معلومة

لماذا يقوم البشر بتوزيع السكريات الأحادية بدلاً من السكريات الثنائية كما هو الحال في النباتات؟

لماذا يقوم البشر بتوزيع السكريات الأحادية بدلاً من السكريات الثنائية كما هو الحال في النباتات؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تقوم النباتات بنقل الطعام في الغالب على شكل سكريات ثنائية مثل السكروز ولكن البشر ينقلونها في شكل أحادي السكاريد - الجلوكوز.

ما هو السبب وراء ذلك؟


يمكن أن يكون أحد الأسباب -

لدى البشر والعديد من الحيوانات الأخرى أجهزة دوران نشطة ، وهناك حاجة قليلة لاستهداف السكريات لأجزاء معينة من الجسم. سيصل الجسم بأكمله بسرعة إلى التوازن مع مستوى الجلوكوز في مجرى الدم ، وبالتالي من المحتمل ألا تتطور أبدًا الحاجة إلى استهداف أعضاء معينة لتلقي السكريات عبر السكريات الثنائية

المصدر: This

قد يكون السبب الآخر هو أن نقل السكريات الثنائية داخل الخلايا أكثر صعوبة من نقل السكريات الأحادية.


لماذا يكون أثناء نقل الكربوهيدرات في النباتات على شكل سكروز ولكن في الحيوانات يكون على شكل جلوكوز؟

يعتبر نقل السكروز أكثر كفاءة للنباتات. علاوة على ذلك ، تمتلك النباتات والحيوانات إنزيمات وناقلات مختلفة.

تفسير:

# color (blue) "الفرق بين الجلوكوز والسكروز" #

  • الجلوكوز = أحادي السكاريد ، وهو لبنة بناء واحدة من السكريات
  • السكروز = ثنائي السكاريد ، يُبنى من السكريات الأحادية الجلوكوز والفركتوز.

# color (blue) "لماذا تستخدم النباتات السكروز بدلاً من الجلوكوز" #
يتشكل السكروز في العصارة الخلوية لخلايا التمثيل الضوئي من الفركتوز والجلوكوز ثم يتم نقله إلى أجزاء أخرى من النبات. هذه العملية مواتية لسببين:

يحتوي السكروز على طاقة أكثر من أحادي السكاريد ، لذلك فهو كذلك أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، سواء في النقل أو في التخزين.

ثانياً ، السكروز هو ما يسمى بالسكر غير المختزل. وهذا يعني أنه لا يتأكسد أي. لا ردود فعل وسيطة مع جزيئات أخرى. هذا على عكس الجلوكوز التفاعلي ويمكن أن يشكل منتجات أخرى أثناء النقل.

# color (blue) "لماذا تستخدم الحيوانات الجلوكوز بدلاً من السكروز" #
يطرح السؤال لماذا لا تستخدم الحيوانات السكروز بدلاً من الطاقة مع الأخذ في الاعتبار المزايا المذكورة أعلاه.

هذا له علاقة بحقيقة أن الخلايا الحيوانية ليس لديها نفس آليات النقل وتوزيع الإنزيمات مثل النباتات:

يتم تحويل السكروز في النباتات مرة أخرى إلى الجلوكوز والفركتوز بواسطة إنزيم يسمى السوكريز. تنتج الحيوانات أقل سوكراز، فإن وجود هذه الإنزيمات يقتصر على أنسجة معينة.

الحيوانات لديها آليات محددة لنقل الجلوكوز إلى الأنسجة المستهدفة. ومع ذلك ، لديهم لا ناقلات سوكراز

تقوم بعض الخلايا بتحويل السكروز إلى جلوكوز وفركتوز. يمكن أن يدخل الجلوكوز في تحلل الجلوكوز في جميع الأنسجة تقريبًا. تحلل الثمار يقتصر على الكبد ، لذلك لا تحتوي معظم المواد الهلامية على الإنزيمات للتعامل مع الفركتوز.


ملاحظات مفيدة على السكريات (مع رسم بياني)

تتكون السكاريد من نوعين من السكريات الأحادية الحلقية.

الروابط التي توحد السكريات الأحادية المجاورة تسمى روابط جليكوسيدية وتتكون عن طريق تكثيف مجموعة هيدروكسيل من ذرة الكربون رقم 1 من أحادي السكاريد مع مجموعة الهيدروكسيل إما من رقم 2 أو 4 أو 6 ذرة كربون أخرى.

يظهر تكوين المالتوز ثنائي السكاريد الشائع من جزيئين من الجلوكوز في الشكل 5-9.

في المالتوز ، يتشكل جسر الأكسجين بين ذرة كربون رقم 1 لوحدة جلوكوز a-d و ذرة كربون رقم 4 للوحدة الأخرى. يشار إلى الرابطة المتكونة باسم رابطة α1 → 4 glycosidic.

السكاريد المهم الآخر هو السكروز (أي السكر العادي & # 8220table & # 8221 السكر) ، والذي يتكون من تكثيف a-d-glucose و 0-d-fructose (الشكل 5-10). يحتوي الحليب على اللاكتوز ثنائي السكاريد ، والذي يتكون من سداسي ألفا-د-جالاكتوز وبيتا- د-جلوكوز (الشكل 5-11). في اللاكتوز ، تكون رابطة الجليكوسيد من النوع بيتا ، أي β1 → 4 (قارن مع المالتوز).


لماذا يقوم البشر بتوزيع السكريات الأحادية بدلاً من السكريات الثنائية كما هو الحال في النباتات؟ - مادة الاحياء

الكربوهيدرات

المصطلح الكربوهيدرات كانت تستخدم في الأصل لوصف المركبات التي كانت حرفياً & quothydrates من الكربون & quot لأن لها الصيغة التجريبية CH2O. في السنوات الأخيرة ، تم تصنيف الكربوهيدرات على أساس تركيبتها ، وليس على أساس صيغها. يتم تعريفهم الآن على أنهم الألدهيدات المتعددة الهيدروكسي والكيتونات. ومن المركبات التي تنتمي إلى هذه العائلة السليلوز والنشا والجليكوجين ومعظم السكريات.

هناك ثلاث فئات من الكربوهيدرات: السكريات الأحادية ، والسكريات الثنائية ، والسكريات المتعددة. ال السكريات الأحادية هي مواد صلبة بلورية بيضاء تحتوي على مجموعة وظيفية واحدة من الألدهيد أو الكيتون. وهي مقسمة إلى فئتين ألدوز و الكيتوز على أساس ما إذا كانت الألدهيدات أو الكيتونات. يتم تصنيفها أيضًا على أنها ثلاثية أو رباعي أو بنتوز أو هيكسيوز أو هيبتوز على أساس ما إذا كانت تحتوي على ثلاث أو أربع أو خمس أو ست أو سبع ذرات كربون.

باستثناء واحد فقط ، فإن السكريات الأحادية هي مركبات نشطة بصريًا. على الرغم من أن كلا من أيزومرين D و L ممكنان ، إلا أن معظم السكريات الأحادية الموجودة في الطبيعة موجودة في التكوين D. يتم عرض الهياكل الخاصة بأيزومر D و L لأبسط ألدوز ، glyceraldehyde ، أدناه.

تم تحديد هياكل العديد من السكريات الأحادية لأول مرة بواسطة إميل فيشر في ثمانينيات وتسعينيات القرن التاسع عشر وما زالت مكتوبة وفقًا لاتفاقية طورها. يمثل إسقاط فيشر الشكل الذي سيبدو عليه الجزيء إذا تم إسقاط هيكله ثلاثي الأبعاد على قطعة من الورق. وفقًا للاتفاقية ، تتم كتابة إسقاطات Fischer عموديًا ، مع وجود الألدهيد أو الكيتون في الأعلى. تتم كتابة مجموعة -OH على ذرة كربون من الثانية إلى الأخيرة على الجانب الأيمن من الهيكل الهيكلي لأيزومر D وعلى الجانب الأيسر من أجل أيزومر L. فيما يلي عرض لإسقاطات فيشر لاثنين من أيزومرات جلايسيرالدهيد.

