Огород

Далеко не все люди знают, что такое хитин. Немногие помнят еще из уроков биологии сведения об этом элементе. Где он встречается в природе? Зачем нужен организму? Ответы на эти вопросы представлены в статье.

Описание вещества

Хитин – это природное соединение азотсодержащих полисахаридов. В природе встречается в скелетах ракообразных, крыльях насекомых, тканях грибов, а также в стеблях и листьях растений.

Еще недавно хитин считался отходным материалом, ведь он не может растворяться в различных щелочах и в воде. Однако данный элемент имеет большое значение для многих живых существ. Стоит учитывать, что хитин – это вещество, которое входит в состав человеческого тела. Благодаря ему у нас формируются очень крепкие ногти и волосы.

Значение в живой природе

Хитин – это основная часть внешнего скелета у многих членистоногих. Сюда можно отнести ракообразных, пауков и некоторых насекомых. Так как тела таких обитателей нашей планеты лишены внутренних скелетов, что-то должно защищать их внутренние органы от повреждений. Поэтому с уверенностью можно сказать, что хитин выполняет защитную функцию.

Однако данный элемент не существует сам по себе. Он комбинируется с другими веществами, например, с белками, и это позволяет ему быть более твердым, или наоборот, более гибким. В первую очередь хитиновый покров предназначен для защиты внутренних органов. Но кроме этого он также защищает тело от высыхания и обезвоживания.

Недостатком такого панциря является то, что он не может увеличиваться в размерах. Поэтому животное вынуждено сбросить его и ждать до тех пор, пока сформируется новая защитная оболочка. Времени это много не занимает, но представитель фауны в это время становится беззащитным.

Хитин – это вещество, входящее в состав панцирей только мелких животных. Такая оболочка не сможет защитить крупных особей. Она не подойдет и для наземных беспозвоночных обитателей. Со временем наружный скелет начинает тяжелеть и грубеть, а значит, передвигаться в нем становится все труднее.

Роль в человеческом организме

Хитин отвечает за связывание липидов в человеческом организме Это говорит о том, что кишечнику становится работать легче, снижается в организме уровень холестерина и других вредных липидов. Нормализуется пищеварение, улучшается работа желудка. Данный элемент также стимулирует минерализацию костной ткани в человеческом организме. Однако долго его принимать нельзя, так как это может нарушить нормальную работу пищеварительной системы и приведет к размножению в организме патогенной и условно-патогенной флоры.

Хитин является источником клетчатки, а также помогает бороться с лишним весом. С его помощью можно укрепить кости скелета, а также увеличить в организме количество бифидобактерий. При воздействии на кожу хитин обладает противомикробным эффектом, способствует быстрому заживлению ран, ссадин и порезов. Элемент также оказывает положительное влияние на ногти, кожу и волосы. Поэтому входит в состав многих косметических средств и витаминных добавок.

Хитин в грибах

Грибы являются ценным продуктом для человеческого организма. В их составе находится масса полезных веществ, таких как селен, калий, цинк, медь, а также большое количество витаминов группы В. Однако это не все. В состав таких продуктов входит также хитин. Грибы считаются уникальной разновидностью организмов благодаря особой мясистой ткани, которая называется мицелием. Такую структуру и дарит ей входящий в состав мицелия хитин. Неудивительно, что грибы занимают особое место между животными и растениями и выполняют свою уникальную роль для человеческого организма.

Хитин в грибах будет приносить пользу организму только в том случае, если вы употребляете умеренное количество данного продукта.

Роль в пищеварении

Ученые доказали, что введенный в рацион питания хитин животных положительно сказывается на пищеварительной системе. Это вещество способно бороться с лишним весом, а также снижать артериальное давление. При правильном применении он избавит от язвы желудка и кишечника, обеспечит легкое переваривание пищи. Употребление хитина избавит от запоров, диареи, а также выведет токсины из организма.

Ученые доказали, что употребление в пищу умеренного количества хитина обеспечит увеличение в кишечнике некоторых групп полезных микроорганизмов. Принимая такую биодобавку, вы снижаете риск развития злокачественных образований и полипов.

Употребление в пищу насекомых

Как было сказано выше, хитин состоит из азотсодержащих полисахаридов. Еще с давних времен жители стран Африки и Ближнего Востока употребляли в пищу большое количество насекомых. При этом такое блюдо не считалось десертом, а было полноценным приемом пищи. Об этом свидетельствуют еще древние записи. Например, в некоторых народах употребляли в пищу саранчу с молоком. У других же народов настоящим деликатесом были термиты или вареные муравьи.

Однако и на сегодняшний день вы можете отведать блюда, приготовленные из насекомых. Конечно, ученых заинтересовало поедание насекомых аборигенами, поэтому были проведены различные научные исследований. Было выявлено, что употребление в пищу насекомых очень полезно для здоровья человека. Во-первых, в состав клеточных оболочек насекомых входит хитин, что уже является несомненным плюсом. Однако это далеко не все. Например, в теле кузнечика содержится практически столько же протеина, сколько и в говяжьем мясе. Именно поэтому насекомые считаются полноценными питательными пищевыми продуктами.

Дефицит хитина

Целлюлоза, хитин – это схожие по своему составу и функциям вещества. Однако первое из них входит в состав растительных клеток, а второе в состав клеточной стенки членистоногих.

Первое, на что стоит обратить внимание – это повышенный уровень холестерина в организме. Еще одним симптомом, свидетельствующим о дефиците хитина, является неправильная работа почек. Однако это далеко не все признаки. Очень часто люди, имеющие нехватку данного элемента, страдают пониженным аппетитом, слабостью, неправильной работой кишечника, зашлакованностью организма, частыми аллергическими реакциями, болями в суставах и ожирением.

Если вы заметили перечисленные выше симптомы, обязательно обратитесь к врачу. Если доктор установит дефицит хитина, он подберет вам правильный рацион питания, а также включит в него поливитаминные комплексы.

