис
- Чечевица и прочие бобовые
- Орехи и семена (включая семена чиа)
Продукты, не содержащие углеводы
На отказе от углеводов (полном или частичном) строится множество эффективных диет для похудения — начиная от безуглеводной диеты, заканчивая кето питанием. В этом случае из рациона полностью исключаются не только продукты переработки зерновых культур (хлеб, выпечка, макароны), но и картофель и всевозможные крупы. Разрешено употреблять мясо, яйца, зеленые овощи, а также орехи и семена в умеренных количествах.
Что касается продуктов с пометкой “без сахара”, то они не всегда могут считаться диетическими. В некоторых случаях производители используют вместо сахара другие сладкие углеводы — например, мальтодекстрин. Несмотря на иное название и более сложную химическую формулу, это вещество отличается высоким гликемическим индексом — по сути, организм реагирует на него также, как и на обычный сахар.
Что не является источником углеводов:
- любые виды мяса и рыбы
- сывороточный протеин
- яйца
- масло и различные жиры
***
Углеводы — это основной источник энергии в рационе человека. Они содержатся практически во всех продуктах, за исключением мяса. Правильное питание или соблюдение диеты для похудения подразумевает максимальный отказ от простых углеводов — в первую очередь, от сахара и продуктов из белой муки. В свою очередь, комплексные углеводы отличаются низким гликемическим индексом и полезны для здоровья.
Источник
Углеводы – это органические молекулы, которые содержат углерод, водород и кислород в мольном соотношении 1:2:1. Элементы в них объединяются в карбонильную и карбоксильную группы. Их общая формула (CH2O) n.
Так как первые изученные углеводы содержали водорода и кислорода столько же, сколько и в молекуле воды, они и получили своё название (углерод + вода). Вместе с тем есть молекулы, у которых соотношение указанных в формуле химических элементов иное, а некоторые, кроме того, содержат атомы азота, фосфора или серы, но подробная классификация углеводов рассматривается ниже. Источником углеводов является растения, там они синтезируются в процессе фотосинтеза.
Так как углеводы содержат много углеводородных связей (C-H), высвобождающих энергию при окислении, они хорошо подходят для хранения энергии. Эти вещества входят в состав всех живых организмов. В клетках животных их содержание не превышает 10 % сухой массы, в клетках растений их значительно больше – до 90 %.
Классификация углеводов
Углеводы существуют в нескольких формах: моносахаридов, олигосахаридов (в том числе дисахаридов) и полисахаридов.
Углеводы моносахариды
Самые простые углеводы – моносахариды (греч. μόνος «единственный», лат. saccharum «сахар»), или простые сахара. Могут включать от 3 атомов углерода, но те, что играют роль в запасе энергии, содержат 6 атомов углерода: C6H12O6 или (CH2O)6.
Структура моносахаридов.
Свойства моносахаридов:
- бесцветность;
- твёрдость кристаллической решётки;
- хорошая растворимость в воде;
- способность к кристаллизации;
- сладкий вкус,
- представление в форме α и β-изомеров.
По количеству атомов углерода в составе молекул, моносахариды делятся на несколько групп:
- триозы (C3),
- тетрозы (C4),
- пентозы (C5),
- гексозы (C6),
- гептозы (C7).
Важнейшими из них являются пентозы и гексозы.
Из тетроз важной является эритроза – один из промежуточных продуктов фотосинтеза растений.
Широко распространены в живом мире пентозы (пятиуглеродные сахара). Эта группа углеводов включает такие важные вещества как рибоза (C5H10O4) и дезоксирибоза (C5H10O5) – сахара, входящие в состав нуклеотидов – мономеров нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Дезоксирибоза отличается от рибозы тем, что при втором атоме углерода имеет атом водорода, а не гидроксильную группу.
Из гексоз наиболее распространены глюкоза, фруктоза и галактоза. Это стериоизомеры с общей формулой C6H12O6.