يمكن الحصول على إسقاطات Fischer هذه من الهياكل الهيكلية الموضحة أعلاه من خلال تصوير ما يمكن أن يحدث إذا وضعت نموذجًا لكل أيزومر على جهاز عرض علوي بحيث يمكن لـ CHO و CH2استقرت مجموعات OH على الزجاج ثم نظرت إلى صور هذه النماذج التي سيتم عرضها على الشاشة.

ترد توقعات فيشر لبعض السكريات الأحادية الأكثر شيوعًا في الشكل أدناه.

الجلوكوز والفركتوز لهما نفس الصيغة: C6ح12ا6. الجلوكوز هو السكر الذي يحتوي على أعلى تركيز في مجرى الدم يوجد الفركتوز في الفاكهة والعسل. استخدم إسقاطات فيشر في شكل السكريات الأحادية الشائعة لشرح الفرق بين هياكل هذه المركبات. توقع ما يجب أن يفعله الإنزيم لتحويل الجلوكوز إلى سكر الفواكه ، أو العكس.

إذا كانت سلسلة الكربون طويلة بما يكفي ، يمكن للكحول الموجود في أحد طرفي السكاريد الأحادي مهاجمة مجموعة الكربونيل في الطرف الآخر لتشكيل مركب دوري. عندما يتم تشكيل حلقة من ستة أعضاء ، يسمى ناتج هذا التفاعل أ بيرانوز هو مبين في الشكل أدناه.

عندما يتم تشكيل حلقة من خمسة أعضاء ، فإنها تسمى a فورانوز، كما هو موضح في الشكل أدناه.

هناك نوعان من الهياكل المحتملة لأشكال البيرانوز والفورانوز من السكاريد الأحادي ، والتي تسمى a - و b -anomers.

ردود الفعل التي تؤدي إلى تكوين بيرانوز أو فيورانوز يمكن عكسها. وبالتالي ، لا يهم ما إذا كنا نبدأ بعينة نقية من a -D-glucopyranose أو b-glucopyranose. في غضون دقائق ، يتم تحويل هذه الأنومرات لإعطاء خليط توازن يمثل 63.6٪ من المتجانسة b و 36.4٪ من الشانومر a. يمكن فهم التفضيل 2: 1 لـ b -anomer من خلال مقارنة هياكل هذه الجزيئات الموضحة سابقًا. في b -anomer ، كل من الضخم -OH أو -CH2بدائل OH تقع بشكل أو بآخر داخل مستوى الحلقة المكونة من ستة أعضاء. في a -anomer ، تكون إحدى مجموعات -OH متعامدة على مستوى الحلقة المكونة من ستة أعضاء ، في منطقة تشعر فيها بقوى تنافر قوية من ذرات الهيدروجين التي تقع في مواضع مماثلة حول الحلقة. نتيجة لذلك ، يكون b -anomer أكثر استقرارًا قليلاً من a -anomer.

السكريات تتشكل عن طريق تكثيف زوج من السكريات الأحادية. تراكيب السكاريد الثلاثة المهمة بالصيغة C12ح22ا11 موضحة في الشكل أدناه.

مالتوز، أو سكر الشعير ، الذي يتشكل عندما يتحلل النشا ، هو عنصر مهم في شعير الشعير المستخدم في تخمير البيرة. اللاكتوز، أو سكر الحليب ، هو ثنائي السكاريد الموجود في الحليب. الأطفال الصغار جدًا لديهم إنزيم خاص يعرف باسم اللاكتاز يساعد على هضم اللاكتوز. مع تقدمهم في السن ، يفقد الكثير من الناس القدرة على هضم اللاكتوز ولا يمكنهم تحمل الحليب أو منتجات الألبان. نظرًا لأن حليب الأم يحتوي على ضعف كمية اللاكتوز الموجودة في حليب الأبقار ، فإن الأطفال الصغار الذين يصابون بعدم تحمل اللاكتوز أثناء الرضاعة الطبيعية يتحولون إلى حليب الأبقار أو تركيبة اصطناعية تعتمد على السكروز.

المادة التي يشير إليها معظم الناس باسم & quotsugar & quot هي مادة السكاريد السكروزوالتي تستخرج إما من قصب السكر أو البنجر. السكروز هو أحلى أنواع السكاريد. إنه ما يقرب من ثلاثة أضعاف حلاوة المالتوز وستة أضعاف حلاوة اللاكتوز. في السنوات الأخيرة ، تم استبدال السكروز في العديد من المنتجات التجارية بشراب الذرة ، والذي يتم الحصول عليه عند تكسير السكريات في نشا الذرة. يتكون شراب الذرة بشكل أساسي من الجلوكوز ، والذي يحتوي على حوالي 70٪ فقط من السكر مثل السكروز. ومع ذلك ، فإن الفركتوز أكثر حلاوة بمرتين ونصف من الجلوكوز. لذلك تم تطوير عملية تجارية تستخدم إنزيم الأيزوميراز لتحويل حوالي نصف الجلوكوز في شراب الذرة إلى سكر الفواكه (انظر المشكلة العملية 4). يعتبر مُحلي الذرة عالي الفركتوز حلوًا تمامًا مثل السكروز وقد وجد استخدامًا واسعًا في المشروبات الغازية.

تمثل السكريات الأحادية والسكريات الأحادية جزءًا صغيرًا فقط من إجمالي كمية الكربوهيدرات في العالم الطبيعي. يوجد الجزء الأكبر من الكربوهيدرات في الطبيعة على شكل السكريات، والتي لها أوزان جزيئية كبيرة نسبيًا. تخدم السكريات وظيفتين رئيسيتين. يتم استخدامها من قبل كل من النباتات والحيوانات لتخزين الجلوكوز كمصدر للطاقة الغذائية في المستقبل وتوفر بعضًا من التركيب الميكانيكي للخلايا.

القليل جدًا من أشكال الحياة تتلقى إمدادًا ثابتًا بالطاقة من بيئتها. من أجل البقاء على قيد الحياة ، كان على الخلايا النباتية والحيوانية تطوير طريقة لتخزين الطاقة في أوقات الوفرة من أجل البقاء على قيد الحياة في أوقات النقص التالية. تخزن النباتات الطاقة الغذائية في صورة عديد السكاريد المعروف باسم نشاء. هناك نوعان أساسيان من النشا: أميلوز وأميلوبكتين. أميلوز تم العثور عليها في الطحالب وغيرها من الأشكال السفلية من النباتات. وهو عبارة عن بوليمر خطي يتكون من حوالي 600 من بقايا الجلوكوز التي يمكن التنبؤ ببنيتها عن طريق إضافة حلقات a -D-glucopyranose إلى بنية المالتوز. أميلوبكتين هو الشكل السائد للنشا في النباتات العليا. إنه بوليمر متفرع من حوالي 6000 بقايا جلوكوز مع فروع في 1 من كل 24 حلقة جلوكوز. يظهر جزء صغير من بنية الأميلوبكتين في الشكل أدناه.

يُعرف عديد السكاريد الذي تستخدمه الحيوانات للتخزين قصير المدى للطاقة الغذائية الجليكوجين. يحتوي الجليكوجين تقريبًا على نفس بنية الأميلوبكتين ، مع اختلافين طفيفين. يبلغ حجم جزيء الجليكوجين ضعف حجم الأميلوبكتين تقريبًا ، وله تقريبًا ضعف عدد الفروع.

هناك ميزة للسكريات المتفرعة مثل الأميلوبكتين والجليكوجين. خلال أوقات النقص ، تهاجم الإنزيمات أحد طرفي سلسلة البوليمر وتقطع جزيئات الجلوكوز ، واحدة تلو الأخرى. كلما زاد عدد الفروع ، زادت النقاط التي يهاجم فيها الإنزيم عديد السكاريد. وبالتالي ، فإن عديد السكاريد شديد التشعب هو الأنسب للإفراز السريع للجلوكوز من البوليمر الخطي.

