Apa karbohidrat peran karbohidrat dalam tubuh manusia

Sifat kimia dari sel-sel yang membentuk organisme hidup tergantung terutama pada jumlah atom karbon merupakan hingga 50% berat kering. atom karbon adalah zat organik utama: protein, asam nukleat, lipid dan karbohidrat. Kelompok terakhir termasuk senyawa karbonil dan air sesuai dengan rumus (CH ₂ O) _n, dimana n adalah sama atau lebih besar dari tiga. Selain karbon, hidrogen dan oksigenasi, dalam molekul dapat mencakup fosfor, nitrogen, sulfur. Pada artikel ini, kita meneliti peran karbohidrat dalam tubuh manusia, serta karakteristik struktur, sifat dan fungsi.

klasifikasi

Kelompok ini senyawa biokimia dibagi menjadi tiga kelas: gula sederhana (monosakarida), senyawa polimer dengan linkage glikosidik - oligosakarida dan biopolimer berat molekul tinggi - polisakarida. Kelas-kelas yang disebutkan di atas dari zat yang ditemukan dalam berbagai jenis sel. Sebagai contoh, ada glukosa dan pati dalam struktur tanaman, glikogen - di hepatosit manusia, dan dinding sel jamur, kitin - di arthropoda kerangka luar. Semua zat di atas - adalah karbohidrat. Peran karbohidrat dalam tubuh adalah universal. Mereka - pemasok utama energi untuk proses vital pabrik sel, bakteri, hewan dan manusia.

monosakarida

Memiliki rumus C _n H _{2 n} O _n umum dan dibagi menjadi kelompok-kelompok tergantung pada jumlah atom karbon dalam molekul: triosa, tetroses, pentosa, dan sebagainya. Sebagai bagian dari organel sel dan sitoplasma gula sederhana memiliki dua konfigurasi spasial: linear dan melingkar. Dalam kasus pertama, atom karbon yang terhubung satu sama lain melalui ikatan kovalen sigma dan bentuk loop tertutup, dalam kasus kedua kerangka karbon tidak ditutup dan mungkin telah bercabang. Untuk menentukan apa peran karbohidrat dalam tubuh, menganggap yang paling umum dari mereka - pentosa dan heksosa.

Isomer: glukosa dan fruktosa

Mereka memiliki rumus yang sama molekul C ₆ H ₁₂ O _6, tetapi berbagai jenis molekul struktural. Kami sebelumnya telah disebut peran utama karbohidrat dalam organisme hidup - energi. Zat di atas dipecah oleh sel. Hasilnya adalah pelepasan energi (17,6 kJ dari satu gram glukosa). Selanjutnya, 36 molekul ATP disintesis. dekomposisi glukosa terjadi pada membran (krista) mitokondria dan merupakan rantai reaksi enzimatik - siklus Krebs. Dia adalah bagian penting dari disimilasi mengalir di semua sel organisme eukariotik heterotrofik.

Glukosa juga dibentuk miosit pada mamalia karena membelah di glikogen otot. Di masa depan, digunakan sebagai zat mudah terurai menyediakan sel dengan energi - ini adalah peran utama karbohidrat dalam tubuh. Tanaman phototrophs dan independen membentuk glukosa selama fotosintesis. Reaksi ini disebut siklus Calvin. Bahan awal adalah karbon dioksida dan akseptor - ribolozodifosfat. Sintesis glukosa terjadi dalam matriks kloroplas. Fruktosa, memiliki rumus molekul yang sama seperti glukosa, berisi dalam molekul kelompok fungsional keton. Dia lebih manis dari glukosa, dan dalam madu dan jus buah dan buah-buahan. Dengan demikian, peran biologis karbohidrat dalam tubuh terletak terutama dalam penggunaannya sebagai sumber cepat energi.

Peran faktor keturunan di pentosa yang

Mari kita mempertimbangkan kelompok lain monosakarida - ribosa dan deoksiribosa. Keunikan mereka terletak pada kenyataan bahwa mereka adalah bagian dari polimer - asam nukleat. Untuk semua organisme, termasuk bentuk-bentuk kehidupan non-selular, DNA dan RNA adalah pembawa utama informasi turun-temurun. Ribosa termasuk dalam sebuah molekul RNA dan nukleotida deoksiribosa yang terkandung dalam DNA. Akibatnya, peran biologis karbohidrat dalam tubuh manusia adalah bahwa mereka terlibat dalam pembentukan unit hereditas - gen dan kromosom.

pentosa teladan yang mengandung gugus aldehida dan luas di kerajaan tanaman adalah xilosa (yang terkandung dalam batang dan biji), alpha-arabinosa (disimpan di gusi dari pohon buah batu). Dengan demikian, distribusi dan peran biologis karbohidrat dalam tubuh tanaman lebih tinggi cukup besar.

