В клетках каких организмов содержится хитин

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.

Не забывайте о том, что этот элемент не усваивается и не всасывается в кишечнике, хоть и налаживает пищеварение. Хитин в клеточной стенке гриба является клетчаткой для человеческого организма. Однако ученые не рекомендуют употреблять грибы очень часто. Их можно включать в рацион питания лишь изредка, не чаще одного раза в неделю. Не рекомендуется есть грибы детям до 7 лет.

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 является основным структурным веществом клеточных стенок грибов, а также покровов членистоногих. Он обладает хорошими водонепроницаемыми свойствами, а также является отличным структурным компонентом. Человек смог использовать в своих целях хитин. Что такое, и почему он стал так популярен сегодня?

Строение молекулы

Так как это полимер, он состоит из множества отдельных молекул изомеров глюкозы. Эти изомеры называются N-ацетил-β-D-глюкозамин, и благодаря необычной бэта-связи в составе они способны образовывать разветвленные цепи полимера.

Хитин иногда именуется хитозаном. Его основным отличием является то, что он очень похож по строению на известную целлюлозу, которая входит в состав клеточных стенок растений. Если последняя занимает первое место по производству и выделению из тканей растений, то хитин, в свою очередь, идет в этом рейтинге вторым по счету. Это еще раз доказывает популярность вещества в промышленности и косметологии.

В природе

Хитин содержат все представители типа членистоногие. Это вещество находится в верхних слоях экзоскелета насекомых, пауков и ракообразных, что придает покровам водонепроницаемость. Это свойство позволило не бояться наземным существам высыхания и потерю воды через поверхность тела.

Клетки грибов также содержат в своей клеточной стенке хитин. Что такое он может дать организму? Прежде всего прочность всех его клеток, а также избежать потерю влаги из цитоплазмы.

Хитин у растений отсутствует, так как в составе клеточных стенок у них уже содержится другой биополимер – целлюлоза. По этому признаку различают истинные растения и водоросли, а также наличие одного из биополимеров является сравнительной характеристикой разных царств организмов.

Выделение хитина

В промышленных масштабах хитозан выделяют из наружного скелета ракообразных, хотя это и является достаточно дорогостоящим бизнесом. Поэтому методика выделения этого полимера все время модернизируется, и в итоге новые источники природного хитина были найдены.

Так, большая скорость размножения насекомых стала основной причиной, по которой из пчел или комнатных мух добывают хитин. Что такое эти ваши мушки, спросите вы. Однако, если смотреть в промышленных масштабах, производство хитина из насекомых приняло большой оборот, а на выходе получают достаточное количество природного полимера. Так, в России уже развиты некоторые точки по выращиванию пчел с целью добычи хитина.

Не стоит забывать и о грибах, а также некоторых морских водорослях, так как в составе оболочек клеток этих организмов содержится хитин, его выделяют так же, как и целлюлозу у растений. Хотя КПД такого бизнеса оставляет желать лучшего, его нельзя исключать из списка возможных источников хитозана.

Значение хитина для человека

Что такое хитин в биологии? Это не только структурный компонент, предотвращающий потерю воды, но и биополимер, обладающий бактерицидными свойствами. Это дает возможность использовать хитин в производстве бинтов, марли и специальных ванных мочалок.

Хитин хорошо связывается с жирами. Если человек принимает специальные медикаменты, в составе которого находится определенная доля хитозана, жиры в кишечнике связываются с биополимером и выводятся из организма вместе с ним. В итоге количество усваиваемого жира уменьшается, что понижает и количество холестерина в организме. Однако хитин может сыграть и злую шутку с человеком при избыточном применении, он также уменьшает содержание витамина Е и ведет к другим малоприятным последствиям.

Хитозан последнее время добавляют в косметические товары в качестве природного компонента. Такая косметика делает кожу эластичной, ногти здоровыми, а волосы после действия шампуней с хитином в составе становятся блестящими и здоровыми.

Интересные факты

В странах Азии, а также на Западе на многих рынках продают жареных кузнечиков, саранчу и других представителей членистоногих. Энтомофагия стала популярным течением последнее время среди гурманов, благодаря содержанию столь полезного хитина в составе покровов мелких насекомых и ракообразных.

Медиками установлено, что хитин помогает при заживлении ран, благодаря своей высокой совместимости с животной тканью. Это дает возможность использовать биополимер при изготовлении специальных целебных мазей, однако изучение таких свойств хитозана еще продолжается.

Отмечается очень высокая питательная ценность такого биополимера, как хитин. Что такое может дать горсточка маленьких насекомых, которую даже сложно прожевать? Ответ вас поразит: 100 г кузнечиков могут дать организму 20,5 г белка, когда питательная ценность привычной говядины ненамного отличается и составляет 22,5 г. Проблема заключается лишь в том, что собрать 100 граммов мелких кузнечиков намного тяжелее, чем отрезать 100 г мяса рогатого скота.

Хитин (C8H13NO5)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.

История

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

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 стенках грибов.
• Главный компонент экзоскелета членистоногих.
• 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

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

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

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

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].

См. также

• Хитиназы
• Полисахариды

Ссылки