كما تستخدم السكريات لتشكيل جدران الخلايا النباتية والبكتيرية. غالبًا ما تنفتح الخلايا التي لا تحتوي على جدار خلوي في المحاليل التي تكون تركيزات الملح فيها إما منخفضة جدًا (منخفضة التوتر) أو عالية جدًا (مفرطة التوتر). إذا كانت القوة الأيونية للمحلول أصغر بكثير من الخلية ، فإن الضغط الاسموزي يدفع الماء إلى الخلية لتحقيق التوازن في النظام ، مما يؤدي إلى انفجار الخلية. إذا كانت القوة الأيونية للمحلول عالية جدًا ، فإن الضغط الاسموزي يجبر الماء على الخروج من الخلية ، وتنفتح الخلية مع تقلصها. يوفر جدار الخلية القوة الميكانيكية التي تساعد على حماية الخلايا النباتية التي تعيش في أحواض المياه العذبة (القليل جدًا من الملح) أو مياه البحر (الكثير من الملح) من الصدمة التناضحية. يوفر جدار الخلية أيضًا القوة الميكانيكية التي تسمح للخلايا النباتية بدعم وزن الخلايا الأخرى.

أكثر السكريات الهيكلية وفرة هو السليلوز. يوجد الكثير من السليلوز في جدران الخلايا للنباتات وهو الأكثر وفرة من بين جميع الجزيئات البيولوجية. السليلوز عبارة عن بوليمر خطي من مخلفات الجلوكوز ، له هيكل يشبه الأميلوز إلى حد كبير أكثر من الأميلوبكتين ، كما هو موضح في الشكل أدناه. يمكن رؤية الفرق بين السليلوز والأميلوز من خلال مقارنة أرقام الأميلوز والسليلوز. يتكون السليلوز عن طريق ربط حلقات ب-جلوكوبيرانوز ، بدلاً من حلقات الجلوكوبيرانوز في النشا والجليكوجين.

البديل -OH الذي يعمل كحلقة وصل أساسية بين حلقات -جلوكوبيرانوز في النشا والجليكوجين متعامد على مستوى الحلقة المكونة من ستة أعضاء. نتيجة لذلك ، تشكل حلقات الجلوكوبيرانوز في هذه الكربوهيدرات هيكلًا يشبه درج الدرج. يكمن البديل -OH الذي يربط حلقات b-glucopyranose في السليلوز في مستوى الحلقة المكونة من ستة أعضاء. لذلك يتمدد هذا الجزيء بطريقة خطية. هذا يجعل من السهل على الروابط الهيدروجينية القوية أن تتشكل بين مجموعات -OH من الجزيئات المجاورة. وهذا بدوره يعطي السليلوز الصلابة المطلوبة ليكون بمثابة مصدر للهيكل الميكانيكي للخلايا النباتية.

يوفر السليلوز والنشا مثالاً ممتازًا على الارتباط بين بنية ووظيفة الجزيئات الحيوية. في مطلع القرن ، اقترح إميل فيشر أن بنية الإنزيم تتوافق مع المادة التي يعمل عليها ، بنفس الطريقة التي يتم بها مطابقة القفل والمفتاح. وبالتالي ، فإن إنزيمات الأميليز الموجودة في اللعاب والتي تفكك الروابط بين جزيئات الجلوكوز في النشا لا يمكن أن تعمل على الروابط ب في السليلوز.

لا تستطيع معظم الحيوانات هضم السليلوز لأنها لا تمتلك إنزيمًا يمكنه شق الروابط ب بين جزيئات الجلوكوز. لذلك فإن السليلوز في نظامهم الغذائي يخدم فقط كألياف أو نخالة. تحتوي المسالك الهضمية لبعض الحيوانات ، مثل الأبقار والخيول والأغنام والماعز ، على بكتيريا تحتوي على إنزيمات تشق هذه الروابط ، حتى تتمكن هذه الحيوانات من هضم السليلوز.

يقدم النمل الأبيض مثالاً على العلاقة التكافلية بين البكتيريا والكائنات الحية الأعلى. لا يستطيع النمل الأبيض هضم السليلوز الموجود في الخشب الذي يأكله ، لكن أجهزته الهضمية مليئة بالبكتيريا القادرة على ذلك. اقتراح طريقة بسيطة لتخليص المنزل من النمل الأبيض ، دون قتل الحشرات الأخرى التي قد تكون مفيدة.

لسنوات عديدة ، اعتبر علماء الكيمياء الحيوية أن الكربوهيدرات مركبات خاملة مملة تملأ الفراغ بين الجزيئات المثيرة في الخلية والبروتينات. الكربوهيدرات هي شوائب يجب إزالتها عند & اقتباس البروتين. يدرك علماء الكيمياء الحيوية الآن أن معظم البروتينات موجودة بالفعل البروتينات السكرية، حيث ترتبط الكربوهيدرات تساهميًا بسلسلة البروتين. تلعب البروتينات السكرية دورًا مهمًا بشكل خاص في تكوين جدران الخلايا الصلبة التي تحيط بالخلايا البكتيرية.


الكربوهيدرات المعقدة

تتكون بعض الكربوهيدرات من المئات - أو حتى الآلاف! - من السكريات الأحادية المرتبطة ببعضها البعض في سلاسل طويلة. تسمى هذه الكربوهيدرات السكريات (& # 8220 العديد من السكريات & # 8221). يشار إلى السكريات أيضًا باسم الكربوهيدرات المعقدة . تشمل الكربوهيدرات المعقدة الموجودة في الكائنات الحية النشا والجليكوجين والسليلوز والكيتين. لكل نوع من الكربوهيدرات المعقدة وظائف مختلفة في الكائنات الحية ، لكنها عمومًا إما تخزن الطاقة أو تشكل هياكل معينة في الكائنات الحية.


لماذا يقوم البشر بتوزيع السكريات الأحادية بدلاً من السكريات الثنائية كما هو الحال في النباتات؟ - مادة الاحياء

ما هي الكربوهيدرات؟

عندما يشير معظم الناس إلى الكربوهيدرات ، فإنهم يتحدثون عن الأطعمة النشوية (مثل الخبز والمعكرونة والأرز) أو الأطعمة السكرية (مثل الحلوى والبسكويت والكعك). في العلم ، عندما نتحدث عن الكربوهيدرات فإننا نتحدث عن أنواع معينة من الجزيئات.

الكربوهيدرات هي واحدة من أربع مجموعات رئيسية من الجزيئات العضوية الثلاثة الأخرى هي البروتينات والأحماض النووية (DNA) والدهون (الدهون). تتكون الكربوهيدرات من ثلاثة عناصر: الكربون والهيدروجين والأكسجين.

الكربوهيدرات مهمة للحياة اليومية للكائنات الحية. تخزن الطاقة (النشويات) وتوفر الطاقة للخلايا (الجلوكوز) وتوفر بنية للنباتات وبعض الحيوانات.

أنواع الكربوهيدرات

  • السكريات الأحادية - السكريات الأحادية هي أبسط أشكال الكربوهيدرات. تشمل السكريات مثل الجلوكوز والفركتوز. غالبًا ما تتذوق السكريات الأحادية المذاق الحلو وتذوب في الماء. الجلوكوز هو كربوهيدرات شائع موجود في النباتات وهو المنتج الرئيسي لعملية التمثيل الضوئي.
  • السكريات الثنائية - تتكون السكاريد من نوعين من السكريات الأحادية. تُعرف أيضًا باسم السكريات مثل السكروز واللاكتوز. اللاكتوز هو الكربوهيدرات الموجودة في الحليب.
  • أوليغوساكاريدس - تتكون السكريات القليلة من عدد صغير (عادة من ثلاثة إلى ستة) من السكريات الأحادية.
  • السكريات - السكريات عبارة عن جزيئات كربوهيدرات طويلة. غالبًا ما يطلق عليهم الكربوهيدرات المعقدة.

