Які функції вуглеводів в клітці?

Для нормального функціонування людському організму необхідні фундаментальні речовини, з яких і будуються всі структурні частини клітини, тканини і взагалі весь організм. Це такі сполуки, як:

• білки;
• ліпіди;
• вуглеводи;
• нуклеїнові кислоти.

  

Всі вони дуже важливі. Не можна виділити серед них більш-менш значущі, адже недолік будь-веде організм до неминучої загибелі. Розглянемо, що являють собою такі сполуки, як вуглеводи, і яку роль відіграють вони в клітці.

Загальне поняття про вуглеводи

З погляду хімії вуглеводами називаються складні кислородсодержащие органічні сполуки, склад яких виражається загальною формулою C_n(H₂O)_m. При цьому індекси повинні бути або рівні, або більше чотирьох.

Загальний вміст вуглеводів в клітинах живих організмів неоднаково. Так, рослинні містять їх близько 80%, тоді як тварини - усього 2-3%. Самі по собі дані молекули не дарма отримали таку назву. Адже воно якраз і відображає їх атомарний склад: атоми вуглецю і молекули води, з`єднані певним чином.

Функції вуглеводів в клітці схожі для рослин, тварин і людини. Які вони, розглянемо нижче. Крім того, самі по собі дані сполуки дуже різні. Існує ціла класифікація, яка об`єднує їх усі в одну групу і ділить при цьому на різні гілки в залежності від будови і складу.

Хімічна будова і властивості

Яке ж будова молекул цього класу? Адже саме це і визначатиме, які функції вуглеводів в клітці, яку роль вони будуть грати в ній. З хімічної точки зору всі розглянуті речовини - це Альдегідоспирти. До складу їх молекули входить альдегидная угруповання -СОН, а також спиртові функціональні групи -ОН.

Існує кілька варіантів формул, за допомогою яких можна зобразити будова вуглеводу.

1. Молекулярна - відображає якісний і кількісний склад з`єднання, але не показує зв`язку між атомами і не говорить про будову і властивості.
2. Структурна. Повна або скорочена, відображає порядок з`єднання атомів в молекулі, тому по ній можна спрогнозувати властивості.
3. Проекційні формули Фішера. Поєднання горизонтальних і вертикальних ліній, перетин яких збігається з кількістю стереоцентральних атомів вуглецю. При цьому атом альдегідної групи показується окремо.
4. Формули Хеуорса. Використовуються для написання циклічної структури цукрів, як простих, так і складних.

   

Дивлячись на останні дві формули, можна спрогнозувати функції вуглеводів в клітці. Адже стануть зрозумілі їхні властивості, а звідси і роль.

Хімічні властивості, які проявляють цукру, пояснюються наявністю двох різних функціональних груп. Так, наприклад, як і спирти багатоатомні, вуглеводи здатні давати якісну реакцію з свіжоосадженого гідроксидом міді (II), а як альдегіди, окислюються до глюконової кислоти в результаті реакції срібного дзеркала.

Класифікація вуглеводів

Так як розглянутих молекул велика різноманітність, то хіміками була створена єдина класифікація, яка об`єднує всі схожі з`єднання в певні групи. Так, виділяють наступні типи цукрів.

1. Прості, або моносахариди. Містять одну субодиницю в складі. Серед них виділяють пентози, гексози, гептози та інші. Найважливіші і поширені - рибоза, галактоза, глюкоза і фруктоза.
2. Складні. Складаються з декількох субодиниць. Дисахариди - з двох, олігосахариди - від 2 до 10, полісахариди - більше 10. Найважливіші серед них: сахароза, мальтоза, лактоза, крохмаль, целюлоза, глікоген та інші.

Функції вуглеводів в клітині і організмі дуже важливі, тому значення мають всі перераховані варіанти молекул. Для кожної з них відводиться своя роль. Які ж це функції, розглянемо нижче.

Функції вуглеводів в клітці

Їх декілька. Однак існують ті, які можна назвати основними, визначальними, і є другорядні. Щоб краще розібратися в даному питанні, слід все їх перерахувати більш структуроване і стане зрозумілим. Так ми з`ясуємо функції вуглеводів в клітці. Таблиця, наведена нижче, нам у цьому допоможе.

Очевидно, що переоцінити значення аналізованих речовин складно, так як саме вони лежать в основі багатьох життєво важливих процесів. Розглянемо деякі функції вуглеводів в клітці більш докладно.

Енергетична функція

Одна з найважливіших. Ніякі продукти харчування, споживані людиною, не здатні дати йому таку кількість кілокалорій, як вуглеводи. Адже саме 1 грам даних речовин розщеплюється з вивільненням 4,1 ккал (38,9 кДж) і 0,4 грама води. Такий вихід здатний забезпечити енергією роботу всього організму.

Тому з упевненістю можна сказати, що вуглеводи в клітці виконують функції постачальників або джерел сили, енергії, можливості до існування, до здійснення будь-якого виду діяльності.

