В клетках каких организмов содержится хитин

Уникальное вещество, из которого строится внешний скелет ракообразных и членистоногих, не обладает широкой известностью. Речь идет о хитине (chitin) – прочном соединении, которое поддерживает каркас клеточных стенок. По своей природе хитин – это полисахарид и его роль в природе и жизни человека находится не на последнем месте.

Что такое хитин

По строению chitin является почти точной копией целлюлозы с той оговоркой, что в структуре различаются несколько фрагментов. Этот полимер представляет собой длинные, параллельные цепи, которые собраны в пучки. Приставка «поли» означает, что полисахарид состоит из цепочки последовательных звеньев, которые прочно соединены между собой. Это как одинаковые бусинки на длинных нитях, которые собраны в несколько рядов.

Обща формула хитина — (С₈H₁₃NO₅)n, где n – количество звеньев, из которых построен полимер. Полное название хитина —  поли-N-ацетил-D-глюкозамин. Состав хитина и его структурная формула:

Это только кусочек цепи, которая состоит из огромного количества подобных звеньев.

Поскольку этот полимер природный, то правильнее называть его биополимером. В природе к биополимерам относится белок, нуклеиновые кислоты, полисахариды (сложные углеводы) и биополимеры смешанного типа. К самым распространенным полимерам относится целлюлоза, практически точной копией которого является chitin. Структура хитина похожа, что позволяет проводить такую аналогию.

Из курса биологии известно, что полимер построен из мономеров или многократно повторяющихся звеньев. Мономером хитина является N-ацетил-β-D-глюкозамин. Данное соединение относится к производным глюкозы.

Полимер хитин широко распространен в природе. Он занимает второе место после целлюлозы по своей значимости среди живых организмов. Биосинтез этих двух веществ идет практически в равных объемах.

История открытия

Событие, связанное с открытием хитина, произошло в 1811 году. Французский химик, ботаник и фармацевт Анри Бракконо выделил новое, неизвестное ранее вещество из грибов. Оно было столь прочным, что его не могла разрушить даже серная кислота.

В 1823 году подобное вещество выделили из насекомых: крыльев майских жуков и внешнего скелета тарантула. Отсюда и появилось название: «chitin», что в переводе с греческого означает «одежда или оболочка». Структура хитина была расшифрована швейцарским химиком Альбертом Хофманном. В 1859 году вещество очистили от кальция и протеинов (белков), получив новое соединение – хитозан.

Как выяснилось позднее, именно хитозан оказывает благотворное влияние на человеческий организм. До 1970 годов о новом соединении немного подзабыли. А затем начался его активный синтез из панцирей моллюсков.

Хитин в природе

Если целлюлоза укрепляет клеточные стенки растений, то полимер хитин цементирует наружные клетки и придает опору большей части членистоногих: паукам, ракообразным, насекомых. Он окутывает мягкие ткани, образуя на поверхности экзоскелет (наружный скелет). В тандеме с эластичным белком резилином, он укрепляет ткани животных. В тандеме с карбонатом кальция, он образует раковины ракообразных.
Экзоскелет из chitin имеет ряд особенностей:

1. Обладает низкой эластичностью, поэтому части членистоногих сгибаются лишь в местах сочленения (в суставах). Это ограничивает их подвижность и активность.
2. Полимер хитин придает скелету тяжеловесность. Он подходит для более мелких организмов. Крупные в таком панцире двигаются медленно, им трудно уйти от врага, но и съесть их из-за такой оболочки хищникам не просто.
3. Во время роста животных панцирь становится маловатым, поэтому они сбрасывают старую «одежку», а железы эпидермиса продуцируют выработку нового наружного скелета. В этот период животные обычно прячутся, поскольку становятся чрезвычайно уязвимыми.
4. Наружная оболочка из полимера хитина защищает внутренние ткани не только от повреждений, но от высыхания и обезвоживания.

Защитную и опорную функция хитин выполняет в тканях грибов, дрожжей и бактерий. В грибах он укрепляет клеточные стенки, а также входит в состав мицелия (грибницы). Мясистая структура мицелия гриба связана с наличием этого углевода. У бактерий chitin входит в состав оболочки, которая позволяет микроорганизму длительно существовать в окружающей среде, а также проникать в агрессивные среды. Бактерии живучи благодаря хитину, который защищает их внутреннее содержимое от разрушений.