المزيد عن الكربوهيدرات المعقدة (السكريات)

  • النشويات - النشويات هي طريقة تخزن بها العديد من النباتات الطاقة. يمكننا بعد ذلك أن نأكل النشويات وسوف تستخدم أجسامنا الطاقة.
  • الجليكوجين - تستخدم الحيوانات الجليكوجين لتخزين الطاقة. يتم تخزينه في الكبد والعضلات لاستخدامه عند الحاجة.
  • السليلوز - يستخدم السليلوز في النباتات كجزيء هيكلي. لا يمكن للحيوانات هضمها.
  • الكيتين - يستخدم الكيتين كجزيء هيكلي في الفطريات والمفصليات.

عندما تأكل الكربوهيدرات ، يستخدمها جسمك للحصول على الطاقة. ومع ذلك ، إذا كنت تأكل أكثر مما يحتاجه جسمك ، فسوف يحولها إلى دهون. الدهون هي الطريقة التي يخزن بها الجسم الطاقة لاستخدامها لاحقًا. يحاول الجسم توفير الطاقة لوقت لاحق عندما لا يكون لديك أي كربوهيدرات تأكلها.


أمثلة على السكاريد

السكروز

السكروز ، المعروف باسم سكر المائدة في شكله المكرر ، هو ثنائي السكاريد الموجود في العديد من النباتات. وهو يتألف من السكريات الأحادية الجلوكوز والفركتوز.

في شكل سكر ، يعتبر السكروز مكونًا مهمًا جدًا في النظام الغذائي للإنسان كمُحلي. تم استخراج السكر وتنقيته لأول مرة من قصب السكر في الهند في القرن الثامن قبل الميلاد.

في الواقع ، تأخذ كلمة حلوى اسمها جزئيًا من كلمة "خاندة" ، والتي كانت اسمًا لبلورات السكر في اللغة السنسكريتية.

H O وفي اليوم ، يتم إنتاج حوالي 175 طنًا متريًا من السكر كل عام. الأشخاص الذين يعانون من نقص السكروز-إيزومالتاز الخلقي لا يتحملون السكروز ولا يمكنهم هضمه جيدًا لأنهم يفتقرون إلى إنزيم السكروز-إيزومالتاز.

يجب على الشخص الذي لا يتحمل السكروز أن يحد من السكروز قدر الإمكان ، ويجب أن يتناول المكملات الغذائية أو الأدوية.

مالتوز

يُعرف أيضًا باسم سكر الشعير ، ويتكون من جزيئين من الجلوكوز. يتكون الشعير عندما تنعم الحبوب وتنمو في الماء ، وهو مكون من مكونات البيرة والأطعمة النشوية مثل الحبوب والمعكرونة والبطاطس والعديد من الأطعمة المصنعة.

في النباتات ، يتكون المالتوز عندما يتم تكسير النشا من أجل الغذاء. يتم استخدامه لإنبات البذور.

اللاكتوز

يتكون اللاكتوز ، أو سكر الحليب ، من الجالاكتوز والجلوكوز. يحتوي حليب الثدييات على نسبة عالية من اللاكتوز ويوفر العناصر الغذائية للأطفال.

لا تستطيع معظم الثدييات هضم اللاكتوز إلا عند الرضع وتفقد هذه القدرة مع نضوجها. في الواقع ، لدى البشر القادرين على هضم منتجات الألبان في مرحلة البلوغ طفرة تسمح لهم بالقيام بذلك.

هذا هو السبب في أن الكثير من الناس يعانون من عدم تحمل اللاكتوز ، لم يكن لدى البشر ، مثل الثدييات الأخرى ، القدرة على هضم اللاكتوز في مرحلة الطفولة حتى ظهرت هذه الطفرة في مجموعات سكانية معينة منذ حوالي 10000 عام.

اليوم ، يختلف عدد الأشخاص الذين يعانون من عدم تحمل اللاكتوز بشكل كبير بين السكان ، حيث يتراوح من 10٪ في شمال أوروبا إلى 95٪ في أجزاء من إفريقيا وآسيا. تعكس الأنظمة الغذائية التقليدية من ثقافات مختلفة هذا في كمية منتجات الألبان المستهلكة.

تريهالوزا

يتكون تريهالوز أيضًا من جزيئين جلوكوز مثل المالتوز ، لكن الجزيئات مرتبطة بشكل مختلف. توجد في بعض النباتات والفطريات والحيوانات مثل الجمبري والحشرات.

يتكون سكر الدم للعديد من الحشرات ، مثل النحل والجنادب والفراشات ، من التريهالوز. يستخدمونه كجزيء تخزين فعال يوفر طاقة سريعة للطيران عندما ينهار.

شيتوبيوسا

يتكون من جزيئين مرتبطين من الجلوكوزامين. من الناحية الهيكلية ، يشبه إلى حد كبير السيلوبيوز ، باستثناء أنه يحتوي على مجموعة N-acetylamino حيث يحتوي السيلوبيوز على مجموعة هيدروكسيل.

يوجد في بعض البكتيريا ، ويستخدم في البحوث البيوكيميائية من أجل دراسة النشاط الأنزيمي.

يوجد أيضًا في الكيتين الذي يشكل جدرانًا من الفطريات والهياكل الخارجية للحشرات والمفصليات والقشريات ، كما يوجد أيضًا في الأسماك ورأسيات الأرجل مثل الأخطبوط والحبار.

Celobiosa (جلوكوز + جلوكوز)

السليوبيوز هو نتاج التحلل المائي للسليلوز أو المواد الغنية بالسليلوز ، مثل الورق أو القطن. يتكون عن طريق ربط جزيئين من بيتا جلوكوز بواسطة رابطة بيتا (1 & rarr 4)

لاكتولوز (جالاكتوز + فركتوز)

اللاكتولوز هو سكر اصطناعي (صناعي) لا يمتصه الجسم ولكنه يتحلل في القولون إلى منتجات تمتص الماء في القولون ، مما يلين البراز. استخدامه الأساسي هو علاج الإمساك.

كما أنه يستخدم لتقليل مستويات الأمونيا في الدم لدى الأشخاص المصابين بأمراض الكبد ، حيث يمتص اللاكتولوز الأمونيا في القولون (يزيلها من الجسم).

Isomaltosa (الجلوكوز + الجلوكوز إيزومالتاز)

ينتج أثناء هضم النشا (خبز ، بطاطس ، أرز) ، أو ينتج صناعياً.

إيزومالتولوز (الجلوكوز + الفركتوز إيزومالتاز)

كما يتم إنتاج شراب قصب السكر والعسل صناعياً.

تريهالوزا

التريهالوز هو سكر اصطناعي ، وهو ثنائي السكاريد يتكون من الجلوكوز والفركتوز المرتبطين برابطة ألفا (1-1) جليكوسيدية.

يحدث أثناء إنتاج إيزومالتولوز من السكروز. في بطانة الأمعاء الدقيقة ، يتحلل إنزيم إيزومالاز إلى تريهالوز إلى جلوكوز وفركتوز ، ثم يتم امتصاصهما في الأمعاء الدقيقة. يحتوي التريهالوز على قوة منخفضة للتسبب في تسوس الأسنان.

شيتوبيوسا

إنها وحدة تكرار السكاريد في الكيتين ، والتي تختلف عن السيلوبيوز فقط في وجود مجموعة N-acetylamino على الكربون 2 بدلاً من مجموعة الهيدروكسيل. ومع ذلك ، غالبًا ما يُطلق على الشكل غير الأسيتيل أيضًا اسم chytobiose.

لاكتيتول

وهو عبارة عن كحول بلوري C 12 H 24 O 11 يتم الحصول عليه عن طريق هدرجة اللاكتوز. وهو ثنائي السكاريد التناظري للاكتولوز ، ويستخدم كمُحلي. كما أنه ملين ويستخدم لعلاج الإمساك.

تورانوسا

مركب عضوي مختزل للسكاريد يمكن استخدامه كمصدر للكربون بواسطة البكتيريا والفطريات.

ميليبيوزا

سكر ثنائي السكاريد (C12H22O11) يتكون من التحلل المائي الجزئي للرافينوز.

Xylobiosa

سكاريد يتكون من اثنين من بقايا الزيلوز.

سوفوروسا

ثنائي السكاريد موجود في sophorolipid.