Сфера использования

Хитин очень активно используется во многих сферах человеческой жизни. Например, с его помощью изготавливают крепкие и надежные хирургические нити. Также он способен быстро поглощать жидкости, поэтому его используют для изготовления различных губок и тампонов. Не стоит забывать о том, что хитин обладает антибактериальными свойствами. Поэтому его можно применять для изготовления различных перевязочных материалов.

Кроме этого, хитин нашел свое применение в косметологии, при изготовлении кормов для животных, а также в сельском хозяйстве и микробиологии.

Хитин
Общие
Систематическое
наименование
Поли-(N-Ацетил-1,4-β-D-Глюкопиранозамин)
Традиционные названия Хитин,
полиацетилглюкозамин
Рац. формула 8H13NO5)n
Физические свойства
Состояние твёрдое жесткое бесцветное вещество
Молярная масса 203,1925 ± 0,009 г/моль
Классификация
Рег. номер CAS 1398-61-4
PubChem 6857375
Рег. номер EINECS 215-744-3
SMILES
ChEBI 17029
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Хитин ( C 8 H 13 N O 5)n (фр. chitine , от др.-греч. χιτών : хитон — одежда, кожа, оболочка) — природное соединение из группы азотсодержащих полисахаридов. Химическое название: поли-N-ацетил-D-глюкозо-2-амин, полимер из остатков N-ацетилглюкозамина, связанных между собой β-(1→4)-гликозидными связями.

Основной компонент экзоскелета (кутикулы) членистоногих и ряда других беспозвоночных, входит в состав клеточной стенки грибов.

Содержание

История [ править | править код ]

В 1821 году француз Анри Браконно, директор ботанического сада в Нанси, обнаружил в грибах вещество, нерастворимое в серной кислоте. Он назвал его фунгин [1] . Чистый хитин впервые выделен из внешних оболочек тарантулов. Термин был предложен французским учёным А. Одье, исследовавшим наружный покров насекомых, в 1823 году.

Структура хитина была открыта в 1929 году Альбертом Хофманном [2] .

Распространение в природе [ править | править код ]

Хитин — один из наиболее распространённых в природе полисахаридов — каждый год на Земле в живых организмах образуется и разлагается около 10 миллиардов тонн хитина.

  • Выполняет защитную и опорную функции, обеспечивая жёсткость клеток — содержится в клеточных стенкахгрибов.
  • Главный компонент экзоскелетачленистоногих.
  • Также хитин образуется в организмах многих других животных — разнообразных червей, кишечнополостных и т. д.

Во всех организмах, вырабатывающих и использующих хитин, он находится не в чистом виде, а в комплексе с другими полисахаридами, и очень часто ассоциирован с белками. Несмотря на то, что хитин является веществом, очень близким по строению, физико-химическим свойствам и биологической роли к целлюлозе, в организмах, образующих целлюлозу (растения, некоторые бактерии) хитин найти не удалось.

Физические свойства [ править | править код ]

Представляет собой твёрдое бесцветное либо полупрозрачное вещество (жёсткое на ощупь), не растворимое в воде и полярных органических растворителях (этаноле, диэтиловом эфире, ацетоне), хорошо растворяется в растворе хлорида лития с диметилсульфоксидом, в концентрированных растворах некоторых солей (хлорид цинка, тиоцианат лития, соли кальция) и в ионных жидкостях.

Химия хитина [ править | править код ]

В естественном виде хитины разных организмов несколько отличаются друг от друга по составу и свойствам. Молекулярная масса хитина достигает 260 000.

При нагревании с концентрированными растворами минеральных кислот (соляной или серной) происходит гидролиз, в результате образуются мономеры N-Ацетилглюкозамина.

При длительном нагревании хитина с концентрированными растворами щелочей происходит N-деацетилирование и образуется хитозан.

Ферменты, расщепляющие β(1→4)-гликозидную связь в молекуле хитина, называются хитиназами.

Биосинтез [ править | править код ]

Синтез молекулы хитина происходит в хитосомах, где с помощью одного фермента гликозилтрансферазы известной, как хитинсинтетаза (КФ 2.4.1.16) осуществляется перенос остатков N-ацетил-D-глюкозамина из уридиндифосфат-N-ацетил-D-глюкозамина (UDPGlcNAc) на растущую полимерную цепь.

Практическое использование [ править | править код ]

Одно из производных хитина, получаемое из него промышленным способом — хитозан. Сырьём для его получения служат панцири ракообразных (криль, камчатский краб), а также продукты микробиологического синтеза. Проблемами производства продукции из хитина и его практического использования занимается Российское хитиновое общество [3] .

1. минерал
2. кислота
3. органическое вещество
4. витамин
5. антибиотик

* Выполняет защитную и опорную функции, обеспечивая жёсткость клеток — содержится в клеточных стенках грибов.
* Главный компонент экзоскелета членистоногих.
* Также хитин образуется в организмах многих других животных – разнообразных червей, кишечнополостных и т. д.

Полисахариды

Полисахариды – это полимерные углеводы, молекулы которых построены из моносахаридных остатков, соединенных гликозидными связями. Это отдельная группа сложных высокомолекулярных углеводов, которые состоят из множества моносахаридов. Основными представителями данного класса являются два компонента – крахмал и целлюлоза. Данные вещества встречаются в природе, они входят в состав растений, овощей, фруктов, также их получают химическим путем в результате проведения многочисленных опытов и исследований. Они используются в разных областях промышленности при производстве разных изделий, вещей, одежды, продуктов и многого другого. Но все же стоит рассмотреть полную характеристику, химическое строение и другие важные особенности.

Химические свойства

Первым делом стоит рассмотреть химические свойства полисахаридов. Данные компоненты относятся к сложным высокомолекулярным углеводам, они являются полигликозидами, или, другими словами, полиацеталями. Моносахариды связываются в молекулу при помощи гликозидных связей с рядом стоящими структурными элементами цепочки. В кислотной среде под влиянием высокотемпературного режима происходит процесс гидролиза. При полном процессе образуются исходные моносахариды (возможно, их производные). При неполном – олигосахариды, включая дисахариды.

