คาร์โบไฮเดรตอะไรประกอบเป็นโครงกระดูกภายนอกของแมลง?

สัตว์ขาปล้อง (แมลงและสัตว์จำพวกครัสเตเชีย) เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่ามีเปลือกแข็งด้านนอกหรือ โครงกระดูกภายนอก. โครงกระดูกภายนอกช่วยให้ข้อต่อเคลื่อนไหวได้ในขณะที่หุ้มเนื้อเยื่ออ่อนภายในร่างกายของสัตว์ขาปล้อง

วัสดุโครงสร้างหลักในโครงกระดูกภายนอกบางส่วนมีความซับซ้อน คาร์โบไฮเดรต เรียกว่า ไคติน.

Chitin เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ Henri Braconnot นักเคมีค้นพบในปี 1811 ได้ชื่อมาจากคำภาษากรีก chitonซึ่งเป็นคำว่า "เมล" (เหมือนใน "ชุดเกราะ") มีอยู่ในสัตว์ exoskeleton เช่นแมลงและสัตว์จำพวกครัสเตเชีย แต่ยังอยู่ในเชื้อรา ผนังเซลล์. ไคตินเป็นโครงสร้างสำหรับสัตว์เหล่านี้เพื่อปกป้องอวัยวะภายในและกล้ามเนื้อของพวกมัน

ไคตินเป็นคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่แพร่หลายที่สุด most อะมิโนโพลีแซ็กคาไรด์พอลิเมอร์ ในธรรมชาติ. เป็นอันดับสองรองจากเซลลูโลสเป็น พอลิแซ็กคาไรด์ที่มีมากที่สุดในโลก. โครงสร้างค่อนข้างคล้ายกับเซลลูโลส แต่มีหน่วยกลูโคสโมโนเมอร์ต่างกัน

ชื่อทางเคมีของไคตินคือโพลี (β-(1-4)-N-acetyl-D-glucosamine ไคตินสามารถแปลงเป็นอนุพันธ์ที่เรียกว่า ไคโตซาน โดยใช้เอนไซม์หรือ deacetylation ไคโตซานละลายน้ำได้ดีกว่าไคติน และมักใช้ในผ้าพันแผล เคลือบเมล็ดพืช และในการผลิตไวน์

ไคตินเป็นวัสดุโปร่งใสและยืดหยุ่นได้ และในสิ่งมีชีวิตบางชนิด เช่น ครัสเตเชีย ไคตินสามารถใช้ร่วมกับแคลเซียมคาร์บอเนตเพื่อให้มีความแข็งแรงยิ่งขึ้น ไคตินสามารถย่อยสลายได้ในธรรมชาติโดย แบคทีเรีย.

ไคตินช่วยให้ วัสดุโครงสร้างหลักในโครงกระดูกภายนอกบางส่วน. กรอบนี้มีความแข็งและครอบคลุมเนื้อเยื่ออ่อนที่อยู่ด้านล่าง นอกจากนี้ยังให้กล้ามเนื้อด้วยวัสดุที่จะดึง

เกราะป้องกันของไคตินทำให้สัตว์ที่มีโครงกระดูกภายนอกได้เปรียบเพราะมันทำงานเป็นเกราะป้องกัน โครงกระดูกภายนอกทำมาจากข้อต่อที่ช่วยให้สัตว์ขยับแขนขาได้ดีขึ้น

การใช้ประโยชน์ที่ดีขึ้นนี้ทำให้สัตว์แข็งแรงขึ้นเมื่อเทียบกับขนาดของมันมากกว่าสัตว์ที่ไม่มีโครงสร้างโครงสร้างภายนอกของไคติน ไคตินยังสามารถพบได้ในขากรรไกรล่างของสิ่งมีชีวิตบางชนิด เช่น หอยทาก

ด้วยขนาดที่ใหญ่ขึ้น ไคติน exoskeleton จะใช้งานไม่ได้สำหรับสัตว์ ทำให้หนักเกินกว่าจะเคลื่อนที่ไปมาได้ นี่คือเหตุผลที่สัตว์ขาปล้องมักจะมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับสัตว์มีกระดูกสันหลังขนาดใหญ่

ข้อเสียที่ชัดเจนอีกประการหนึ่งเกิดขึ้นเมื่อสัตว์โครงกระดูกภายนอกหลั่งหรือลอกคราบเปลือกไคตินของพวกมันเมื่อพวกมันเติบโต สามารถมีลอกคราบได้มากถึงหกตัวระหว่างการฟักไข่ของ แมลง และเมื่อโตเป็นผู้ใหญ่

เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น การหายใจจะถูกขัดขวางเนื่องจากเยื่อบุหลอดลมของสัตว์นั้นออกมาพร้อมกับโครงกระดูกภายนอก สิ่งนี้ทำให้แมลงตกอยู่ในความเสี่ยง และสถานการณ์จะเลวร้ายลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น

นอกจากจะเป็นวัสดุโครงสร้างหลักในโครงกระดูกภายนอกแล้ว ไคตินยังได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์ในวัสดุที่มนุษย์สร้างขึ้นจำนวนมาก นาโนเทคโนโลยีได้นำไคตินและไคโตซานมาทำเป็น นั่งร้านโพลีเมอร์.

นอกจากนี้ยังใช้สารประกอบไคตินและไคตินเป็นพื้นฐานสำหรับ การประยุกต์ใช้ทางชีวการแพทย์. โครงสร้างเฟรมที่ไคตินและไคโตซานจัดเตรียมไว้ทำให้มีค่ามากสำหรับการสร้างโครงนั่งร้านสำหรับการรักษาบาดแผลและการแข็งตัวของเลือด ทั้งนี้เป็นเพราะ ไมโครไฟเบอร์ผลึก ภายในไคตินที่ทำให้มีความเสถียรต่อโครงกระดูกภายนอกและผนังเซลล์ของเชื้อรา

สารประกอบที่มีไคตินเป็นพื้นฐานยังใช้สำหรับการนำส่งยา ลิแกนด์การรู้จำทางชีวภาพสำหรับการวินิจฉัยโรคมะเร็ง จักษุวิทยา สารเสริมวัคซีน และการต่อสู้กับเนื้องอก

ไคตินและไคโตซานไม่เป็นพิษ เข้ากันได้ทางชีวภาพ จุลินทรีย์และย่อยสลายได้ทางชีวภาพ มีความสมบูรณ์ของโครงสร้างที่ดี มีรูพรุนสูง และสามารถย่อยสลายได้ในอัตราที่คาดการณ์ได้ ตัวทำละลายสามารถสกัดไคตินจาก กุ้ง เปลือกสำหรับใช้ในวัสดุอื่นๆ

คาร์โบไฮเดรตที่มีมากเป็นอันดับสองของโลกให้โครงสร้างและหน้าที่ของสิ่งมีชีวิตในโลกธรรมชาติตลอดจนเทคโนโลยีสมัยใหม่

ความก้าวหน้าในอนาคตขึ้นอยู่กับความเสถียรและความยืดหยุ่นของไคตินควรให้การเกษตร เทคโนโลยีชีวภาพนาโนเมดิซีน และสาขาอื่นๆ ที่มีองค์ประกอบอันทรงพลังในการช่วยมนุษยชาติ