جينتيوبيوسا

Gentiobiose هو ثنائي السكاريد يتكون من وحدتين D-glucose مرتبطتين برابطة جليكوسيدية من النوع وبيتا (1 & rarr 6). يحتوي Gentiobiose على العديد من الأيزومرات التي تختلف حسب طبيعة الرابطة الجليكوسيدية التي تربط بين وحدتي الجلوكوز.

ليوكوس

وهو عبارة عن جليكوزيل فركتوز يتكون من بقايا & alpha-D-glucopyranosyl المرتبطة بـ D-fructopyranose عبر رابطة (1 & rarr 5). ايزومير السكروز.

روتين

وهو ثنائي السكاريد الموجود في الجليكوسيدات.

كارولينياسايد أ

السكريات القليلة التي تحتوي على وحدتين من السكريات الأحادية مرتبطة برابطة جليكوسيدية.


  1. مقال عن مقدمة الكربوهيدرات
  2. مقال عن الأهمية الوظيفية للكربوهيدرات
  3. مقال عن توليف الكربوهيدرات
  4. مقال عن أشكال الكربوهيدرات
  5. مقال عن امتصاص الكربوهيدرات
  6. مقال عن دور الفيتامينات في الكربوهيدرات
  7. مقال عن استقلاب الكربوهيدرات

مقال # 1. مقدمة في الكربوهيدرات:

يتم تعريف الكربوهيدرات عمومًا على أنها مركب محايد يتكون من الكربون والهيدروجين والأكسجين ، ويبقى العنصران الأخيران بنفس النسبة كما في الماء.

الصيغة العامة هي Cن2س)ن. لكن قد تكون هناك استثناءات. على سبيل المثال ، rhamnose (C.6ح12ا5) عبارة عن كربوهيدرات وشي هيدرات حيث يبقى H و O بنسب مختلفة. هناك أيضًا بعض المركبات الأخرى ، مثل الفورمالديهايد (HCHO) وحمض الخليك (CH3COOH) ، وحمض اللبنيك (CH3CHOHCOOH) ، وما إلى ذلك ، والتي لها نفس الصيغة التجريبية ولكنها ليست كربوهيدرات. وبالتالي ، يمكن تعريف الكربوهيدرات كيميائيًا على أنها مشتق الألدهيد والكيتون من كحول متعدد الهيدروكسيل أعلى (يحتوي على أكثر من مجموعة واحدة & # 8216OH & # 8217).

مقال # 2. الأهمية الوظيفية للكربوهيدرات:

أنا. إنه وقود الجسم المتاح بسهولة.

ثانيا. كما أنه يشكل المادة الهيكلية للكائن الحي.

ثالثا. كما أنه يعمل كمخزن مهم للمواد الغذائية للكائن الحي.

رابعا. يلعب الكربوهيدرات أيضًا دورًا رئيسيًا في عملية التمثيل الغذائي للأحماض الأمينية والأحماض الدهنية.

مقال # 3.تخليق الكربوهيدرات:

من المؤكد أن الجلسرين ، وهو جزء من الدهون ، والذي يشكل حوالي 10٪ من جزيء الدهون ، يتم تحويله إلى جلوكوز في الجسم ، لكن تحويل جزء الأحماض الدهنية من جزيئات الدهون إلى جلوكوز أمر مثير للجدل خاصة في جسم الحيوان على النقيض من النباتات.

فيما يلي بعض الأدلة:

(أ) أثناء السبات ، يُظهر الغرير حاصلًا تنفسيًا منخفضًا للغاية - حوالي 0.3-0.4. يتم شرح كمية الأكسجين الزائدة على افتراض أن المادة التي تفتقر إلى الأكسجين (الدهون) يتم تحويلها إلى مادة غنية بالأكسجين (الكربوهيدرات). لكن هذه النتائج والاستنتاجات ليست محل شك.

(ب) يُعتقد أن نفس النوع من التحويل يحدث في مرضى السكري حيث يوجد حاصل تنفسي منخفض ، و

(ج) عندما يتم إعطاء الأحماض الدهنية التي تحتوي على عدد فردي من ذرات الكربون ، مثل ، البروبيونيك ، والأحماض الفاليريكية ، والأحماض هيبتويك ، وما إلى ذلك ، إلى الفئران الجائعة يتم تحويلها إلى الجليكوجين في الكبد. لكن هذه الأحماض الدهنية غير موجودة في الدهون الطبيعية.

الدهون الطبيعية ، التي تحتوي على أحماض دهنية مع عدد زوجي من ذرات الكربون فقط ، لا تنتج هذا التأثير. من هذا يمكن أن نستنتج أن تخليق الكربوهيدرات من الدهون ليس بعيدًا عن الاحتمال ولكنه يحدث بشكل غير مباشر.

2. من البروتينات:

هناك عينة من الأدلة لإثبات أن تكوين الجلوكوز والجليكوجين قد يحدث من البروتينات. يؤدي إعطاء بعض الأحماض الأمينية في كلب مريض إلى رفع مستوى الجلوكوز في البول. تسمى هذه الأحماض الأمينية الأحماض الأمينية المضادة للجين. بشكل عام ، من المقبول عمومًا أن حوالي 60 ٪ من بروتينات الطعام يمكن أن تشكل السكر. فيما يتعلق بالعملية الكيميائية لتخليق الكربوهيدرات من البروتينات ، تختلف طبيعة الآلية باختلاف الأحماض الأمينية.

وفيما يلي بعض الأمثلة على ذلك:

مقال رقم 4. أشكال الكربوهيدرات:

الأنواع المختلفة من الكربوهيدرات التي يتم تضمينها بشكل عام في النظام الغذائي هي كما يلي:

أنا. السكريات المتعددة & # 8211 النشا والدكسترين والجليكوجين والسليلوز.

ثانيا. قليل السكريات (السكاريد) & # 8211 اللاكتوز ، المالتوز ، السكروز.

ثالثا. السكريات الأحادية & # 8211 الجلوكوز والفركتوز.

من بين هذه الأنواع ، لا يمكن هضم السليلوز المحتوي على β-1 ، 4 روابط بشكل ملحوظ في القناة الهضمية للإنسان. لا تحتاج السكريات الأحادية إلى مزيد من الهضم ، لأن جميع الكربوهيدرات يتم امتصاصها على شكل سكريات أحادية. وبالتالي ، فإن هضم الكربوهيدرات يشمل هضم السكريات والسكريات القليلة.

يبدأ هضم السكريات والسكريات القليلة في اللعاب ويكتمل في العصارة المعوية. يحدث هضم السكريات قليلة السكاريد (السكاريد) بشكل رئيسي في العصارة المعوية ، ولكن قد يحدث إلى حدٍ ما عن طريق العصارات الهضمية الأخرى.

التفاصيل الموجزة لهضم النشا والسكريات هي كما يلي:

1- الهضم في اللعاب:

يحتوي اللعاب على & # 8211 (أ) بشكل رئيسي الأميليز اللعابي أو البتيالين ، و (ب) آثار المالتاز (وجوده في اللعاب مشكوك فيه). الأميليز اللعابي (نوع α) الذي منشأه في اللعاب ، يعمل على النشا (والذي يكون في الغالب من نوع الأميلوبكتين) ويحتوي على سلاسل مستقيمة ممسكة بروابط الجلوكوزيد 1 و 4 و # 8242-α وسلاسل الفروع التي تكون نقاط تفرعها 1 و 6 & # 8242 - روابط α الجلوكوزيدية. يعمل المالتاز على المالتوز.

1. شروط وخصائص عمل Ptyalin:

أ. يعمل Ptyalin على النشا المسلوق فقط. لا يمكنه اختراق غطاء السليلوز السليم لجزيئات النشا غير المغلية.

ب. التفاعل الأمثل هو قليل الحموضة (درجة الحموضة 6.5) ، ولكن يمكن أن يعمل أيضًا في وسط محايد أو قلوي قليلاً.

ج. حمض قوي (مثل حمض الهيدروكلوريك في عصير المعدة) يدمر ptyalin.

د. درجة الحرارة المثلى حوالي 45 درجة مئوية ، عند 60 درجة مئوية ، يتم تدميرها.