Восстановительные свойства у данного класса углеводов достаточно слабые. Они устойчивы к воздействию щелочей. Вещества обладают уникальной способностью, которую применяют для получения сложных эфиров. Среди основных представителей класса полисахаридов можно выделить крахмал, целлюлозу (клетчатку), гликоген. Общая формула полисахаридов, которая применяется для обозначения данных компонентов – (С6Н10О5)n.

Полисахариды являются распространенной группой веществ, которые имеют природное происхождение. Вырабатываются они растениями и в тканях человека, животных. Это указывает на их активное участие в обменных процессах.

Физические свойства

Полисахариды имеют важные физические свойства, которые стоит внимательно изучить. Большинство компонентов, которые относятся к этому классу, имеют форму порошка, окраска у них белая. Они обладают огромной молекулярной массой, которая может составлять от двух и более миллионов.

Крахмал и целлюлоза имеют вид разветвленных молекул. Они набухают, но не способны растворяться в холодной воде. В отличие от них амилозы (молекулы линейного вида) способны легко растворяться в нейтральной водной среде.

Функции в организме (таблица)

Что такое полисахариды мы рассмотрели, но теперь стоит выяснить, какое значение углеводы имеют для организма человека. Ниже имеется таблица с основными функциями данных элементов.

Основные функции Примеры полисахаридов Основные качества
Энергетические Крахмал и гликоген Главное назначение данных компонентов состоит в накоплении углеводов, они насыщают организм глюкозой (источником энергии)
Запасающие Гликоген, крахмал Вещества представляют важное значение для организма, благодаря им создаются длительные энергетические запасы, которые накапливаются в структуре жировых тканей. Формирование происходит в клетках мышц и в печени (частично в головном мозге и желудке)
Кофакторные Гепарин и синтетические аналоги Углеводы выполняют функции кофакторов ферментативных соединений в организме. Понижают свертываемость крови
Опорные Целлюлоза, хондроитинсульфат Клетчатка, или целлюлоза, является основой стеблевых образований, а в костных тканях животных содержатся хондроитинсульфаты
Гидроосмотические Кислые гетерополисахариды (гиалуроновая кислота) Они сдерживают в клеточных структурах воду и положительно заряженные ионы, предотвращают накопление молекул жидкости в области межклеточного пространства
Структурные Кислые гетерополисахариды (гиалуроновая кислота) Имеются в составе межклеточного вещества, обладают цементирующими качествами
Защитные Кислые гетерополисахариды, (в том числе мукополисахариды) Они формируют «смазочный» слой на поверхности клеточных структур. Образуются на поверхности органов пищеварения, носовой полости, бронхов, содержатся в суставной жидкости. Защищают ткани от повреждения во время трения, сжатия или внешней вибрации

Классификация по числу и строению моносахаридных остатков

В структуре полиозов от двух до двадцати моносахаридов в двух разных формах – пиранозной или фуранозной.

Ниже имеется таблица со структурными единицами полиозов.

Группа моносахаров Моносахара
Шестиатомные Глюкоза
Галактоза
Пятиатомные Фруктоза
Арабиноза
Ксилоза
Уроновые кислоты Галактуроновая
Глюкуроновая
Маннуроновая

Различаются гомогликаны (они имеют другое название – гомополисахариды), они имеют в составе цепочки идентичные углеводные составляющие. И, соответственно, если звенья углеводов разные, то элемент получает название гетерополисахарида.

Название группы Составляющие
Гомополисахариды (или гомополимеры) Крахмал
Гликоген
Клетчатка
Хитин
Декстран
Гетерополисахариды (или гетерополимеры) Хондроитин-сульфаты
Гепарин
Инулин
Пектины
Камеди
Слизи
Гиалуроновая кислота

Основные представители полисахаридов

Существуют разнообразные вещества, которые относятся к группе полисахаридов. Многие из них присутствуют в природе (в растениях, фруктах, овощах, плодах), имеются в организме человека, также их получают при проведении различных химических опытов.

Крахмал

В составе этого компонента присутствует примерно 20% амилозы и 80% амилопектина. Он относится к основному продукту жизнедеятельности организмов растительного происхождения. Наибольшее количество данного вещества наблюдается в составе зерен злаков, корней/клубней или семян.

Элемент имеет порошкообразный вид с белой окраской. Он имеет мягкую структуру, во время растирания наблюдается характерное поскрипывание. При исследовании крахмала под микроскопом прослеживается зернообразная структура. При помещении в холодную жидкость образуется осадок. При нагревании воды и равномерном помешивании зерна набухают, затем образуется масса с киселеобразной консистенцией.

Основное качество элемента состоит в том, что он способен хорошо гидролизоваться во время нагревания в растворе H2SO4. В результате образуется α-D-глюкоза. Растительные источники крахмала – картофель (до 20%), пшеница. Для выявления крахмала в области химии применяют реакцию с йодом. Обычно образуется сине-фиолетовая окраска раствора или пятно такого же цвета.

Гликоген

Этот компонент является животным аналогом крахмала. Он имеет разветвленную структуру и похож на амилопектин, но гликоген обладает большим количеством звеньев в цепочке (до 12). Масса молекулы гликогена может быть 100 млн у. е.

Во время проведения исследований гликоген извлекают из живых клеток при помощи горячей щелочи NaOH, а осаждение осуществляют спиртовым раствором. После этого он гидролизуется в растворе разбавленной серной кислотой.

Клетчатка (растительная целлюлоза)

Данный представитель полисахаридов обладает высокой прочностью. Именно клетчатка является основным компонентом «скелета» растений. К промышленным источникам (от 50 до 70%) относятся древесина, кукуруза, сено. В составе молекулы имеется D-глюкопираноза, которая соединена гликозидными связями. Молекулы имеют линейную структуру, масса одной составляет до 2 млн у. е.

Высокая прочность обеспечивается за счет присутствия водородных связей в цепочках, которые могут объединяться в виде пучка. Именно таким образом происходит формирование волокнистости. Элемент инертный, он не растворяется в нейтральных средах, не поддается влиянию ферментов пищеварительных органов. Целлюлоза применяется для многих домашних животных (коров, коней) в качестве питательного элемента.