Глюкоза – виноградный сахар, в свободном состоянии встречается как в растениях, так и в организмах животных. В зависимости от ориентации карбонильной группы (C = O) при замкнутом кольце, глюкоза может существовать в двух различных формах: альфа (α) и бета (β). У α-глюкозы гидроксильная группа расположена под плоскостью кольца при первом атоме углерода, а у β-глюкозы над плоскостью. Глюкоза — это:
- важнейший источник энергии для всех видов работ в клетке;
- мономер многих олиго- и полисахаридов;
- необходимый компонент крови. Снижение её концентрации ведёт к нарушению работы нервных и мышечных клеток, что может сопровождаться судорогами и обмороком. Уровень содержания глюкозы в крови регулируется нервно-гуморальной системой;
- составная часть почти всех тканей и органов, там она регулирует осмотическое давление;
- помощник печени в выполнении барьерной роли против токсинов.
Фруктоза тоже очень распространена в природе. Отличается от глюкозы положением карбонильного углерода (C = O). Служит мономером олигосахаридов. Большая её часть находится в плодах, поэтому её ещё называют фруктовым сахаром. Много фруктозы в сахарной свёкле и мёде.
Путь её распада в организме короче, что имеет большое значение в питании больных сахарным диабетом, когда глюкоза слабо усваивается клетками.
Мёд, несмотря на многочисленные советы употреблять его вместо сахара, не является идеальным источником углеводов. Он содержит сахар в чистом виде.
Мёд образуется при ферментативном гидролизе цветочного нектара в пищеварительном тракте пчелы и содержит примерно равные количества свободных глюкозы, фруктозы и дисахарид сахарозу.
Сахар, приносящий пользу, находится в молодых овощах, ягодах, фруктах. Вредный для питания сахар – булочки, торты, пирожные, печенья, сладкие газировки, мороженое. В день в идеале можно съедать 50 г сладкого во время обеда или на полдник в качестве десерта.
Галактоза — пространственный изомер глюкозы, отличающийся только расположением гидроксильной группы и водорода около четвёртого атома углерода. Содержится в животных, растениях и некоторых микроорганизмах. Она входит в состав лактозы — молочного сахара, а также в состав некоторых полисахаридов, например лактулозы. В печени и в других органах галактоза превращается в глюкозу.
Различия в структуре этих изомеров влияют на их функции. Их можно различить уже на вкус: фруктоза, например, намного слаще глюкозы. От строения их кольца или цепи зависит и способность быть частью какого-либо полимера.
Углеводы олигосахариды
Олигосахариды (от греч. ὀλίγος — немногий) — углеводы, образующиеся в результате реакции конденсации между несколькими (от двух до 10) молекулами моносахаридов. В зависимости от числа молекул моносахаридов, различают: дисахариды, трисахариды, тетрасахариды и т. д. Наиболее распространены среди них дисахариды. Свойства олигосахаридов:
- растворяются в воде;
- мало растворяются в низших спиртах;
- почти не растворяются в других обычных растворителях;
- белые или бесцветные;
- кристаллизуются, но не все, некоторые существуют в форме некристаллических сиропов;
- их сладкий вкус уменьшается по мере увеличения числа остатков моносахаридов.
Связь, образующаяся между двумя моносахаридами, называется гликозидной (тип ковалентной связи, реакция конденсации).
Образование гликозидных связей
Углеводы дисахариды
В растениях и многих других организмах моносахариды трансформируется в дисахариды — транспортную форму, предназначенную для удобства перемещения внутри организма. В таком виде она труднее расщепляется и может быть доставлена в нужные места.
Дисахариды, образуется путём связывания двух моносахаридов (др. греч. δuο — два и σaκχαρον — сахар) гликозидной связью. Ферменты, способные разорвать эту связь присутствуют, как правило, только в тканях, которые используют глюкозу. Транспортные формы различаются в зависимости от того из каких моносахаридов состоят данные дисахариды. Кроме глюкозы они могут включать фруктозу и галактозу.
При соединении остатка глюкозы с её структурным изомером фруктозой образуется дисахарид сахароза (тростниковый, или свекловичный сахар). Сахароза — самая распространённая форма транспортных углеводов, которая хранится в клетках растений (в семенах, ягодах, корнях, клубнях, плодах). Играет важную роль в питании животных и человека. В растениях сахароза служит растворимым резервным углеводом, а также транспортной формой продуктов фотосинтеза, которая легко переносится по растению.