ه. تأثيرات الأملاح (مثل الكلوريدات) ضرورية لعمل بتالين.

F. Ptyalin يهضم النشا حتى مرحلة المالتوز فقط.

2. موقع Ptyalin Action:

على الرغم من أن هضم النشا يبدأ في الفم ، إلا أن عمل التايالين يحدث بشكل رئيسي في المعدة (قبل أن يصبح تركيز حمض الهيدروكلوريك مرتفعًا). في المتوسط ​​يستمر لمدة 30-40 دقيقة ، في الظروف المواتية العليا ، يتم تحويل النشا إلى مالتوز ، إيزومالتوز ومالتوتريوز.

3. مراحل الهضم بالتيالين:

Ptyalin الذي يتحلل بالماء فقط روابط α-1 و 4 & # 8242 ولكن ليس روابط α-1،6 & # 8242 ويفصل الروابط المركزية ، تكمل α- و β amylases بعضها البعض & # 8217s عمل على الأميلوبكتين حيث ينقسم الأميلوبكتين من المالتوز من المجموعات الطرفية و a-amylase تقسم الروابط المركزية لتشكيل المزيد من المجموعات الطرفية.

من خلال عمله إيزومالتوز (يحتوي على 3 جزيئات جلوكوز يوجد فيها رابط α-1 و 6 & # 8242) ، مالتوز (جلوكوز-جلوكوز) ، مالتوتريوز (جلوكوز-جلوكوز-جلوكوز) ومزيج من الدكسترين (يحتوي على α-1 ، 6 & # 8242 فرعًا ومتوسط ​​ستة بقايا جلوكوز لكل جزيء).

المراحل باختصار كما يلي (الشكل 9.57):

ثانيًا. الهضم في عصير المعدة:

لا يحتوي عصير المعدة على أي إنزيم لتقسيم الكربوهيدرات ، ولكن حمض الهيدروكلوريك المعدي يمكن أن يحمل بعض الهيدروجين والسكروز.

ثالثا. الهضم في عصير البنكرياس:

يحتوي عصير البنكرياس على إنزيمين يعملان على الكربوهيدرات:

الأميليز البنكرياس يعمل على النشا والدكسترين. قسم هوبكنز الأميليز إلى مجموعتين & # 8211 α-am & shyylase أو endoamylase من أصل حيواني و β-amylase أو exoamylase من أصل نباتي ، α-amylase يعمل على عديد السكاريد في الجزء الداخلي من السلسلة و β-amylase من نهاية غير مختزلة.

المالتوز (في آثار) يعمل على المالتوز.

أميليز البنكرياس:

1. شروط عمل البنكرياس الأميليز هي كما يلي:

أنا. يمكن أن يعمل على كل من النشا المسلوق وغير المغلي.

ثانيا. عملها أسرع بكثير من ptyalin. يتم تحويل معظم النشا إلى مالتوز في غضون بضع دقائق.

ثالثا. يتراوح التفاعل الأمثل بين الرقم الهيدروجيني 6.7 & # 8211 7.0 ، أي حمض قليلاً أو متعادل. يمكن أن تعمل أيضًا في وسط قلوي قليلاً.

رابعا. درجة الحرارة المثلى حوالي 45 درجة مئوية.

v. الأملاح وأيونات CI ضرورية لعملها.

السادس. الأميليز غير موجود في عصير البنكرياس للرضع حتى سن 6 أشهر. ومن ثم ، خلال هذه الفترة ، لا ينبغي إعطاء الطفل أي طعام نشوي.

2. مراحل عمل البنكرياس الأميليز:

مراحل عمل أميليز البنكرياس مماثلة لتلك الخاصة بالتيالين. يتم تحويل جميع النشا والدكسترين عندما يتصرف exhaus & shytively بواسطة الأميلاز اللعابي والبنكرياس على التوالي إلى مالتوز ودكسترين وإيزومالتوز. لا يتم تحلل الأخيرين إلى المالتوز وفي النهاية الجلوكوز بسبب عدم وجود oligo-α-1 و 6 & # 8242 glucosidase وكمية ملحوظة من المالتاز في اللعاب أو عصير البنكرياس. بعد ذلك ، يبدأ الهضم عن طريق العصير المعوي.

رابعا. الهضم في Succus Entericus:

يحتوي Succus entricus على oligo-α-1 و 6 & # 8242 glucosidase الذي يقسم روابط α-1 و 6 & # 8242 من الدكسترين المتكون من تأثير a-amylase وبالتالي يوفر نطاقًا من النشاط الإضافي لـ α-amylase و isomaltose لتحويله إلى الجلوكوز . يحتوي أيضًا على المالتاز الذي يحلل المالتاز إلى الجلوكوز.

لذلك يتحلل النشا تمامًا إلى جلوكوز عن طريق العمل المشترك لـ α-1 و 4 & # 8242 الأميليز الموجود في اللعاب وعصير البنكرياس و α-1 و 6 & # 8242 جلوكوزيداز ومالتاز في الأمعاء الغليظة. يتم تحلل السكريات الثنائية الأخرى التي يتم تناولها في الطعام بواسطة اللاكتاز والسكراز (الإنفرتيز) الموجودة في هذا العصير.

الإنزيمات ، وركائزها التي تعمل عليها ، والمنتجات النهائية ذات الصلة مذكورة أدناه:

يعمل على إنتاج السكروز وجزيء الفركتوز وجزيء الجلوكوز.

يعمل على اللاكتوز بإعطاء جزيء واحد من الجلوكوز وجزيء واحد من الجالاكتوز.

يحول الأيزومالتوز إلى جلوكوز ويقسم روابط α-1 و 6 & # 8242 من الدكسترين.

يعمل على المالتوز بإعطاء جزيئين من الجلوكوز.

(يقترح أن هناك أكثر من نوع واحد من السكريز أو اللاكتاز أو المالتاز).

قد تكون آثار هذا الإنزيم موجودة في العصب المعوي. تم إثبات وجود هذا الإنزيم بتركيز منخفض. من المفترض أن يعمل على تلك الكمية القليلة من النشا والدكسترين التي ربما أفلتت من هضم البنكرياس.

تشير الأدلة إلى أن العديد من الإنزيمات المعوية أو كلها داخل الخلايا. وجودهم في العصير يرجع إلى تقشر الخلايا.

وهكذا ، يتم تحويل الكربوهيدرات القابلة للهضم إلى السكريات الأحادية التي يتم امتصاصها من خلالها. عملية هضم النشا بطيئة وممتدة. لذلك يتم إنتاج السكريات الأحادية ببطء كما لوحظ عن طريق تقييد السكريات الثنائية في النظام الغذائي. وبالتالي يصبح امتصاصها بطيئًا ويمنع ارتفاع نسبة السكر في الدم. وبالتالي ، يمكن اعتبار ذلك بمثابة عملية للحفاظ على مستوى السكر في الدم ضمن نطاق ثابت.

مقال # 5.امتصاص الكربوهيدرات:

المنتجات النهائية لهضم الكربوهيدرات هي جميع السكريات الأحادية ، مثل الجلوكوز ، اللايفولوز ، الجالاكتوز ، الزيلوز ، المانوز ، الأرابينوز ، إلخ. وفي هذا الشكل يتم امتصاص الكربوهيدرات. It is believed that little quantities of disaccharides may also be absorbed, but the still higher forms are not absorbed at all.

Mechanism of Absorption:

The monosaccharides being highly soluble in water, the physical forces like osmosis, diffusion, filtration, etc., certainly play a considerable part in their absorption. But if these were the only forces concerned in the process, the rate of absorption should have been directly proportional to their concentration in the gut.

But this linear relation is found to hold only in the cases of xylose, arabinose, and mannose. With other sugars this principle does not apply for instance, the amount of glucose and galactose absorbed per hour is entirely independent of their concentrations in the gut. Laevulose occupies an intermediate position.

Moreover, the rate of absorption varies with the nature of sugars. If the rate of glucose absorption is taken as the standard (i.e., 100%), then galactose is found to be absorbed much more rapidly (225%) whereas the rate of absorption of laevulose is about half that of glucose, (i.e., 44%) of mannose (33%) and xylose (30%) is about one-third that of glucose.