Гепарин

Он считается аморфным элементом, который имеет порошкообразную структуру и белую окраску. В составе гепарина содержится D‑глюкозамин и D-глюкуроновая кислота, данные компоненты соединены в цепочку за счет α-гликозидной связи. Масса молекулы гепарина составляет около 20 млн у. е. Кислый гликозаминогликан имеет в основе серу. В научных целях элемент был введен из печени. Относится к антикоагулянтам.

Способен хорошо растворяться в воде, во время нагревания не распадается. Биологическая функция гепарина в организме человека состоит в регулировании свертываемости крови. Этот элемент снижает содержание холестерина, нормализует давление.

Пектины

Это клейкие вещества, которые активно применяются в области кулинарии в качестве кондитерской добавки. Также они имеют другое название – желирующие. Элементы имеются в составе фруктов, растительного сырья. В основном применяется порошок пектина, в редких случаях может использоваться жидкая форма.

В организм человека пектины поступают вместе с продуктами растительного происхождения. Они производят полное очищение всех систем организма, при этом сохраняя бактериальный баланс. А также оказывают омолаживающее воздействие, нормализуют обмен веществ, улучшают состояние гемодинамики. Врачи утверждают, что использование пектиновых лекарственных средств способствует усиленному оздоровлению организма человека. Норма потребления – около 15 граммов в сутки.

Хитин

Хитин – основа скелета насекомых, представителей ракообразных, он содержится в структуре дрожжевых бактерий, разных типов грибов. Это вещество применяется для усиления вкуса и аромата продуктов, еды.

Хитин имеет разнообразные терапевтические качества:

  • предотвращает развитие опухолевых клеточных структур;
  • защищает ткани от радиоактивного воздействия;
  • усиливает воздействие лекарственных препаратов, которые направлены на снижение свертываемости и разжижение крови;
  • повышает иммунную систему;
  • можно использовать в составе профилактической терапии инфарктов, инсультов;
  • усиливает рост бифидобактерий, запускает процесс регенерации.

Области применения полисахаридов

Еще в середине 20 века полисахариды стали широко производить для пищевой промышленности и производства лекарственных средств. Но постепенно их стали использовать в других не менее важных областях.

Использование в области здравоохранения

Зачастую в медицинской практике полисахариды используются в качестве диагностических препаратов при обнаружении кандидозов и сальмонеллезов. Декстраны, которые вырабатываются некоторыми бактериями, являются плазмозаменителями. Сульфат декстрана заменяет гепарин как антикоагулянт. Особой популярностью пользуются препараты, которые имеют в основе хитин. Также хитин применяется при производстве наполнителей и основ различных лекарственных средств. В последнее время стали изготавливаться ферментативные лекарства с пролонгированным действием, которые имеют в составе декстраны. Гликаны являются активным компонентами, которые используются для изготовления высококачественных зубных паст.

Применение в пищевой промышленности

Полисахариды, которые получают из бактерий, применяются для изготовления пищевых пленок. Они предотвращают высыхание продуктов, противостоят попаданию на них грязи, стабилизируют мороженую массу, соки, заправки, сиропы. Ксантин широко используется при изготовлении кисломолочной продукции. Для повышения качества хлебобулочных изделий на производстве добавляются экзополисахариды, они делают хлеб более пышным и мягким. Полисахариды имеют важное значение для биологии в целом. Они принимают участие в важных процессах, оказывают влияние на работу организмов живых существ, способствуют полноценному синтезу питательных веществ в растениях. Кроме этого, данные элементы активно применяются в разных областях промышленности, из них производят пищевые продукты, препараты, химические вещества и растворы, бумагу и другие элементы.

Функции и состав хитинового покрова членистоногих

У всех ракообразных, паукообразных и насекомых имеется наружный скелет. Хитиновый покров членистоногих создаёт плотную оболочку, которая служит для защиты внутренних органов и закрепления мышц. Экзоскелет не позволяет влаге испаряться с поверхности тела, благодаря чему членистоногие смогли освоить практически все среды обитания. Они живут на поверхности земли, в воде и воздухе. В биологии этих животных подразделяют на три основных класса.

  1. Описание вещества
  2. Биологическое значение
  3. Представители членистоногих
  4. Полезность хитина для человека

Биологическое значение

Хитин считается вторым по распространённости природным полисахаридом. Он встречается в экзоскелете большинства насекомых и ракообразных, а также является компонентом клеточной стенки у некоторых грибов.

Другие организмы, которые синтезируют хитин:

  • губки;
  • кишечнополостные;
  • нематоды;
  • моллюски.

У насекомых хитин синтезируется главным образом в панцире. Предшественниками этого вещества могут быть трегалоза и гликоген.

Хитин обычно сочетается с другими соединениями (например, карбонатом кальция), образуя более прочный композитный материал. Чистый хитин или карбонат кальция сами по себе были бы хрупкими и не такими жёсткими, как композит.

У насекомых и ракообразных, которые подвергаются линьке и метаморфозам, деградация и синтез хитина происходят одновременно и согласованно. Ферментативная система разлагает вещество в экзоскелетах и оболочках кишечника на мономерные компоненты, особенно во время линьки.

Хитин служит защитным покровом и механической опорой для организмов, которые его производят. У членистоногих это вещество является важнейшим компонентом их экзоскелета. Хитин также присутствует в теле, подкладке кишечника, слюнных железах, частях рта и точках закрепления мышц.

Хитинизированный экзоскелет выполняет следующие функции:

  1. Опорная.
  2. Крепёжная. На хитиновом покрове закрепляются мышцы.
  3. Увлажняющая. В оболочке присутствуют железы, которые вырабатывают специальный секрет, предотвращающий пересыхание животного на суше.
  4. Защитная. Плотный экзоскелет защищает внутренние органы от повреждений.
  5. Двигательная. Все представители членистоногих благодаря своему строению могут быстро передвигаться.

Отдельные части наружного скелета в ходе эволюции трансформировались в челюсти и клешни. Эти органы позволяют животному захватывать добычу и пережёвывать пищу. Хитиновый покров является для них жизненно необходимым.