Apa oligosakarida

Jika residu dari molekul monosakarida, seperti glukosa atau fruktosa, dihubungkan oleh ikatan kovalen, oligosakarida membentuk - karbohidrat polimer. Peran karbohidrat dalam tubuh tumbuhan dan hewan bervariasi. Hal ini terutama berlaku dari disakarida. Yang paling umum di antara mereka adalah sukrosa, laktosa, maltosa dan trehalosa. Dengan demikian, sukrosa, atau dikenal sebagai tebu atau gula bit, yang terkandung dalam tanaman sebagai solusi dan disimpan ke dalam akar atau batang. Hidrolisis molekul yang terbentuk dari glukosa dan fruktosa. gula susu, laktosa adalah yang berasal dari hewan. Bagi sebagian orang, ada intoleransi zat ini dikaitkan dengan hyposecretion enzim laktase, yang memecah gula susu galaktosa dan glukosa. Peran kehidupan yang beragam karbohidrat organisme. Sebagai contoh, disakarida trehalosa, terdiri dari dua residu glukosa, bagian dari hemolymph krustasea, laba-laba, serangga. Hal ini juga terjadi pada sel-sel jamur dan beberapa ganggang.

disakarida lain - Maltose, atau gula malt, yang terkandung dalam caryopses jelai atau gandum di perkecambahan mereka, itu adalah molekul yang terdiri dari dua residu glukosa. Hal ini dibentuk oleh peluruhan nabati atau hewani pati. Dalam usus halus manusia dan mamalia maltosa dibelah oleh enzim - maltase. Dalam ketiadaan dalam jus pankreas muncul patologi yang disebabkan oleh intoleransi terhadap pati makanan glikogen atau sayuran produk. Dalam hal ini, diet khusus dan ditambahkan ke diet enzim itu sendiri.

karbohidrat kompleks di alam

Mereka sangat luas, terutama di dunia sayur, adalah biopolimer dan memiliki berat molekul tinggi. Misalnya, pati itu 800 000, dan dalam pulp - 1 600 000. polisakarida berbeda dalam komposisi monomer, derajat polimerisasi, dan panjang rantai. Berbeda dengan gula sederhana dan oligosakarida yang mudah larut dalam air dan memiliki rasa manis, polisakarida hidrofobik dan hambar. Mempertimbangkan peran karbohidrat dalam tubuh manusia sebagai contoh glikogen - pati hewan. Hal ini disintesis dari glukosa dan pendiam di hepatosit dan sel-sel otot rangka, di mana isinya adalah dua kali lebih tinggi daripada di hati. Dengan pembentukan glikogen juga mampu lemak subkutan, neurocytes dan makrofag. polisakarida lain - pati sayuran merupakan produk fotosintesis dan diproduksi dalam plastida hijau.

Dari awal peradaban manusia, pemasok utama pati adalah tanaman yang berharga: nasi, kentang, jagung. Mereka masih dasar dari diet sebagian besar orang di Bumi. Itulah sebabnya karbohidrat sangat berharga. Peran karbohidrat dalam tubuh, seperti telah kita lihat, dalam aplikasi mereka sebagai bahan organik yang haus kekuasaan dan cepat dicerna.

Ada sekelompok polisakarida yang monomer residu asam hyaluronic. Mereka disebut pektin dan merupakan bahan bangunan sel tumbuhan. Sangat kaya mereka apel kupas, bit bubur. zat seluler pektin mengatur tekanan intraseluler - turgor. Dalam industri gula, mereka digunakan sebagai pembentuk gel dan penebalan agen dalam produksi varietas berkualitas tinggi marshmallow dan jelly. Diet digunakan sebagai zat aktif biologis baik menyimpulkan racun dari usus besar.