Полимер хитин как и целлюлоза полезен для организма. Он не всасывается в кишечнике, но улучшает пищеварение и моторику (сокращение) стенок пищеварительного тракта. Этот полимер извлекает залежи вредных веществ и выводит их из организма.

В каких продуктах содержится хитин

Углевод chitin обладает способностью легко менять свою конфигурацию, распадаться на цепочки мономеров, образуя новые вещества или их комбинации. Этот полимер получил название «конструктор» за способность перевоплощения в новые соединения. В виде хитозана он является компонентом питания. Рассмотрим, в каких продуктах содержится хитин и где его больше всего.

Таблица: Продукты, содержащие хитин (г/100 г продукта)

Этот полимер хитозан обладает высокой биодоступностью и хорошо усваивается организмом. Его получают при переработке панцирей ракообразных. Их перемалывают, а на полученный порошок воздействуют температурой и щелочью.

Суточная потребность в хитине

Использование продуктов до 2 г в день принесет пользу организму. 3 г – это та отметка, за которую не стоит переходить. Применение больших порций ведет к сбоям в работе ЖКТ. Оптимальная дозировка – 1,5-2 г в сутки. Хитин не вырабатывается внутри организма, его можно получить только извне.

Чистый полимер хитин содержат внешние скелеты членистоногих. Поедая муравьев, тараканов или колорадских жуков, можно за месяц похудеть на 6 кг. По вкусу они напоминают мясо, брокколи или другие продукты, поэтому экзотическое питание не так уж страшно.

Полезные свойства хитина и его влияние на организм

Полезен ли хитин? Ответ однозначный: полимер полезен и его функции в организме довольно разнообразны:

1. Хитин обладает способностью связывать пищевые липиды (жиры), что снижает возможность их всасывания. По крови перестает циркулировать вредный холестерин, а попавшие внутрь жиры преобразуются в триглицериды, которые расходуются по мере необходимости.
2. Этот полимер улучшает процесс пищеварения: снижает кислотность желудочного сока, помогает росту колоний полезных бифидобактерий. Дает возможность поддерживать микрофлору в стабильном состоянии.
3. В кишечнике усиливаются процессы перистальтики (сокращения), что позволяет выводить излишки залежавшихся каловых масс и ненужных веществ. Итогом служит хорошее самочувствие, похудение и легкость во всем теле.
4. Полимер chitin содержит нерастворимые пищевые волокна, которые разбухают в ЖКТ и дают ощущение сытости. Пропадает желание в дополнительных перекусах.
5. Поскольку в пищеварительном тракте хитин не распадается на глюкозу, то ее уровень в крови держится в норме, а это дает возможность стабильно работать поджелудочной железе.
6. Полисахарид совместим с живой тканью. Полезное свойство используют для заживления ожогов и ран. Кислая смесь хитина ускоряет восстановление эпидермиса.

Этот уникальный полимер задерживает и выводит из ЖКТ  ½ часть поступившего в него жира. При этом организм использует внутренние резервы – жиры, которые уже есть в наличии. Они являются источником энергии и идут на нужды организма, не откладываясь «про запас». Так можно избавиться от лишних килограммов.

Факторы, влияющие на содержание хитина в организме

Потребность в этом полимере у каждого человека индивидуальна. Его применение обосновано и желательно в случае:

• излишнего веса;
• нарушения жирового обмена;
• высокого содержания холестерина в крови;
• наличия большого количества жиров в рационе;
• проблемы с моторикой кишечника и частых запорах;
• сахарного диабета;
• интоксикации организма или развития аллергии.

Хитин не вырабатывается организмом, поэтому его поступление зависит от выбранной «продуктовой корзины» или (если не хочется есть кузнечиков или грибы), используют его модификацию – хитозан.

В век научно-технического прогресса не обязательно грызть насекомых. О потребностях человека позаботилась фармацевтическая промышленность, выпустив следующие препараты: Хитозан Фортекс; Бодимарин; Времена Года Хитозан; Леди-С Формула Хитосан; Хитозан альга плюс; Хитозан-Диет; Хитозан форте; Хитозан Эвалар; Хитозан Экко Плюс, Хитозан Тяньши. Они используются для похудения и очищения организма. Это прекрасные средства детоксикации позволяют худеть без диет. Хитозан и его модификации продаются в таблетках и капсулах.