Представители членистоногих

Тип членистоногих так называется из-за своей морфологии. Эти животные имеют сегментированное тело и конечности. Хотя видовое многообразие очень широкое, все представители членистоногих имеют общие черты. Например, их тело состоит из трёх частей. Это голова, грудь и брюшко.

На голове расположены органы осязания, которые представлены усиками. Также там находятся глаза. Грудь несёт членистые конечности и крылья, благодаря которым животное может летать. На брюшке конечности отсутствуют либо они являются видоизменёнными. Например, у паукообразных брюшные лапы трансформировались в паутинные железы.

У всех видов членистоногих тело покрыто хитиновой кутикулой. Из-за неспособности к растяжению внешнего скелета животным приходится периодически линять.

Тип членистоногих подразделяется на три класса:

  • ракообразные;
  • паукообразные;
  • насекомые.

У каждого из них есть свои характерные признаки и особенности. У ракообразных на голове присутствует 2 пары усиков, а также жабры. Хоть они и являются водными обитателями, определённые виды могут жить на суше.

Паукообразных достаточно просто отличить по их внешним признакам. Тело у этих животных состоит из двух отделов: головогруди и брюшка. На головогруди расположено четыре пары ходильных лап. Также у пауков есть хелицеры и ногощупальца. Это особый тип конечностей, который необходим для питания.

Характерным отличием насекомых является то, что их тело состоит из 3 отделов. На груди у них находится три пары конечностей. Большинство видов имеют крылья.

Полезность хитина для человека

Хитин широко используется в пищевой промышленности. Его добавляют в еду для усиления аромата и вкуса. Это вещество помогает улучшить внешний вид, а также действует в качестве консерванта.

Кроме пищевой промышленности хитин применяется и в фармакологии. Состав вещества имеет лечебные свойства. Его польза заключается в следующем:

  1. Угнетает развитие раковых клеток.
  2. Улучшает иммунитет.
  3. Защищает от радиоактивного излучения.
  4. Снижает риск возникновения инсультов и инфарктов.
  5. Борется с воспалениями.
  6. Улучшает пищеварение.
  7. Ускоряет регенеративные процессы.

Хитин настолько широко распространён и полезен, что некоторые учёные считают возможным переход на хитиновую диету в ближайшем будущем. Например, исследователь Сэм Хадсон заявил, что человечество находится на пороге новой эры. Скоро из хитина можно будет получить бесконечное количество продуктов.

Впервые лекарственное средство на основе этого вещества было получено в 60-е годы прошлого столетия. Препарат должен был защищать организм от ионизирующего излучения. В то время его разработка была строго засекречена. Даже медики не знали точный состав. После нескольких экспериментов на животных учёные доказали, что средство увеличивает шансы на выживание после смертельной дозы облучения. Немного позже исследователи заметили, что препараты, содержащие хитин, помогают бороться и с другими проблемами.

Сейчас исследования хитозана и хитина продолжаются. Работой занимаются учёные, состоящие в Российском хитиновом обществе, которое была образовано в 2000 году. В его состав входят и исследователи из смежных областей науки, а также медицины и промышленности.

Как выяснилось, хитиновый покров помогает не только членистоногим, но и человеку в различных сферах деятельности. Это широко распространённое вещество. Если продолжать исследования хитина, то есть вероятность, что человечество сможет побороть свои главные проблемы, среди которых голод и болезни.

Зачем есть грибы, ведь они не перевариваются: 4 мифа об их полезности с фактами

Да, грибы действительно не усваиваются человеческим организмом — вот такая грустная, сермяжная правда неожиданно вспомнилась нам.

Но почему они такие вкусные и зачем мы их кушаем?

Издавна принято считать грибы крайне полезным для здоровья продуктом, которым питались еще наши предки, поэтому немногие задумываются об их истинной пользе для организма.

Так ли полезны грибы, как мы привыкли думать? Зачем их вообще есть? Какими мифами окутаны эти вкуснейшие порождения леса?

Об этом читайте в данной статье!

Мифы и разбор реальной пользы

Сразу же с места в карьер — грибы действительно плохо усваиваются организмом. Это не делает их безусловно вредными и опасными и не значит, что нужно раз и навсегда изгнать их из рациона. Но признать этот факт нужно.

Давайте посмотрим на состав «лесного мяса» и попутно развеем множество мифов о них:

Усваивается организмом

Итак, доподлинно известно, что любой гриб на 90-95% состоит из … воды и лишь оставшиеся 5-10% приходятся на «сухие вещества типа клетчатки, белков и различных микроэлементов. В целом, с усвоением воды из продуктов питания у нашего тела проблем нет, более того, около 22% нужной нам жидкости мы получаем ежедневно именно из еды!

Кроме воды, в грибе содержится хитин, розоватое прозрачное вещество, полисахарид, который является сильным природным сорбентом и выступает основой скелета и наружных покровов насекомых, паукообразных и ракообразных.

И вот именно из-за него грибы не дружат с нашим ЖКТ. В принципе в нем нет ничего страшного: при нагревании он выделяет хитозан, который также является сорбентом, а ведь именно они, впитывая токсины и соли тяжелых металлов, выводят их из организма. Но конкретно на усвоение и переваривание он влияет плохо.

Больше всего данного вещества находится в ножках, поэтому если вы боитесь нагружать ЖКТ, то разумнее будет от них избавиться. Кроме того, чтобы помочь желудку переварить пищу и сделать блюдо более усвояемым, нужно максимально измельчить грибы или высушить их.

Таким образом вы разрушите значительную часть хитина и блюдо будет усваиваться лучше. Также многие советуют подвергнуть их долгой термической обработке или заморозить перед приготовлением.

Важно отметить, что для людей с проблемным пищеварением (гастрит, язва, холецистит, колит и т.п.), а также детям до 12 лет грибы к употреблению НЕ рекомендуются.

Но сразу же реабилитируем грибочки. Есть и польза от того, что они плохо перевариваются — они дают нам чувство сытости и наполненности желудка в течение длительного времени, что актуально для людей, желающих похудеть или тех, кто экономит.