Это привычный нам бытовой сахар, который в промышленности вырабатывают из сахарного тростника (стебли содержат 10-18%) или сахарной свёклы (корнеплоды — до 20%).
Уборка сахарного тростника
Автор: Siebrand
Связывание глюкозы со стериоизомером галактозой приводит к появлению дисахарида лактозы, или молочного сахара. Она есть в молоке всех млекопитающих (2-8,5%), при её помощи звери и человек обеспечивают энергией своё потомство. Взрослые значительно уменьшают потребление молока, так как в их организме нет фермента, нужного для расщепления лактозы. Лактоза используется в микробиологической промышленности для приготовления питательной среды.
Мальтоза, или солодовый сахар — дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы. Концентрируется в прорастающих семенах злаков, в томатах и нектаре некоторых растений. Это основной структурный элемент крахмала и гликогена. Мальтоза гидролизируется на две молекулы глюкозы под действием фермента мальтазы.
Углеводы полисахариды
Полисахариды — это углеводы, образующиеся в результате реакции поликонденсации множества (нескольких десятков и более) молекул моносахаридов. Полисахариды (от греч. полис — много) могут включать остатки одинаковых или разных моносахаридов.
Свойства полисахаридов:
- не растворяются или плохо растворяются в воде;
- не образуют ясно оформленных кристаллов;
- не имеют сладкого вкуса.
Многие микроорганизмы легко разлагают до глюкозы крахмал, но большинство из них не способны переварить целлюлозу или другие полисахариды, такие как хитин. Эти углеводы могут усваиваться только некоторыми бактериями и протистами. Жвачные животные и термиты, к примеру, используют микроорганизмы для переваривания целлюлозы.
Даже при том, что эти сложные углеводы не очень легко усваиваемы, они важны для питания. Их называют пищевыми волокнами, так как они улучшают пищеварение и способствуют лучшей перистальтике кишечника. Основная функция пищевых волокон — способствовать всасыванию других питательных веществ.
Полисахариды различаются между собой составом мономеров, длиной и степенью разветвленности цепей. Они могут иметь линейную неразветвленную (целлюлоза, хитин), разветвленную (гликоген) и смешанную структуру (крахмал представляет собой смесь полисахаридов — примерно на 80 % (по массе) он состоит из разветвленного амилопектина и на 20 % из линейного полисахарида амилозы).
В функциональном отношении различают полисахариды резервного, структурного и защитного назначения. Типичные резервные полисахариды — крахмал и гликоген. К структурным полисахаридам относят целлюлозу (клетчатку). Защитную функцию у животных обеспечивают гепарин и гиалуроновая кислота.
Крахмал и гликоген
Крахмал и гликоген запасают метаболическую энергию.
Крахмал (C6H10O5)n — полимер, мономером которого является α-глюкоза. Состоит из смеси других полисахаридов — амилозы и амилопектина. Амилоза имеет вид длинной цепочки, связанной в спираль, именно такая конфигурация обеспечивает синюю окраску растворимого крахмала при добавлении йода. Амилопектин — древовидно разветвлённая цепь, он в присутствии йода окрашиваются в коричневый цвет. Крахмал — основной резервный углевод растений, являющийся одним из продуктов фотосинтеза. Накапливается в хлоропластах листьев, семенах, клубнях, корневищах, луковицах, откладывается в клетках в виде крахмальных зёрен в специальных органеллых — амилопластах. Содержание крахмала:
- в зерновках риса — до 86%;
- пшеницы — до 75%;
- в клубнях картофеля — до 25%.
Крахмал — основной углевод пищи человека, его расщепляет фермент амилаза. Крахмальные зёрна практически не растворяются в воде, но амилоза набухает при её нагревании, тогда как амилопектин не изменяется даже при очень длительном кипячении.
Гликоген (C6H10O5)n — полисахарид, состоящий из 30 000 остатков α-глюкозы. Его цепочки ветвятся сильнее, чем у крахмала. По типу ветвления он похож на компонент крахмала амилопектин, поэтому его часто называют животным крахмалом. Он не даёт синего окрашивания при контакте с йодом. Гликоген — это запасной углевод животных. Накапливается в печени (до 20%) и в мышцах (4%), в небольшом количестве он найден в почках, клетках мозга и лейкоцитах крови. Чаще всего используется как источник глюкозы для восполнения её запасов в крови. Есть гликоген и в клетках грибов, в том числе и дрожжей. В отличие от крахмала гликоген растворим при комнатной температуре.