Apa glikolipid

Ini adalah kelompok yang menarik dari senyawa kompleks karbohidrat dan lemak yang ada di jaringan saraf. Ini terdiri dari otak dan sumsum tulang belakang mamalia. Glikolipid juga ditemukan dalam komposisi membran sel. Sebagai contoh, bakteri terlibat dalam kontak-sel sel. Beberapa senyawa ini adalah untuk antigen (zat yang mendeteksi Landsteiner AB0 sistem golongan darah). Dalam sel-sel hewan, tumbuhan dan manusia, kecuali glikolipid, adalah molekul lemak hadir dan berbeda. Mereka melakukan terutama fungsi energi. Setelah pembelahan satu gram lemak 38,9 kJ energi dilepaskan. Fungsi struktur (bagian dari membran sel) untuk lipid juga ditandai. Dengan demikian, fungsi-fungsi ini dilakukan oleh karbohidrat dan lemak. Peran mereka dalam tubuh sangat tinggi.

Peran karbohidrat dan lipid dalam tubuh

Dalam sel manusia dan hewan dapat diamati interconversions polisakarida dan lemak terjadi sebagai hasil metabolisme. Para ilmuwan dan ahli gizi menemukan bahwa asupan berlebihan makanan bertepung menyebabkan penumpukan lemak. Jika seseorang memiliki gangguan pankreas dalam hal isolasi atau amilase mengarah gaya hidup, berat badan mungkin sangat besar. Perlu diingat bahwa makanan kaya karbohidrat dipecah terutama di duodenum menjadi glukosa. Dia diserap kapiler villi usus halus dan disimpan di hati dan otot sebagai glikogen. Pertukaran lebih intensif zat dalam tubuh, semakin dibagi menjadi glukosa. itu kemudian digunakan sebagai sel primer, bahan energik. Informasi ini memberikan jawaban atas pertanyaan dari peran yang dimainkan oleh karbohidrat, tubuh manusia.

Arti dari glikoprotein

Senyawa kelompok ini zat diwakili oleh karbohidrat kompleks + protein. Mereka disebut glycoconjugates. antibodi, hormon, membran struktur ini. studi biokimia terbaru telah menetapkan bahwa jika glikoprotein mulai mengubah struktur asli (alami), itu mengarah pada pengembangan penyakit-penyakit yang kompleks seperti asma, rheumatoid arthritis, kanker. Peran glycoconjugates dalam metabolisme sel yang tinggi. Misalnya, interferon menghambat multiplikasi virus, imunoglobulin melindungi tubuh terhadap patogen. protein darah juga milik kelompok ini zat. Mereka memberikan perlindungan dan buffering properti. Semua fungsi di atas dikonfirmasi oleh fakta bahwa peran fisiologis karbohidrat dalam tubuh adalah beragam dan sangat penting.

Dimana dan bagaimana karbohidrat terbentuk

pemasok utama gula sederhana dan kompleks - tanaman hijau: ganggang, spora yang lebih tinggi, gymnosperma dan berbunga. Mereka semua mengandung sel pigmen klorofil. Dia adalah bagian dari tilakoid yang - struktur kloroplas. ilmuwan Rusia KA Timiryazev mempelajari proses fotosintesis, sehingga karbohidrat formasi. Peran karbohidrat dalam tubuh tanaman adalah akumulasi pati dalam buah, biji, dan umbi, yaitu, pada organ vegetatif. Mekanisme fotosintesis agak rumit dan terdiri dari serangkaian reaksi enzimatik yang terjadi baik di dalam terang dan gelap. Glukosa disintesis dari karbon dioksida di bawah aksi enzim. organisme heterotrofik menggunakan tanaman hijau sebagai sumber pangan dan energi. Dengan demikian, tanaman link pertama dalam semua rantai makanan dan disebut produsen.

Sel-sel organisme heterotrofik karbohidrat disintesis di saluran halus (agranular) retikulum endoplasma. Kemudian mereka digunakan sebagai energi dan bahan bangunan. Dalam sel tumbuhan karbohidrat juga terbentuk di Golgi, dan kemudian pergi ke membentuk dinding sel selulosa. Dalam proses senyawa pencernaan vertebrata hewan kaya karbohidrat, sebagian dipecah dalam mulut dan perut. disimilasi utama reaksi yang sama terjadi pada duodenum. Seperti berdiri jus pankreas yang mengandung enzim amilase yang memotong pati menjadi glukosa. Seperti yang telah dikatakan sebelumnya, glukosa diserap ke dalam darah dalam usus kecil dan tersebar di seluruh sel. Di sini ini digunakan sebagai sumber energi dan bahan struktural. Hal ini menjelaskan peran yang karbohidrat bermain di tubuh.