Этот продукт вполне дешев, более того, может быть даже бесплатным, легко и быстро готовится, а самое главное, он вкусный. Человек не обязан все время «получать калории для энергии», он должен еще и просто есть для удовольствия.

Вы не обязаны проверять каждую трапезу 24 на 7 на содержание белка, калорий и т.п., тем более (ну раз речь зашла), калорийность свежих грибов ну прям очень невысока. Самыми высококалорийными грибами считаются трюфели (97 кКал на 100 г продукта), а самыми низкокалорийными — сыроежки (22 кКал).

Не забывайте, что еда, даже если вы худеете, должна вам нравится, а не отвечать строгим законам выдуманного непонятно кем пп — полезно или вредное блюдо определяется его количеством. Не зря медики говорят: в чашке — яд, в капле — лекарство.

Все продукты состоят из одних и тех же веществ: белков, жиров и углеводов, который между собой ничем не отличаются. Калории и углеводы из сникерса также хороши, как они же из бурого риса или гречки, подробнее об этом Быстрые или медленные, простые или сложные углеводы для похудения — какие лучше при диете? и Фастфуд также полезен, как домашняя еда.

Много витаминов и микроэлементов

По поводу полезности грибов: данный критерий зависит в первую не от качественного (то, есть ответ с тиле «да / нет») содержания в продукте витаминов и минералов, а от количественного (ответ на вопрос «сколько») и их усвояемости.

Что толку сообщать читателям о витамине А, витаминах группы В, С, Д, РР, содержащихся в грибах, если:

пресловутый хитин блокирует их усвоение из грибов, при этом не усваиваясь сам. При том, учитывайте, что некоторые разрушаются при термической обработке: в первую очередь это касается каротина и витамина С.

их ну очень мало! Сами посмотрите: в 100 гр. грибов примерно содержатся витамины в следующих дозах — Витамин B1 — 0,003-0,14 мг. при норме в 1 мг., Витамин В2 — 0,3-0,85 при норме в 1,7 мг., Калий 450-468 мг. при норме в 2 гр.

Часто в статьях продают перечисление имеющихся витаминов, а вот их количество стыдливо обходят стороной — еще бы, обычно их там с гулькин нос. Про антираковые и антицеллюлитные свойства грибов, которые приводятся в каждой второй статье об оных, даже говорить не хочется.

Высокобелковый продукт

И опять возвращаемся к тому, что грибы в целом плохо усваиваются и содержат просто мизерное кол-во протеинов (помним, на 90-95 % они состоят из воды и пусть даже оставшиеся 5 или 10% приходятся на белок, но это 100% не так, это все равно крайне мало против 20% в мясе).

В 100 граммах свежих грибов содержится максимум 4 грамма белка. Для сравнения даже в зеленом горошке оного больше – 10 граммов! О каком «высокобелковом продукте» толкуют в статьях в интернете вообще не понятно лично нам.

Более того, встретили данный перл в одной из статей (на первом месте в выдаче, между прочим) и просто обомлели — ну это просто чушь, не знаем, как можно сравнить грибы и колбасу и решить, что первые калорийнее:

Но вернемся к нашей теме. Белок из грибов усваивается намного хуже, чем животный белок. К тому же, грибной белок не полноценен по аминокислотному составу. Поскольку любой гриб состоит главным образом из воды, то, чтобы получить столько же белка, сколько содержится, допустим, в 100 гр. курицы, пришлось бы съесть почти ведро грибов.

Если быть до конца честными, то сушеные грибы исправляют ситуацию. Поскольку процесс сушки предполагает выведение из продукта воды, процентное содержание остальных веществ увеличивается. Содержание белка в сушеных грибах может достигать 30%.

Это зависит от вида гриба, его размера и степени просушки. Больше всего белка в сушеных молодых подосиновиках, до 35%. И это здорово, но боже правый, кто ж их ест-то в таком виде? Часто их рекомендуют добавлять их в суп или обжаривать на сковородке, но мы не особо видим в этом смысл.

Ведь при контакте с водой они в любом случае увеличатся в размерах, а значит, это будет абсолютно бессмысленный, прошедший по кругу и вернувшийся к истоку процесс. Лучше не заморачиваясь белками и витаминами слопать их в первозданном виде, предварительно отварив.

Экологически чистый продукт

Печальный факт, но даже съедобные грибы могут быть вредными для здоровья, если растут неподалеку от дорог или в лесах поблизости от крупных городов. Грибы часто сравнивают с губками — мало того, что структура у многих из них пористая, так и состоят они из сорбентов, веществ, поглощающих из окружающей среды газы, пары или растворённые вещества.

При этом концентрация вредных веществ в грибах может быть выше нормы даже на относительно чистых почвах, так как грибница впитывает вещества с площади в несколько сотен квадратных метров. Вредно собирать грибы после лесных пожаров, на пепелищах – там в разы увеличивается концентрация кадмия.

Что ж их теперь не собирать, спросите вы. Собирать, но:

не стоит прям уж пугаться и помнить, что соли тяжёлых металлов (свинец, ртуть, кадмий, медь) водорастворимые, а это значит, что при варке 80-90% этих веществ уходит;

собирать грибы в максимально благоприятных местах, а не около дома выдирать шампиньон, растущий под кустом, прорывая асфальт и не останавливаться для сбора опят рядом с трассой;

при сборе нужно отдавать предпочтение молодым грибам — они не только полезнее по своему составу, но и безопаснее, потому что в старых грибах накапливаются больше вредных веществ, да и по вкусу они намного хуже;

чтобы сделать уже собранные грибы более полезными (с точки зрения усвояемости) и менее вредными (по количеству токсических веществ) их сначала нужно отварить в 2, а то и 3 водах.

Да, они станут более резиновыми. Да, вам всегда говорила бабушка, что многие можно есть даже сырыми. Да, вы так отродясь не делали. Но ради здоровья все же стоит данный совет принять за правило и смириться!

Что такое сорбенты и какие препараты к ним относятся?

Почти каждый человек хотя бы раз в жизни использовал сорбенты, список препаратов которых обширен. Среди огромного количества веществ-сорбентов выделяют группу, предназначенную для внутреннего приема. В медицотпраине такие вещества называют энтеросорбентами.