Other sugars are still more slowly absorbed. Hydroxyl group at position 2 of the sugar molecule seems to be essential for their active transport. It is found that when the temperature of the mucous membrane is brought down between 0°C., to 20°C., the difference in the rates of absorption between glucose, galactose, laevulose and other sugars disappears. Under such conditions, they are all absorbed slowly, but at the same rate.

These observations indicate that the preferential treatment done towards glucose, galactose and laevulose is due to some chemical activity going on inside the cells. Phloridzin (phlorrhizin) or iodo-acetic acid retards the high rate of glucose and galactose absorption. Since, these substances paralyse the activity of phosphatase it is probable that this enzyme is intimately concerned with the process.

Verzer has suggested that during absorption, phosphorylation of sugars takes place and the corresponding hexose phosphates are formed. The formation of these compounds keeps down the concentration of free glucose, etc., in the cells and thereby ensures their rapid absorption.

In this way the high rate of absorption of these sugars can be explained. It is almost certain that on the other side of the epithelial cells a reversible reaction takes place (dephosphorylation) in which the hexose phosphate is broken down, free glucose enters the blood stream and the phosphoric acid is retained in the cells for further phosphorylation. It is interesting to note that the same mechanism also takes place in the reabsorption of glucose by the renal tubules.

Thus from the above it can be concluded that in addition to the physical forces the following factors are necessary for rapid absorption of sugars:

أنا. Complete digestion into monosaccharides.

ثانيا. Presence of phosphoric acid and phosphokinase enzyme in the epithelial cells.

ثالثا. Adrenal cortex and insulin which probably control the process of phosphorylation.

رابعا. Anterior pituitary whose exact role is not known, but which may act indirectly through adrenal cortex.

v. Sodium salts also exert some effects. Because in adrenalectomised animals the rate of absorption of glucose can be restored to normal by giving sodium salts.

السادس. Vitamins Thiamine, pantothenic acid and pyridoxine may help in the process of absorption.

vii. Blood glucose level has got no effect on absorption of glucose.

Pathway of Absorption:

Carbohydrates are almost completely absorbed through the portal system, because portal blood always shows a higher concentration of sugar during absorption. An inconspicuous amount may pass through the lymphatics.

Site of Absorption:

Glucose is maximally absorbed in jejunum.

Essay # 6. Role of Vitamins on Carbohydrate:

1. Thiamine (Vitamin B1):

Thiamine acts as a coenzyme of the carboxylase which helps in oxidative decarboxylation of pyruvic acid. It has a potential role in the oxidation of sugar in tissues including brain. In its absence, pyruvic and lactic acids fail to be metabolised with a result of accumulation of these substances in blood and tissues. This metabolic disorders produced by this vitamin deficiency, results beriberi. In the tissues thiamine exists as thiamine pyrophosphate ester and helps in decarboxylation of α-ketonic acid as a coenzyme.

Since riboflavin is related with tissue oxidation, so it takes part in carbohydrate metabolism. In the tissues this vitamin exists as FMN and FAD. These two coenzymes in combination with apoenzyme play a great role in a number of enzyme systems. Deficiency of this vitamin results disorder of intermediary metabolism leading to condition known as cheilosis.

3. Nicotinic Acid (Niacin):

It remains as a prosthetic group of at least two enzyme systems- NAD and NADP, and takes part in tissue oxidation. Niacin helps in the formation of fats from carbohydrates. The deficiency of this vitamin results disorder of intermediary metabolism leading to condition known as pallegra.

4. Pantothenic Acid (Vitamin B3):

Since pantothenic acid is a component of coenzyme A, so it takes part in carbohydrate metabolism. The condi­tion of alopecia and certain gastro-intestinal disorders are produced by the deficiency of this vitamin.

5. Cyanocobalamin (Vitamin B12):

This vitamin acts as a cofactor (cobamide) for the enzyme methyl malonyl CoA isomerise which is concerned for the conversion of methyl malonyl CoA to succinyl CoA or succinyl CoA to methyl malonyl CoA. Thus this vitamin is essential in the biochemical conversion of carbohydrate to fat or fat to carbohydrate. After administration of B12 hyperglycaemia may be corrected.

6. Ascorbic Acid (Vitamin C):

Ascorbic acid takes part in the tissue oxidation probably by acting as hydrogen-carrier. Deficiency of this vitamin results disorders of metabolism leading to condition known as scurvy (scorbusis).

Essay # 7. Metabolism of Carbohydrate:

Although the products of carbohydrate digestion, absorbed into the blood, are mainly hexose monosaccharides, i.e., glucose, fructose, galactose as well as partly pentose sugars but animal cells utilize mostly glucose so monosaccharides are converted into glucose by the cells mainly for their oxidation and partly for their storage as glycogen (through UDPG cycle).

As fructose and galactose are utilized to a lesser extent in the body so they are reconverted from glucose as evident from the following:

أنا. Large quantities of galactose are found in the brain tissue.

ثانيا. The brain probably uses carbohydrates as galactose only.

ثالثا. During the normal process of glucose utilization, fructose diphosphate is formed as an intermediary step.

رابعا. When liver function is deficient, fructose and galactose fail to be converted into glucose and are turned out into the blood stream as such. Due to their low renal threshold they are excreted in the urine. The fructose and galactose tolerance tests of liver function depend upon this principle.

Since carbohydrate is utilized by the cells of all animals including man mainly as glucose so carbohydrate metabolism is meant essentially as metabolism of glucose and other substances, convertible to glucose or vice versa.

Pentose sugars, viz., xylose, arabinose and ribose present in the diet may be absorbed but their fate is not known whereas α-ribulose and α-2-deoxyribose after absorption are utilized in the body for the synthesis of nucleoproteins.

Normally glucose metabolism not only supplies major amount of energy for the body but also- (1) other forms of monosaccharides (viz., fructose, galactose, α-ribulose and α-2-deoxyribose, etc.), disaccharides (lac­tose) and polysaccharides (glycogen) (2) reserve depot fats, (3) tissue glycolipids, mucopolysaccharides, and (4) amino acids are formed from glucose and reversely protein and lipids are metabolized through glucose pathway.

Thus it appears likely that glucose metabolism holds a central key position in carbohydrate metabolism which is closely associated with the metabolism of protein and fat.

The metabolism of carbohydrate, i.e., mainly of glucose, in the mammalian organism is discussed under the following points (fate and functions):

أنا. Storage (by the Process of Glycogenesis):

When glucose is not immediately required by the tissues, it remains stored. The chief form of storage is glycogen. Total about 500-700 gm of glucose may remain stored in this form. The main storehouses are liver and muscles in which glycogen is almost equally distributed. Some glucose may remain stored as such temporarily in the skin and subcutaneous tissue.

ثانيا. Sources of Energy (By the Process of Glycolysis and Oxidation of Pyruvic Acid through TCA Cycle):

Carbohydrates are oxidized in the tissues and supply energy. One gram yields 4 C of energy. The major part of daily energy requirement under normal conditions is derived from carbohydrate oxidation. It is the most readily available source of energy and its combustion involves the least oxygen requirement.

ثالثا. Maintenance of Blood Sugar (Homeostasis):

Glucose remains in blood and its level is always kept within a narrow range. Normal blood sugar varies from 80-120 mgm per 100 ml whenever it tends to fall, glucose is mobilized from glycogen and blood sugar is maintained.

رابعا. Synthesis of Hexose Phosphate:

This is an intermediary step formed during oxidation of glucose, absorption of glucose from intestine and reabsorption from kidney tubules. It is a very important form in which hexose exists in the body. It is present in large quantities in the muscles, intestines, liver, etc.

v. Synthesis of Lactose:

In the lactating mother lactose is synthesized from blood glucose. The mammary glands convert glucose into galactose and then unite the latter with another molecule of glucose to form lactose.

السادس. Synthesis of Glycoproteins.

vii. Synthesis of Complex Fats Containing Sugar:

For instance, cerebrosides are synthesized by the nerve cells from galactose and fats. Galactose is locally synthesized from blood glucose.

