Чланконошци (инсекти и ракови) познати су по тврдом спољном покривачу, или егзоскелет. Егзоскелет омогућава кретање зглобова док покрива мека ткива у телу артропода.
Главни структурни материјал у неким спољним скелетима је комплексан угљени хидрати позвао хитин.
Шта је хитин?
Хитин је органско једињење које је 1811. године открио Хенри Брацоннот, хемичар. Име је добио по грчкој речи хитон, што је била реч за „пошта“ (као у „оклопу“). Присутан је код егзоскелетних животиња попут инсеката и ракова, али и код гљивица зидови ћелија. Хитин обезбеђује структуру оквира за ове животиње да заштити њихове унутрашње органе и мишиће.
Хитин је сложени угљени хидрат, најзаступљенији аминополисахаридни полимер у природи. На другом месту је целулоза као најзаступљенији полисахарид на Земљи. Његова структура је прилично слична целулози, али има различите мономерне јединице глукозе.
Хемијски назив за хитин је поли (β- (1-4) -Н-ацетил-Д-глукозамин. Хитин се може претворити у дериват тзв хитозан коришћењем ензима или деацетилацијом. Хитозан је растворљивији у води од хитина и често се користи у завојима, облогама од семена и у производњи вина.
Хитин је провидан, флексибилан материјал, а у неким организмима попут ракова може се комбиновати са калцијум-карбонатом да би био још јачи. Хитин се у природи може разградити бактерија.
Предности хитина за животиње егзоскелета
Хитин даје главни структурни материјал у неким спољним скелетима. Овај оквир је крут и покрива доња мека ткива. Такође пружа мишићима материјал за повлачење.
Заштитна шкољка од хитина даје животињи егзоскелетима предност јер делује као врста оклопа. Егзоскелети су направљени од зглобова који омогућавају бољу полугу кретања животиња удовима.
Ова боља полуга чини животиње снажнијим у односу на њихову величину од животиња без архитектуре хитинског спољног оквира. Хитин се такође може наћи у доњим чељустима неких организама, попут пужева.
Недостаци хитина за животиње егзоскелета
Са повећањем величине, хитински егзоскелет би постао непрактичан за животињу, чинећи је претешком за кретање. Због тога су артроподи обично ситни у поређењу са великим кичмењацима.
Још један изразит недостатак се дешава када животиње егзоскелета одбацују или моле своју хитинску љуску док расту. Између излегнућа анђела може бити чак шест молти инсект а кад постане пунолетан.
Када се то догоди, дисање је отежано јер облога трахеоле животиње излази заједно са њеним егзоскелетом. То доводи инсекте у ризик, а ситуација се погоршава са повишеним температурама.
Нове употребе за хитин
Осим што је главни структурни материјал у неким спољним скелетима, хитин се показао корисним у бројним вештачким материјалима. Нанотехнологија је користила хитин и хитозан полимерне скеле.
Хитин и једињења на бази хитина су такође коришћена за биомедицинске примене. Структура оквира коју дају хитин и хитозан чине га непроцењивим за израду композитних скела за зарастање рана и згрушавање крви. Ово је због кристалне микрофибриле унутар хитина који га чине тако стабилним за егзоскелете и ћелијске зидове гљивица.
Једињења на бази хитина се такође користе за испоруку лекова, лиганде биолошког препознавања за дијагнозу карцинома, офталмологију, додатке вакцинама и борбу против тумора.
Хитин и хитозан су нетоксични, биокомпатибилни, микробиолошки и биоразградиви. Имају одличан структурни интегритет, изузетно су порозни и могу се разградити предвидљивом брзином. Растварачи могу извући хитин Раке шкољке за употребу у другим материјалима.
Нова технологија
Други најзаступљенији угљени хидрат на Земљи пружа структуру и функцију организмима у природном свету, као и модерну технологију.
Будући напредак заснован на стабилности и флексибилности хитина треба да обезбеди пољопривреду, биотехнологија, наномедицина и друга поља са моћном компонентом за помоћ човечанству.