Встречаются названия адсорбент или абсорбент. Эти понятия практически равнозначны. Разница между этими веществами лишь в способности поглощения токсинов: абсорбенты поглощают всей массой, а адсорбенты в основном твердой поверхностью или наружным слоем жидкости.

  • Что относится к сорбентам?
  • Сорбенты при отравлениях
  • Оптимальный выбор сорбента
  • Сорбент из пектина
  • Сорбент из хитина
  • Сорбент из целлюлозы
  • Продукты с клетчаткой
  • Видео
  • Можно ли обойтись без сорбентов
  • Заключение

При детоксикации организма предпочтительнее абсорбенты. Твердая поверхность таблетки-адсорбента в некоторых случаях травмирует поверхность слизистой желудка.

Что относится к сорбентам?

Энтеросорбенты – что это такое и как их принимать? Сорбенты выпускают в форме таблеток, порошка, гранул, пасты, капсул. О том, какую форму выпуска выбрать из списка сорбентов, пойдет речь ниже в статье.

Антисорбенты необходимо применять:

  1. После кишечных отравлений;
  2. Попадания в организм тяжелых металлов, ядов, алкогольных токсинов;
  3. При передозировке лекарств;
  4. При «ломке» после отмены наркотиков;
  5. Аллергических заболеваниях;
  6. Алкогольном отравлении;
  7. Почечной недостаточности;
  8. При отравлениях из-за жизнедеятельности гельминтов;
  9. Нарушениях функции печени;
  10. Переедании.

Сорбенты используют как монопрепараты, так и в сочетании с другими лекарствами в комплексной терапии. Сорбенты применяют и в качестве профилактики, например, для предотвращения развития ишемии сердца.

Дело в том, что сорбенты связывают жиры и не позволяют им проникать в кровоток из кишечника. Человек, пьющий сорбирующие препараты, избавляется от лишних жиров без изменения пищевого рациона и без голодания. Медики используют сорбенты для лечения онкологических больных.

Что относится к сорбентам:

  • Диоксид кремния (ТМ Полисорб);
  • Активированный уголь (Карбопект, Сорбекс);
  • Смектит диоктаэдрический (Смекта, Эндосорб, Неосмектин);
  • Полиметилсилоксана полигидрат (Энтеросгель);
  • Повидон (Повидон, Пласдон С 15);
  • Лигнин гидролизный (Фильтрум);
  • Аттапулгит (Неоинтестопан);
  • Природные сорбенты: отруби, рисовый отвар, яблочная мякоть, свежевыжатые овощные соки.

Сорбенты не применяют без особого назначения больше 2 недель, ведь эти препараты выводят не только ядовитые вещества и жиры, но и жизненно важные витамины и питательные вещества. При длительном приеме может возникнуть запор и витаминодефицит.

Сорбенты при отравлениях

Среди самых известных сорбентов можно отметить активированный уголь под разными торговыми наименованиями, набирающий популярность Полисорб, средство для лечения колик и газообразования у грудничков Смекту.

Препараты на основе угля черные, названия могут быть разными у различных производителей. К основному названию добавляют Авексима, МС, УБФ, Экстрасорб. На основе угля выпускают Карбактин, Сорбекс, Карбопект.

Сорбенты: препараты Способ применения
Полисорб МП Выпускается в виде белого порошка. Подходит для всех видов отравлений. Можно использовать неоднократно – до 6 раз в день.
Активированный уголь Черный древесный уголь в таблетках по 0,25 и 0,5 мг. Используется при алкогольном отравлении, при попадании в организм ядов, солей тяжелых металлов и болезнетворных микроорганизмов. Одно из самых доступных и старейших средств.
Карболонг Порошок черного цвета. Более удобен в применении и абсорбирует больше химических веществ, чем уголь. Подходит при гастрите с повышенным содержанием соляной кислоты в ЖКТ. Длительный прием ведет к поносу, нарушению соотношения витаминов.
Полифепан Его еще называют землей от отравления. Помимо своего основного предназначения, избавляет от холестерина при использовании в течение 4 недель. Выпускается в форме безвкусного порошка коричневого цвета. Побочное действие – дефицит кальция. Можно принимать с рождения.
Фильтрум Препарат в таблетках с лингином и лактулозой. Лечит от хронической интоксикации. Взрослым нужно 3 таблетки в день, 1-2 для детей, аллергии также лечат Лактофильтрумом.
Смекта Средство в порошке используют для избавления от диареи, при отравлениях и заболеваниях ЖКТ. Из побочных эффектов можно отметить дефицит питательных веществ и нарушение усвояемости витаминов.
Сорбекс Препарат в капсулах по 250 мг. Активированный уголь, который предотвращает всасывание кишечником алкалоидов, токсических соединений, лекарственных веществ. Показан при интоксикации, дизентерии, аллергии. Из побочных эффектов следует отметить рвоту, понос, запор.
Сорболонг Капсулы, которые принимают при остром пищевом отравлении. Взрослым назначают по 15 мг в сутки, детям по 5 мг. Лечатся в течение недели.
Энтеросгель В продаже есть в виде пасты и геля. Подходит для лечения диатеза у детей. Устраняет последствия аллергии на тяжелые металлы и токсины. Побочные эффекты: тошнота, метеоризм.
Хитозан Изготавливают из хитина. Возможен длительный прием после химиотерапии. Капсулы по 500 мг используют при отравлениях различной тяжести.
Белый уголь (диоксид кремния) Таблетки по 700 мг можно применять с 3 лет. Белый уголь пьют для избавления от последствий дисбиоза, а также неправильного питания. Не имеет побочных эффектов.
Линекс Препарат с бифидобактериями для восстановления кишечной флоры после длительного приема антибиотиков. Помогает при кишечных инфекциях.
Атоксил Порошок, который выводит токсины. Также назначается при гепатитах, атопических дерматитах, диатезе.

Практически все адсорбенты и абсорбенты при длительном приеме и передозировке вызывают запор, понос, нарушение усвояемости питательных веществ, потерю витаминов.

