Хитиновый покров членистоногих и выполняемая им функция

Хитиновый покров у членистоногих — это экзоскелет, который выполняет опорную и защитную функции. Скелет, только наоборот. Наружный скелет, похожий на скафандр или панцирь. По прочности он превосходит человеческие кости. Изнутри к нему прикрепляются мышцы. Такая твердая и нерастяжимая оболочка мешает некоторым членистоногим увеличиваться в размере, поэтому им приходится время от времени ее сбрасывать.

Состав хитинового покрова

Главная составляющая хитинового покрова — хитин (от греческого «хитон» — одежда) — полисахарид, который является основной составляющей экзоскелета членистоногих, некоторых беспозвоночных, а также может входить в состав клеточных стенок бактерий и грибов.

По своему составу он схож с целлюлозой, и еще в недавнем времени был обсуждаем только в биологии. Выделен хитин был впервые из покрова тарантулов ученым А. Одье.

Для разных видов хитиновый покров может быть пропитан либо солями кальция (характерно для ракообразных), либо белком — это свойственно насекомым.

Поэтому у раков панцирь очень твердый, а в классе паукообразных — мягкий. А клещи, например, обладая мягким покровом, могут увеличиваться в размере в сотню раз. А еще у некоторых наземных членистоногих панцирь может быть пропитан воскоподобным составом, чтобы предотвратить чрезмерную потерю воды.

Что есть хитин

Хитин в чистом виде — бесцветное вещество. Он аморфен, нерастворим практически в любых жидкостях. Растворяется в некоторых видах солей. В минеральных концентрированных кислотах он как бы растворяется, но при этом еще происходит и его разложение.

Помимо собственно хитина, в экзоскелет входят и другие полисахариды и белковые соединения.

Хитин получают из хитинсодержащего сырья, а именно из панцирей камчатского краба (считается лучшим сырьем), а также из пчелиного подмора, кутикул тараканов, панцирей речного рака и т. д.

Структура экзоскелета

Хитиновый слой, который еще называют кутикулой, сложен по структуре. Есть три типа кутикул:

• артроподный — полисахаридно-белковые компоненты — у членистоногих (в большей степени) и водных обитателей — книдарий, оболочников, моллюсков.
• аннелидный — в основе коллагеновые волокна — тип, характерный для кольчатых червей.
• нематодный — тип, свойственный нематодам, состоящий в основном из волокон коллагена

Кутикулу, в свою очередь, тоже разделяют на еще три «подслоя»:

• внутренняя мягкая часть, та что ближе к телу называется эндокутикулой (кутикула — кожица, эндо — внутри). В ее составе есть белок резилин, схожий по своим свойствам с резиной. Располагается он в местах сочленения конечностей. Его довольно много, например, в конечностях у блох. Именно благодаря этому они обладают такой прыгучестью.
• экзокутикула (экзо — наружный) расположена над эндокутикулой и уже над ней располагаются мышцы. Она уже менее эластична и содержит красящий пигмент, который определяет окраску хозяина и выросты на его теле. В эту часть хитинового покроя входит склеротонин, который обуславливает жесткость конструкции и препятствует росту насекомого. Поэтому рост происходит только во время линьки.
• третий слой называется эпикутикулой (эпи — внешний). Состоит он из воска и предотвращает обезвоживание и проникновение чуждых микроорганизмов в тело хозяина.

Немного о хитозане

Хитозан — природный полимер, составляющая хитина. Их уникальные свойства все больше обращают на себя внимание. Этим полимерам свойственна биологическая активность, они совместимы с человеческими тканями.

Они, ввиду своего природного происхождения, не загрязняют окружающую среду.

Получают хитозан обработкой хитина 40−50%-ным раствором щелочи при температуре 110−140 оС в течение продолжительного времени. Практическое применение хитозана лежит в широких областях:

• хитозан, обладая низкой токсичностью и прекрасной совместимостью с тканями человека, может, а также способностью к регенерации тканей, очень интересен для медицины. Его возможно применять при лечении ожогов и гнойных ран.
• благодаря химической способности хитозана связываться с металлами, этот компонент успешно может применяться для очистки сточных вод
• велики перспективы использования этого полимера в целлюлозно-бумажной промышленности. При нанесении его на целлюлозное волокно повышается прочность бумажного полотна даже в мокром виде.
• бактерицидные свойства хитозана нашли свое применение и в пищевой промышленности. Пленка из хитозана, нанесенная тонким слоем на овощи и фрукты, а также мороженую рыбу, позволяет увеличивать срок их хранения.
• ввиду того что хитозан относится к волокнам, которые не усваиваются организмом, возможно использование его в качестве энтеросорбента. Рассматривают его применение в качестве противоопухолевого препарата.
• в сельском хозяйстве были проведены эксперименты по добавлению хитозана в загрязненные корма для коров. В результате произошло снижение вредных веществ в молоке. А еще хитозановые препараты могут защитить клубни растений от патогенов (был такой опыт применения в США).
• положительные результаты показали опыты по применению хитозана в качестве сорбента для снижения холестерина, а также улучшения других клинических показателей крови.
• косметологи используют хитозан в виде кремов и мазей, как средство, увеличивающее кровообращения в капиллярах, замедляющему старение. Хитозан способен образовать на коже защитный слой и препятствует обезвоживанию (имеются, однако, и противопоказания).

У нас в стране вопросами по практическому применению хитина и хитозана занимается Российское хитиновое общество, организация, которая объединяет на добровольной основе ученых, изучающих данное направление.