Целлюлоза
Целлюлоза — полимер, в котором мономер глюкоза соединяется между собой по типу β. Это основной структурный полисахарид клеточной стенки растений, в нём аккумулируется около 50% всего углерода биосферы. Содержание целлюлозы в древесине — до 50%, в волокнах семян хлопчатника — до 98%.
Молекулы целлюлозы не ветвятся, а собираются в очень прочные волокна из параллельно уложенных цепочек, связанных в пучки водородными соединениями. Они нерастворимы в воде, внешне похожи на часть крахмала — амилозу, с одним отличием — цепи целлюлозы, соединённые по β типу в большинстве живых организмах не расщепляются, так как у них отсутствует нужный для этого фермент целлюлаза. Из-за того, что целлюлоза не может быть разорвана в пищеварительном тракте животных, она может работать как биологический структурный материал. Но некоторым жвачным, например, коровам, переваривать целлюлозу помогают симбиотические микроорганизмы.
Целлюлоза является пищей не только для коров, но и для грибов, микроорганизмов, некоторых протист и животных (термиты). Микроорганизмы, способные расщеплять целлюлозу, входят также в состав микрофлоры толстого кишечника человека.
Хитин
Хитин (фр. chitine, от др.-греч. χιτών: хитон — одежда, кожа, оболочка) — структурный полисахарид, найденный в кутикуле членистоногих и ряда других беспозвоночных (червей, кишечнополостных), клеточных оболочках некоторых грибов и протист. Кроме углерода, водорода и кислорода в его молекулах содержится азот (C8H13NO5)n, этим он отличается от целлюлозы. Состоит из остатков N-ацетилглюкозамина, связанных между собой β-гликозидными связями. Усваивать хитин способны немногие организмы, например некоторые бактерии. Но многие существа продуцируют фермент хитиназу, вероятно в качестве защиты от плесени.
Функции углеводов
В живых организмах углеводы выполняют различные функции, основные из них — энергетическая, запасающая и структурная.
- Энергетическая функция состоит в том, что углеводы под влиянием ферментов легко расщепляются и окисляются с выделением энергии. При полном окислении 1 г углеводов высвобождается 17,6 кДж энергии. Конечные продукты окисления углеводов — углекислый газ и вода.
Важнейшая роль углеводов в энергетическом обмене живых организмов связана с их способностью расщепляться как при наличии кислорода, так и без него. Это имеет большое значение для анаэробов.
- Запасающая функция. Полисахариды являются запасными питательными веществами, играя роль «хранилищ» энергии. Резервным углеводом растений является крахмал, животных и грибов — гликоген, бактерий — муреин (пептидогликан). При необходимости эти полисахариды расщепляются до глюкозы, которая служит основным источником энергии для большинства живых организмов.
- Структурная функция. Углеводы используются в качестве строительного материала. Оболочки клеток растений на 20-40 % состоят из целлюлозы, которая обладает высокой прочностью. Поэтому они надежно защищают внутриклеточное содержимое и поддерживают форму клеток. Хитин является важным структурным компонентом наружного скелета членистоногих, кольчатых червей, клеточных оболочек грибов и некоторых протист.
Биологические функции углеводов
- Олиго- и полисахариды входят в состав цитоплазматической мембраны клеток животных, образуя надмембранный комплекс — гликокаликс. Углеводные компоненты цитоплазматической мембраны выполняют рецепторную функцию: воспринимают сигналы из окружающей среды и передают их в клетку.
- Метаболическая функция углеводов состоит в том, что в клетках живых организмов моносахариды являются основой для синтеза многих органических веществ — олиго- и полисахаридов, нуклеотидов, некоторых спиртов. Ряд веществ, образующихся в ходе расщепления молекул моносахаридов, используется клетками для синтеза аминокислот, жирных кислот и др.
- Защитная. Они входят в состав слизей, предохраняющих кишечник, бронхи от механических повреждений, в состав репарина — вещества, предотвращающего свёртывание крови у человека.
- Осмотическая. Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме.
Источник