Kokie angliavandeniai sudaro vabzdžio egzoskeletą?

Nariuotakojai (vabzdžiai ir vėžiagyviai) yra žinomi dėl kieto išorinio dangalo arba egzoskeletas. Egzoskeletas leidžia judėti sąnariams, tuo tarpu jis uždengia minkštus audinius nariuotakojų kūne.

Pagrindinė kai kurių išorinių griaučių konstrukcinė medžiaga yra kompleksas angliavandeniai paskambino chitinas.

Chitinas yra organinis junginys, kurį 1811 metais atrado chemikas Henri Braconnot. Pavadinimą jis gavo nuo graikiško žodžio chitonas, kuris buvo žodis „paštas“ (kaip ir „šarvai“). Jo yra egzoskeleto gyvūnams, tokiems kaip vabzdžiai ir vėžiagyviai, taip pat grybams ląstelių sienos. Chitinas suteikia šiems gyvūnams rėmo struktūrą, apsaugančią jų vidaus organus ir raumenis.

Chitinas yra kompleksinis angliavandenis, labiausiai paplitęs aminopolisacharidų polimeras gamtoje. Jis yra antras po celiuliozės gausiausias polisacharidas Žemėje. Jo struktūra yra gana panaši į celiuliozę, tačiau ji turi skirtingus gliukozės monomerų vienetus.

Cheminis chitino pavadinimas yra poli (β- (1-4) -N-acetil-D-gliukozaminas. Chitinas gali būti paverstas vadinamuoju dariniu

Chitinas yra skaidri, lanksti medžiaga, o kai kuriuose organizmuose, pavyzdžiui, vėžiagyviuose, jį galima derinti su kalcio karbonatu, kad jis taptų dar stipresnis. Chitinas gali būti suskaidytas gamtoje bakterijos.

Chitinas teikia pagrindinė konstrukcinė medžiaga kai kuriuose išoriniuose griaučiuose. Ši karkasas yra standus ir apima minkštus audinius po juo. Tai taip pat aprūpina raumenis medžiaga, kurią galima traukti.

Apsauginis chitino apvalkalas suteikia pranašumą egzoskeleto gyvūnams, nes jis veikia kaip tam tikri šarvai. Egzoskeletai yra pagaminti iš sąnarių, kurie leidžia gyvūnams geriau panaudoti galūnes.

Šis geresnis svertas daro gyvūnus stipresnius, palyginti su jų dydžiu, palyginti su gyvūnais be išorinio chitino rėmo. Chitino taip pat galima rasti kai kurių organizmų, pavyzdžiui, sraigių, žandikauliuose.

Didėjant dydžiui, kitino egzoskeletas gyvūnui taptų nepraktiškas, todėl jis būtų per sunkus judėti. Štai kodėl nariuotakojai paprastai būna maži, palyginti su dideliais stuburiniais.

Kitas ryškus trūkumas įvyksta, kai egzoskeleto gyvūnai augdami išmeta arba sulamdo savo chitino apvalkalą. Tarp išperėjimo gali būti net šeši moliai vabzdys o kai jis taps suaugęs.

Kai taip atsitinka, kvėpavimas yra apsunkintas, nes gyvūno tracheolės pamušalas išeina kartu su jo egzoskeletu. Tai kelia pavojų vabzdžiams, o padėtis blogėja pakilus temperatūrai.

Be to, kad chitinas yra pagrindinė kai kurių išorinių griaučių konstrukcinė medžiaga, jis pasirodė esąs naudingas daugelyje žmogaus pagamintų medžiagų. Nanotechnologijose gaminti buvo naudojamas chitinas ir chitozanas polimeriniai pastoliai.

Taip pat buvo naudojami chitinas ir chitino pagrindu pagaminti junginiai biomedicinos taikymai. Rėmo struktūra, kurią suteikia chitinas ir chitozanas, daro ją neįkainojama gaminant sudėtinius pastolius žaizdų gijimui ir kraujo krešėjimui. Taip yra dėl kristalinės mikrofibrilės chitinui, todėl jis yra toks stabilus egzoskeletonams ir grybelių ląstelių sienelėms.

Chitino pagrindu pagaminti junginiai taip pat naudojami vaistams tiekti, biologinio atpažinimo ligandai diagnozuojant vėžį, oftalmologija, vakcinos pagalbiniai vaistai ir kova su navikais.

Chitinas ir chitozanas yra netoksiški, biologiškai nesuderinami, mikrobiniai ir biologiškai skaidomi. Jie pasižymi dideliu konstrukciniu vientisumu, yra labai akyti ir gali pablogėti numatomu greičiu. Tirpikliai gali išgauti chitiną iš vėžiagyvis kriauklės, skirtos naudoti iš kitų medžiagų.

Antras pagal gausumą angliavandenių Žemėje suteikia organizmui struktūrą ir funkciją, taip pat šiuolaikines technologijas.

Ateities pažanga, pagrįsta chitino stabilumu ir lankstumu, turėtų suteikti žemės ūkiui, biotechnologijos, nanomedicina ir kitos sritys, galinčios padėti žmonijai.