Хитиновый покров у членистоногих — это экзоскелет, который выполняет опорную и защитную функции. Скелет, только наоборот. Наружный скелет, похожий на скафандр или панцирь. По прочности он превосходит человеческие кости. Изнутри к нему прикрепляются мышцы. Такая твердая и нерастяжимая оболочка мешает некоторым членистоногим увеличиваться в размере, поэтому им приходится время от времени ее сбрасывать.

Состав хитинового покрова

Главная составляющая хитинового покрова — хитин (от греческого «хитон» — одежда) — полисахарид, который является основной составляющей экзоскелета членистоногих, некоторых беспозвоночных, а также может входить в состав клеточных стенок бактерий и грибов.

По своему составу он схож с целлюлозой, и еще в недавнем времени был обсуждаем только в биологии. Выделен хитин был впервые из покрова тарантулов ученым А. Одье.

Для разных видов хитиновый покров может быть пропитан либо солями кальция (характерно для ракообразных), либо белком — это свойственно насекомым.

Поэтому у раков панцирь очень твердый, а в классе паукообразных — мягкий. А клещи, например, обладая мягким покровом, могут увеличиваться в размере в сотню раз. А еще у некоторых наземных членистоногих панцирь может быть пропитан воскоподобным составом, чтобы предотвратить чрезмерную потерю воды.

Что есть хитин

Хитин в чистом виде — бесцветное вещество. Он аморфен, нерастворим практически в любых жидкостях. Растворяется в некоторых видах солей. В минеральных концентрированных кислотах он как бы растворяется, но при этом еще происходит и его разложение.

Помимо собственно хитина, в экзоскелет входят и другие полисахариды и белковые соединения.

Хитин получают из хитинсодержащего сырья, а именно из панцирей камчатского краба (считается лучшим сырьем), а также из пчелиного подмора, кутикул тараканов, панцирей речного рака и т. д.

Структура экзоскелета

Хитиновый слой, который еще называют кутикулой, сложен по структуре. Есть три типа кутикул:

• артроподный — полисахаридно-белковые компоненты — у членистоногих (в большей степени) и водных обитателей — книдарий, оболочников, моллюсков.
• аннелидный — в основе коллагеновые волокна — тип, характерный для кольчатых червей.
• нематодный — тип, свойственный нематодам, состоящий в основном из волокон коллагена

Кутикулу, в свою очередь, тоже разделяют на еще три «подслоя»:

• внутренняя мягкая часть, та что ближе к телу называется эндокутикулой (кутикула — кожица, эндо — внутри). В ее составе есть белок резилин, схожий по своим свойствам с резиной. Располагается он в местах сочленения конечностей. Его довольно много, например, в конечностях у блох. Именно благодаря этому они обладают такой прыгучестью.
• экзокутикула (экзо — наружный) расположена над эндокутикулой и уже над ней располагаются мышцы. Она уже менее эластична и содержит красящий пигмент, который определяет окраску хозяина и выросты на его теле. В эту часть хитинового покроя входит склеротонин, который обуславливает жесткость конструкции и препятствует росту насекомого. Поэтому рост происходит только во время линьки.
• третий слой называется эпикутикулой (эпи — внешний). Состоит он из воска и предотвращает обезвоживание и проникновение чуждых микроорганизмов в тело хозяина.

Немного о хитозане

Хитозан — природный полимер, составляющая хитина. Их уникальные свойства все больше обращают на себя внимание. Этим полимерам свойственна биологическая активность, они совместимы с человеческими тканями.

Они, ввиду своего природного происхождения, не загрязняют окружающую среду.

Получают хитозан обработкой хитина 40−50%-ным раствором щелочи при температуре 110−140 оС в течение продолжительного времени. Практическое применение хитозана лежит в широких областях:

• хитозан, обладая низкой токсичностью и прекрасной совместимостью с тканями человека, может, а также способностью к регенерации тканей, очень интересен для медицины. Его возможно применять при лечении ожогов и гнойных ран.
• благодаря химической способности хитозана связываться с металлами, этот компонент успешно может применяться для очистки сточных вод
• велики перспективы использования этого полимера в целлюлозно-бумажной промышленности. При нанесении его на целлюлозное волокно повышается прочность бумажного полотна даже в мокром виде.
• бактерицидные свойства хитозана нашли свое применение и в пищевой промышленности. Пленка из хитозана, нанесенная тонким слоем на овощи и фрукты, а также мороженую рыбу, позволяет увеличивать срок их хранения.
• ввиду того что хитозан относится к волокнам, которые не усваиваются организмом, возможно использование его в качестве энтеросорбента. Рассматривают его применение в качестве противоопухолевого препарата.
• в сельском хозяйстве были проведены эксперименты по добавлению хитозана в загрязненные корма для коров. В результате произошло снижение вредных веществ в молоке. А еще хитозановые препараты могут защитить клубни растений от патогенов (был такой опыт применения в США).
• положительные результаты показали опыты по применению хитозана в качестве сорбента для снижения холестерина, а также улучшения других клинических показателей крови.
• косметологи используют хитозан в виде кремов и мазей, как средство, увеличивающее кровообращения в капиллярах, замедляющему старение. Хитозан способен образовать на коже защитный слой и препятствует обезвоживанию (имеются, однако, и противопоказания).

У нас в стране вопросами по практическому применению хитина и хитозана занимается Российское хитиновое общество, организация, которая объединяет на добровольной основе ученых, изучающих данное направление.