Давно помічено, що саме солодощі, які є вуглеводами здебільшого, здатні швидко відновити сили і надати енергії. Це стосується не тільки фізичних тренувань, навантажень, але і розумової діяльності. Адже чим більше людина думає, вирішує, розмірковує, вчить та інше, тим більше біохімічних процесів відбувається в його головному мозку. А для їх здійснення потрібна енергія. Де її взяти? Відповідь простий: вуглеводи, вірніше, продукти, що їх містять, дадуть її.

Енергетична функція, яку виконують розглядаються з`єднання, дозволяє не тільки рухатися і думати. Енергія потрібна і на багато інших процесів:

• побудови структурних частин клітини;
• газообміну;
• пластичного обміну;
• виділення;
• кровообігу та ін.

Всі життєво важливі процеси вимагають джерела енергії для свого існування. Це і забезпечують для живих істот вуглеводи.

Пластична

Інша назва даної функції - будівельна, або структурна. Воно говорить сама за себе. Вуглеводи беруть активну участь у побудові важливих макромолекул в організмі, таких як:

• ДНК.
• РНК.
• АТФ.
• АДФ та інші.

Саме завдяки аналізованим нами з`єднанням відбувається формування гликолипидов - одних з найважливіших молекул клітинних мембран. Крім того, з целюлози, тобто полісахариду, побудована клітинна стінка рослин. Вона ж - основна частина деревини.

Якщо ж говорити про тварин, то у членистоногих (ракоподібних, павуків, кліщів), протистов до складу клітинної мембрани входить хітин - полісахарид. Цей же компонент зустрічається в клітинах грибів.

Таким чином, вуглеводи в клітці виконують функції будівельного матеріалу і дозволяють формуватися багатьом новим структурам і розпадатися старим з вивільненням енергії.

Запасающая

Ця функція дуже важлива. Не вся енергія, що надходить в організм з їжею, витрачається відразу. Частина залишається укладеної в молекулах вуглеводів і відкладається у вигляді запасних поживних речовин.

У рослин це крохмаль, або інулін, в клітинній стінці - целюлоза. У людини і тварин - глікоген, або тваринний жир. Це відбувається для того, щоб завжди був запас енергії на випадок голодування організму. Так, наприклад, верблюди запасають жир не тільки для отримання енергії при його розщепленні, а, здебільшого, для вивільнення необхідної кількості води.

Захисна функція

Поряд з описаними вище, функції вуглеводів в клітці живих організмів ще й захисні. У цьому легко переконатися, якщо проаналізувати якісний склад смоли і камеді, що утворюється в місці поранення структури дерева. За своєю хімічною природою це моносахариди та їх похідні.

Така в`язка рідина не дозволяє стороннім патогенним організмам проникати всередину дерева і шкодити йому. Так виходить, що здійснюється виконання захисної функції вуглеводів.

Також прикладом даної функції можуть служити такі утворення у рослин, як шипи, колючки. Це - мертві клітини, які складаються переважно з целюлози. Вони захищають рослину від поїдання тваринами.

Основна функція вуглеводів в клітці

З тих функцій, що ми перерахували, безумовно, можна виділити найголовнішу. Адже все ж завдання кожного продукту, що містить розглянуті речовини, - засвоїтися, розщепнутися і дати організму необхідну для життя енергію.

Тому основна функція вуглеводів в клітці - енергетична. Без достатньої кількості життєвих сил не зможе нормально протікати жоден процес, як внутрішній, так і зовнішній (рух, міміка обличчя та інше). А більше, ніж вуглеводи, жодна речовина не може дати енергетичний вихід. Тому ми і позначаємо дану роль як найважливішу і значиму.

Продукти, що містять вуглеводи

Ще раз узагальнимо. Функції вуглеводів в клітці наступні:

• енергетична;
• структурна;
• запасающая;
• захисна;
• рецепторна;
• теплоізоляційна;
• каталітична та інші.

Які ж продукти необхідно вживати, щоб організм отримував достатню кількість цих речовин кожен день? Невеликий список, в якому зібрані тільки найбільш багаті вуглеводами продукти, допоможе нам в цьому розібратися.

1. Рослини, бульби яких багаті крохмалем (картопля, топінамбур та інші).
2. Крупи (рис, перловка, гречка, пшоно, овес, пшениця та інші).
3. Хліб і всі хлібобулочні вироби.
4. Тростинний чи буряковий цукор - це дисахарид в чистому вигляді.
5. Макарони і всі їх різновиди.
6. Мед - на 80% складається з рацемічної суміші глюкози і фруктози.
7. Солодощі - будь кондитерські вироби, які солодкі на смак, є джерелами вуглеводів.

Однак зловживати перерахованими продуктами також не варто, адже це може призвести до зайвого відкладення глікогену і, як наслідок, ожиріння, а також цукрового діабету.