Кроме лекарств, иногда используют БАДы, обещающие очищение от токсинов и быстрое похудение. БАДы практически не исследуются специалистами и не имеют доказанной эффективности, в отличие от сорбентов.

Оптимальный выбор сорбента

При каждом виде отравления необходима своя собственная форма сорбента. Так, для связывания в желудке токсических веществ наиболее подходят препараты в форме порошка. Для быстрого очищения кишечника необходимы сорбенты в гранулах.

Препараты с углем идеальны для устранения последствий аллергии, а также при отравлениях. Тем не менее, угли имеют ограниченное действие, поэтому такие сорбенты больше подходят для устранения отравлений, чего нельзя сказать про лингины.

Препараты с лингином, такие как Лингосорб, Лиферан, Полифепан, хорошо избавляют от алкогольной интоксикации. Особенность применения сорбентов с лингином – нужно в течение пары часов после приема опорожнить кишечник, в противном случае алкогольные токсины начнут всасываться в кровь.

При явлениях дисбактериоза проводят лечение пребиотиками, например, Сорболонгом, Лактофильтрумом, Лактобиоэнтеросгелем.

После приема обильной пищи подходят сорбенты с лингином (Лингосорб и аналоги), хитином (Хитозан), пектином (Пектовит), целлюлозой, активированым углем.

Сорбент из пектина

Сорбирующим действием обладает натуральный пектин. Его получают из ягод, фруктов и овощей. В ЖКТ пектин превращается в желе, которое вбирает в себя кусочки непереработанной пищи и патологические микроорганизмы. Безопасно выводит из организма холестерин и предупреждает сердечно-сосудистые заболевания.

Большое содержание пектина выявлено в яблоках, морской капусте, свекле, персиках, цитрусах, арбузах, вишне, клюкве, моркови, капусте, крыжовнике, клубнике, дыне, черной смородине, огурцах, луке, баклажанах.

Сорбент из хитина

Среди сорбентов хорошо известен не только пектин, но и хитин. Он обладает антихолестериновым действием, выводит вредные жирные кислоты. Хитин используют как активную добавку вот уже почти 70 лет.

Применяют этот сорбент и для очищения крови от токсинов, и для профилактики сосудистых заболеваний. Он показан при наборе лишней массы тела, сахарном диабете, атеросклерозе.

Перед приемом жирных блюд следует выпить 2 таблетки. Хитин можно пить до еды трижды в день. Препараты с хитином вызывает эффект диеты, то есть организм по сути голодает без ограничений и изменений в пищевом поведении.

Сорбент из целлюлозы

Клетчатка, она же целлюлоза, способна вбирать в себя токсины, соли металлов, патогенные микроорганизмы. Этот сорбент создает благоприятные условия для размножения полезных микроорганизмов, населяющих кишку. Вследствие этого налаживается пищеварение и уходит проблема дисбиоза.

Принимают сорбент до еды дважды в день по 1 таблетке, запивая теплым питьем. Со временем организм привыкает к этому сорбенту, поэтому дозу увеличивают до 3 таблеток в сутки.

Продукты с клетчаткой

Правильное функционирование кишечника помогает организму быстрее восстановиться после различного рода отравлений. Организму необходима клетчатка, которую в изобилии содержат орехи, овсяные хлопья, гречневая крупа, фасоль, виноград, груши, чернослив, сливы, яблоки, пшено, черный хлеб, щавель, редис, бананы.

Эти продукты защищают организм от токсического отравления, так как сами выступают как слабые сорбенты. Разумеется, при тяжелом отравлении продукты не спасут от рвоты и поноса, но клетчатка помогает защитить ослабленный организм.

Видео

Можно ли обойтись без сорбентов

Сорбенты призваны оказать помощь организму в очищении, когда в кровь и кишечник попало слишком большое количество токсинов. В таком случае иммунная система самостоятельно не справляется с инородными веществами. Нет ничего опасного в приеме сорбентов, если принимать их по инструкции и не дольше месяца.

Не применяют сорбенты при индивидуальной непереносимости компонентов, при непроходимости кишечника, кровотечениях в желудочно-кишечном тракте, обострении язвы. Практически все сорбенты можно пить во время беременности и при грудном вскармливании. Исключение составляет Энтеросгель. Не используют и Белый уголь. Также без особого назначения не следует принимать Полисорб.

Перед тем, как давать сорбент ребенку, следует убедиться, что средство разрешено давать в детском возрасте. Большинство препаратов можно давать с самого рождения. Лучше всего выбрать удобную форму приема, например порошок, либо самостоятельно измельчить таблетку в пыль.

Заключение

Кратковременно принимая сорбент (таблетки, гели, порошки, капсулы), следует соблюдать дозировку и проконсультироваться после приема с врачом.

Продукты с пектином, хитином, целлюлозой можно есть постоянно. Клетчатка полезна еще и тем, что увеличивает каловые массы в объеме, что ведет к избавлению от запоров. Следовательно, продукты гниения не задерживаются в организме, снижается риск развития дисбактериоза кишечника и заболеваний ЖКТ.

При приеме сорбентов нет необходимости использовать очищающие клизмы. За исключением случаев, когда нужно срочно очистить организм от токсинов. Так, если дефекация не наступала через 2 часа после приема лингина, следует ускорить опорожнение. Но это касается лишь случаев алкогольного отравления.

Врач-гастроэнтеролог, кандидат наук. Окончил Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова в 2010 году. Место работы — Медицинский центр «Артмедика»

Углеводы как органические молекулы. Классификация углеводов. Урок 8

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.

  • 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.

  • 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.

Вам будет интересно

В многоклеточных организмах молекул больше, чем звёзд на небе. Основные функции в них выполняют органические…

Для стабильной работы клетки нужно, чтобы в ней постоянно продуцировалось большое количество разнообразных белков. Информация…

В биологии липиды — это несколько свободная группа органических молекул (жиров и жироподобных веществ (липоидов).…

Строение растений очень разнообразно и отличаются даже в пределах одного вида. Древнейшие представители флоры, многие…

Белки выполняют ведущую роль в жизни организмов, преобладая в них и количественно. В теле животных…