Nadmembrannye Kompleks sel heterotrofik

Mereka merupakan ciri khas dari hewan dan jamur. Komposisi kimia dan organisasi molekul struktur ini diwakili oleh senyawa seperti lipid, protein dan karbohidrat. Peran karbohidrat dalam tubuh - itu terlibat dalam metabolisme energi dan membangun membran. Dalam sel manusia dan hewan memiliki komponen struktural tertentu yang disebut glycocalyx. Ini lapisan permukaan tipis terdiri dari glikolipid dan glikoprotein berhubungan dengan membran sitoplasma. Ini menyediakan link langsung dengan luar sel. Di sinilah persepsi rangsangan dan pencernaan ekstraseluler. Karena sel-sel shell karbohidrat mereka menempel satu sama lain membentuk kain. Fenomena ini disebut adhesi. Kami juga menambahkan bahwa "ekor" molekul karbohidrat yang ditemukan pada permukaan sel dan diarahkan dalam cairan interstitial.

kelompok lain organisme heterotrofik - alat jamur juga memiliki permukaan, yang disebut dinding sel. Ini termasuk gula kompleks - kitin, glikogen. Beberapa jenis jamur juga mengandung karbohidrat larut seperti trehalosa, yang disebut gula jamur.

Pada hewan uniseluler seperti ciliates, lapisan permukaan - pelikel juga mengandung kompleks oligosakarida dengan protein dan lipid. Beberapa pelikel sederhana cukup tipis dan tidak mencegah perubahan bentuk tubuh. Tapi di lain itu mengental dan menjadi kuat seperti baja, membawa fungsi pelindung.

dinding sel tanaman

Hal ini juga mengandung karbohidrat dalam jumlah besar, terutama selulosa dikumpulkan sebagai bundel serat. Struktur ini membentuk frame, tenggelam dalam matriks koloid. Ini terutama terdiri dari oligosakarida dan polisakarida. Dinding sel sel sayuran dapat lignificated. Dalam hal ini, ruang antara balok diisi dengan selulosa karbohidrat lainnya - lignin. Hal ini meningkatkan fungsi pendukung membran sel. Sering, terutama pada tanaman mengandung lignin abadi, lapisan luar yang terdiri dari selulosa dilapisi zat lemak seperti - suberin. Ini mencegah masuknya air ke dalam jaringan tanaman, sehingga sel-sel yang mendasari cepat mati dan ditutupi oleh lapisan gabus.

Singkatnya, kita melihat bahwa di dinding sel tanaman adalah karbohidrat dan lemak terkait erat. peran mereka dalam phototrophs tubuh diremehkan karena kompleks glycolipid menyediakan fungsi pendukung dan pelindung. Kami akan mempelajari berbagai karbohidrat, khusus untuk Monera kerajaan organisme. Ini termasuk prokariota, seperti bakteri. dinding sel mereka mengandung karbohidrat - murein. Tergantung pada struktur permukaan aparatur dibagi menjadi bakteri Gram-positif dan gram negatif.

Struktur kelompok kedua lebih kompleks. Bakteri ini memiliki dua lapisan: plastik dan kaku. Yang pertama mengandung mucopolysaccharides, misalnya murein. molekul yang memiliki bentuk struktur jaringan yang besar, membentuk kapsul sekitar sel bakteri. Lapisan kedua terdiri dari peptidoglikan - polisakarida senyawa dan protein.

lipopolisakarida dinding sel memungkinkan bakteri untuk mematuhi tegas ke berbagai substrat, seperti enamel gigi atau membran sel eukariotik. Selain itu, glikolipid mempromosikan adhesi sel bakteri satu sama lain. Yang terbentuk oleh, misalnya, streptokokus cluster rantai staphylococci, apalagi, beberapa spesies prokariota memiliki tambahan mukosa - peplos. Ini berisi dalam komposisi polisakarida dan mudah dihancurkan oleh radiasi keras atau oleh kontak dengan bahan kimia tertentu seperti antibiotik.