Az ízeltlábúak (rovarok és rákfélék) kemény külső burkolatukról ismertek, ill exoskeleton. Az exoskeleton lehetővé teszi az ízületek mozgását, miközben elfedi a lágy szöveteket az ízeltlábúak testében.
Néhány külső csontváz fő szerkezeti anyaga egy komplex szénhidrát hívott kitin.
Mi a kitin?
A kitin egy szerves vegyület, amelyet Henri Braconnot kémikus fedezett fel 1811-ben. Nevét a görög szóból kapta görög ruha, ami a "mail" szó volt (mint a "páncél" -nál). Exoskeleton állatokban, például rovarokban és rákfélékben, de gombákban is jelen van sejtfalak. A kitin vázszerkezetet biztosít ezen állatok számára, hogy megvédjék belső szerveiket és izmaikat.
A kitin komplex szénhidrát, a legelterjedtebb aminopoliszacharid polimer a természetben. Második a cellulóz, mint a leggyakoribb poliszacharid a Földön. Szerkezete meglehetősen hasonló a cellulózhoz, de különböző glükózmonomer egységekkel rendelkezik.
A kitin kémiai neve poli (β- (1-4) -N-acetil-D-glükózamin. A kitin átalakítható az úgynevezett származékká
kitozán enzimek vagy dezacetilezés alkalmazásával. A kitozán vízoldékonyabb, mint a kitin, és gyakran használják kötszerekben, magbevonatokban és borászatban.A kitin átlátszó, rugalmas anyag, és egyes organizmusokban, például a rákfélékben, kalcium-karbonáttal kombinálva még erősebbé teheti. A kitint a természetben lebomolhatja baktériumok.
A kitin előnyei az exoskeleton állatok számára
Kitin biztosítja a fő szerkezeti anyag néhány külső csontvázban. Ez a keret merev és lefedi az alatta lévő lágy szöveteket. Ez biztosítja az izmok számára a húzóanyagot is.
A kitin védőhéja előnyt jelent az exoskeleton állatoknak, mert egyfajta páncélként működik. Az exoskeletonok olyan ízületekből készülnek, amelyek jobb kihasználást tesznek lehetővé az állatok számára a végtagok mozgatásában.
Ez a jobb tőkeáttétel erősebbé teszi az állatokat méretükhöz képest, mint a kitin külső vázszerkezet nélküli állatoké. A kitin megtalálható egyes szervezetek, például a csigák mandibuláiban is.
A kitin hátrányai az exoskeleton állatok számára
A méret növekedésével a kitin exoskeleton kivitelezhetetlenné válna egy állat számára, ami túl nehézzé teszi a mozgást. Ezért az ízeltlábúak általában apróak a nagy gerincesekhez képest.
Egy másik különös hátrány akkor következik be, amikor az exoskeleton állatok növekedésükkor leveszik vagy megolvadják kitinhéjat. Akár hat molts is lehet rovar és amikor felnőtté válik.
Amikor ez bekövetkezik, a légzés akadályozva van, mert az állat tracheole bélése exoskeletonjával együtt jön ki. Ez veszélyezteti a rovarokat, és a megnövekedett hőmérséklet miatt a helyzet romlik.
Regény a kitinhez
A kitin azon kívül, hogy egyes külső csontvázakban a fő szerkezeti anyag, számos ember által készített anyagban hasznosnak bizonyult. A nanotechnológia kitint és kitozant készített polimer állványok.
Kitint és kitin alapú vegyületeket is alkalmaztak orvosbiológiai alkalmazások. A kitin és a kitozán által nyújtott vázszerkezet felbecsülhetetlen értékűvé teszi a kompozit állványok készítését a sebgyógyuláshoz és a véralvadáshoz. Ez annak köszönhető, hogy kristályos mikrofibrillák a kitinben, amelyek olyan stabilvá teszik az exoskeletonokat és a gombák sejtfalait.
A kitin alapú vegyületeket a gyógyszer szállítására, a biológiai felismerési ligandumokat a rák diagnosztizálására, a szemészetre, az oltóanyag adjuvánsokra és a daganatok elleni küzdelemre is használják.
A kitin és a kitozán nem toxikus, biokompatibilis, mikrobiális és biológiailag lebontható. Nagy szerkezeti integritással rendelkeznek, nagyon porózusak és kiszámítható sebességgel lebomlanak. Az oldószerek kitintet nyerhetnek belőle rákfélék héjak más anyagokban való felhasználásra.
Feltörekvő technológia
A Föld második leggyakoribb szénhidrátja a természetes világ organizmusainak felépítését és működését, valamint a modern technológiát biztosítja.
A kitin stabilitásán és rugalmasságán alapuló jövőbeni előrelépéseknek biztosítaniuk kell a mezőgazdaságot, biotechnológia, a nanomedicina és más területek, amelyek az emberiség segítésére szolgáló erőteljes összetevővel rendelkeznek.