Не следует заботиться о повышении уровня хитина в организме людям, страдающим избыточным газообразованием, дисбактериозом. Не рекомендуется его активное применение при гастрите, панкреатите и ряде других проблем с ЖКТ.

Признаки избытка хитина в организме

В погоне за похудением и избавлением от лишних жиров, человек может столкнуться с проблемой избытка этого полимера в организме. В этом случае наблюдается:

• проблемы с желудком и часто возникающая тошнота;
• вздутие живота и активный метеоризм;
• слабые боли в области поджелудочной железы;
• аллергические проявления на хитин.

Побочных эффектов при злоупотреблении препаратами можно избежать, если вспомнить расхожую фразу: «все хорошо в меру».

Сферы использования хитина

Хитин для человека имеет большое значение, но его источниками являются живые организмы, что создает некоторые проблемы. Для его массового получения необходимо разведение:

• тутового шелкопряда;
• медоносных пчел;
• комнатных мух.

В СССР хитиносодержащее сырье получали из камчатского краба, краба-стригуна, углохвостой креветки. Но этот природный ресурс ограничен, и бесконечный вылов видов приведет к их исчезновению. Наиболее оптимальным способом в биологии считают использование пчелы медоносной. В нашей стране пчеловодство распространено, а подмор пчел позволит решить вопрос с хитиновым сырьем.

Что такое хитин и как он используется в нашей жизни:

• В медицине для получения хирургических нитей и тампонов, бинтов и перевязочных материалов.
• В бытовой химии для изготовления губок, так как обладает поглощающими свойствами.
• В пищевой промышленности используется как компонент-загуститель.
• В животноводстве входит в состав животных кормов.
• Полезен как фильтр для очистки воды, извлекая из нее жиры, соли и токсины.
• В текстильной промышленности применяется как один из компонентов тканей для нательного белья.
• Химики готовят из него средство Апизан против клещей, которые вызывают гибель пчел.

Свойства хитина позволяют использовать его в различных областях жизнедеятельности. Он содерждится в составе пищевых пленок и пищевых добавок, сохраняя качество продуктов. Биологически разлагаемый и противогрибковый материал хитин получил распространение в биотехнологических, экологических, сельскохозяйственных разработках. Экологичный, прочный полимер востребован и популярен. Изучением его свойств и внедрением в производство занимается 15 стран мира.

Хитин в косметологии

Косметологи взяли полимер хитин «на вооружение» и теперь этим компонентом насыщены гели, кремы, шампуни, бальзамы и даже зубные пасты.
Хитин полезен для волос, он помогает:

• легче расчесывать пряди, работая как кондиционер;
• приобрести эластичность и блеск;
• снять наэлектризованность;
•  сохранить объем прически.

Полимер хитин как природный ингредиент не забивает поры головы и не закрывает доступ воздуха к волосу и волосяным луковицам.

В антивозрастной косметике полимер используется в качестве водорастворимого хитозана. За счет усиления кровообращения придает коже здоровый цвет и эластичность, корректируя овал и разглаживая мелкие морщинки. Хитозан расширяет капилляры, увеличивая приток крови к каждой клеточке.

Из этого полимера готовят БАДы для похудения. Его способность связывать жир, выводить токсины и излишнюю жидкость помогают диетологам создавать стройные женские фигуры. Адсорбция загрязняющих веществ и их эвакуация позволяет чувствовать себя легко и свободно.

Побочные эффекты и противопоказания хитина

Польза и вред: что преобладает? При избытке полимера хитозана в организме наступает дефицит жирорастворимых витаминов: А, Д, Е, К. Они хранятся в печени и свободно связываются с этим углеводом, становясь недоступными и «выпадая» из процесса метаболизма.

Полисахарид не рекомендуется людям, у которых наблюдается аллергия или индивидуальная непереносимость на моллюсков и ракообразных. Хитозан запрещен беременным и кормящим грудью женщинам. Также его прием нельзя сочетать с приемом водоросли спирулины.

Когда были созданы искусственные полимеры, человечество ликовало. Они облегчили жизнь миллиардам людей как в быту, так и на производстве. И только позже всерьез заговорили об их опасности для здоровья и низкой экологичности этих веществ. Сегодня им на смену приходят природные полимеры, которые легко разлагаются в окружающей среде и положительно влияют на организм человека. И среди них хитин – природный полимер нового поколения.