Желудочно-кишечный тракт большинства животных и человека не приспособлен к перевариванию целлюлозы,тогда...

Желудочно-кишечный тракт большинства животных и человека действительно не приспособлен к перевариванию целлюлозы, в отличие от крахмала и гликогена. Хотя все три упомянутые полисахарида состоят из остатков глюкозы, различия в их химической структуре и биохимических свойствах определяют их различную перевариваемость.

Химическое различие

1. Крахмал:

   • Состоит из двух типов молекул: амилозы и амилопектина.
   • Амилоза представляет собой линейную цепь глюкозных остатков, связанных α-1,4-гликозидными связями.
   • Амилопектин имеет разветвленную структуру с α-1,4-гликозидными связями по основным цепям и α-1,6-гликозидными связями в местах ветвления.

2. Гликоген:

   • Похож на амилопектин, но имеет более разветвленную структуру.
   • Основные цепи связаны α-1,4-гликозидными связями, а точки ветвления — α-1,6-гликозидными связями.

3. Целлюлоза:

   • Состоит из длинных линейных цепей глюкозных остатков, связанных β-1,4-гликозидными связями.
   • Эти β-1,4-связи создают жесткую структуру, образующую прочные микрофибриллы.

Биохимические различия

• Энзимы: Животные и человек обладают ферментами (амилазами), которые эффективно расщепляют α-1,4 и α-1,6-гликозидные связи в крахмале и гликогене, превращая их в глюкозу, которая затем поглощается и используется организмом.
• Целлюлоза: Для расщепления β-1,4-гликозидных связей необходимы специализированные ферменты — целлюлазы, которыми большинство животных и человек не обладают.

Переваривание целлюлозы в организме травоядных животных

Травоядные животные, такие как крупный рогатый скот, овцы, козы и многие виды насекомых (например, термиты), развили специализированные механизмы для переваривания целлюлозы благодаря симбиотическим отношениям с микроорганизмами.

1. Жвачные животные:

   • В их желудочно-кишечном тракте, особенно в рубце, обитают многочисленные микроорганизмы (бактерии, археи и простейшие), которые продуцируют целлюлазы.
   • Микроорганизмы разрушают целлюлозу до простых сахаров, которые затем ферментируются до жирных кислот, углекислого газа и метана.
   • Жирные кислоты (например, уксусная, пропионовая и масляная кислоты) всасываются через стенки рубца и служат важным источником энергии для животного.

2. Некоторые насекомые:

   • Например, термиты, содержат в своем кишечнике симбиотические бактерии и простейшие, которые производят целлюлазы и расщепляют целлюлозу.

3. Некоторые непарнокопытные (например, лошади):

   • У них "постжелудочковое" брожение происходит в толстом кишечнике и слепой кишке, где симбиотические микроорганизмы разрушают целлюлозу.

Таким образом, способность переваривать целлюлозу у травоядных животных обусловлена наличием симбиотических микроорганизмов, которые производят необходимые ферменты для расщепления этого полисахарида. В отсутствие таких микроорганизмов переваривание целлюлозы было бы невозможным для большинства животных, включая человека.

Причина того, что желудочно-кишечный тракт большинства животных и человека не приспособлен к перевариванию целлюлозы, заключается в отличии структуры этого полисахарида от крахмала и гликогена, несмотря на то, что все они состоят из остатков глюкозы. Целлюлоза обладает особой структурой, в которой остатки глюкозы соединены β-1,4-гликозидными связями, которые человеческие и животные ферменты не способны расщепить.

У травоядных животных переваривание целлюлозы происходит благодаря специальным ферментам, которые способны расщепить β-1,4-гликозидные связи и обеспечить доступ к глюкозе для организма. Кроме того, у некоторых животных, таких как коровы или олени, в рубце желудка присутствуют специальные микроорганизмы, которые способны разрушать целлюлозу с помощью своих ферментов.

Таким образом, травоядные животные имеют адаптации в своем пищеварительном тракте, позволяющие им эффективно переваривать целлюлозу, в то время как у большинства других животных, включая человека, отсутствуют такие механизмы.