ثامنا. Synthesis of Fat (Lipogenesis):

It is an established fact that the body can convert carbohydrate into fats.

التاسع. Synthesis of Proteins:

Simple amino acids may be formed by uniting ammonia with pyruvic acid, etc., which may easily be derived from carbohydrates.

Excretion of Glucose:

Glucose is not excreted from the body in normal health and Fehling’s test is negative. It is a high threshold substance (170 mgm per 100 ml of blood). In metabolic disorders (e.g., diabetes mellitus), glucose appears in the urine and Fehling’s Test is positive. When blood sugar level gives higher value than renal threshold value, the glucose appears in the urine, the condition is known as glycosuria.

In lactating mother, lactose may be found in the mother’s urine. Pentose is found in a condition known as pentosuria. Glucose may be found in urine in higher quantities in some pathological conditions.


Biology Essay on Carbohydrates | Organic Molecules | مادة الاحياء

Are you looking for an essay on the ‘Carbohydrates and Its Types’? Find Paragraphs, long and short essays on ‘Carbohydrates and Its Types’ especially written for school and college students.

Essay # 1. Introduction to Carbohydrates:

Chemically, carbohydrates are organic molecules in which carbon, hydrogen, and oxy­gen bond together in the ratio Cx2O)ذ, where x and y are whole numbers that differ de­pending on the specific carbohydrate. They are reduced compounds having large quantities of hydroxyl groups. The presence of the hydroxyl groups allows carbohydrates to interact with the aqueous environment and to participate in hydrogen bond formation, both within and between chains.

The simplest carbohydrates also contain either an aldehyde moiety (termed polyhydroxyaldehydes) or a ketone moiety (polyhydroxyketones). Derivatives of the carbohydrates can contain nitrogen/s, phosphates and sulfur compounds. Carbohydrates can also combine with lipid to form glycolipids or with protein to form glycoproteins.

The aldehyde and ketone moieties of the carbohydrates with five and six carbons will spontaneously react with alcohol groups present in neighboring carbons to produce in­tramolecular hemiacetals or hemiketals, respectively. This results in the formation of five- or six-membered rings.

As the five-membered ring structure resembles the organic molecule furan, the derivatives with this structure are termed as furanoses. Those with six-membered rings, resemble the organic molecule pyran are termed pyranoses and are depicted by either Fischer or Haworth style diagrams. The numbering of the carbons in carbohydrates proceeds from the carbonyl carbon, for aldoses, or the carbon nearest the carbonyl, for ketoses.

The rings can open and re-close, allowing rotation to occur about the carbon bearing the reactive carbonyl, yielding two distinct configurations (α and β) of the hemiacetals and hemiketals. The carbon about which this rotation occurs is the anomeric carbon and these two forms are termed anomers. Carbohydrates can change spontaneously between α and β configurations- a process known as mutarotation. In the Fischer projection, α configuration places the hydroxyl attached to the anomeric carbon to the right, towards the ring, while in the Haworth projection, α configuration places the hydroxyl downward.

Carbohydrates can exist in either of two conformations, as determined by the orientation of the hydroxyl group about the asymmetric carbon farthest from the carbonyl. With a few exceptions, those carbohydrates that are of physiological significance exist in the D- conformation. Carbohydrates are the main energy source for the human body. Animals (including humans) break down carbohydrates during the process of metabolism to release energy.

For example, the chemical metabolism of the sugar (glucose) is shown below:

Carbohydrates are manufactured by plants during the process of photosynthesis. Plants har­vest energy from sunlight and stores in carbohydrate moieties.

All carbohydrates can be classified as monosaccharides, oligosaccharides or polysaccha­rides. Two to ten monosaccharide units, linked by glycosidic bonds, make up an oligosac­charide. Polysaccharides are much larger and contain hundreds of monosaccharide units.

Essay # 2. Classification of Carbohydrates:

Monosaccharides are simple sugars, having 3 to 7 carbon atoms. They can be bonded together to form polysaccharides. Cells also use simple sugars to store energy and construct other kinds of organic molecules. The names of most sugars end with the letters ‘ose’. Glucose and other kinds of sugars (fructose, and galactose) may be linear molecules (C6ح12ا6) but in aqueous solution they take ring form.

There are two isomers of the ring form of glucose. They differ in the location of the OH group on the number 1 carbon atom. The number 1 carbon atom of the linear form of glu­cose is attached to the oxygen on the number 5 carbon atom.

Disaccharides are composed of 2 monosaccharides joined together by a condensation reaction.

There are three common disaccharides:

أنا. Maltose (or malt sugar) consists of glucose monomers. Amylase enzyme digests starch molecules to produce maltose.

ثانيا. Sucrose (or cane sugar) composed of glucose and fructose. Plants synthesize sucrose to transport to non-photosynthetic parts of the plant, because it is less reactive than glucose.

ثالثا. Lactose (or milk sugar) is made up of galactose and glucose. It is found only in mam­malian milk.

(c) Polysaccharides:

Monosaccharides may be bonded together to form long chain compounds called polysaccha­rides. The monomeric building blocks used to generate polysaccharides can be varied in all cases, however, the predominant monosaccharide found in polysaccharides is D-glucose. Polysaccharides that are composed of a single monosaccharide building block are termed as homopolysaccharides, while polysaccharides composed of more than one type of monosac­charide, they are termed as heteropolysaccharides.

For examples, starch and glycogen are composed of glucose monomers bonded together, producing long chains. They serve the function as stored food, starch in plants and glycogen in animal, in the liver and muscles. Glycogen is poly (1-4) glucose with 9% (1-6) branches (Fig. 3.5).

Starch is a long (100s) polymer of glucose molecules, where all the sugars are oriented in the same direction. Unbranched starch is called amylose, while branched starch is known as amylopectin. Amylose is simply poly-(1-4) glucose units in a straight chain. In fact the chain is floppy, and it tends to coil up into a helix. Amylopectin is poly (1-4) glucose with about 4% (1-6) branches. This gives it a more open molecular structure than amylose.

As it has more ends, it can be broken more quickly than amylose by amylase enzymes. Amy­lopectin is a form of starch that is very similar to glycogen except for a much lower degree of branching (about every 20-30 residues). Another example of polysaccharide is cellulose. Cellulose is a long (100’s) polymer of glucose molecules. However, the orientation of the sugars is little different. In Cellulose, every other sugar molecule is “upside-down”. Glyco­gen is different from both, starch and cellulose in that the glucose chain is branched or “forked” (Fig. 3.6).


ملخص القسم

Living things are carbon-based because carbon plays such a prominent role in the chemistry of living things. The four covalent bonding positions of the carbon atom can give rise to a wide diversity of compounds with many functions, accounting for the importance of carbon in living things. Carbohydrates are a group of macromolecules that are a vital energy source for the cell, provide structural support to many organisms, and can be found on the surface of the cell as receptors or for cell recognition. Carbohydrates are classified as monosaccharides, disaccharides, and polysaccharides, depending on the number of monomers in the molecule.

الدهون هي فئة من الجزيئات الكبيرة غير القطبية والطارئة للماء بطبيعتها. تشمل الأنواع الرئيسية الدهون والزيوت والشموع والفوسفوليبيد والمنشطات. Fats and oils are a stored form of energy and can include triglycerides. Fats and oils are usually made up of fatty acids and glycerol.

Proteins are a class of macromolecules that can perform a diverse range of functions for the cell. They help in metabolism by providing structural support and by acting as enzymes, carriers or as hormones. The building blocks of proteins are amino acids. Proteins are organized at four levels: primary, secondary, tertiary, and quaternary. Protein shape and function are intricately linked any change in shape caused by changes in temperature, pH, or chemical exposure may lead to protein denaturation and a loss of function.

Nucleic acids are molecules made up of repeating units of nucleotides that direct cellular activities such as cell division and protein synthesis. يتكون كل نوكليوتيد من سكر بنتوز وقاعدة نيتروجينية ومجموعة فوسفات. هناك نوعان من الأحماض النووية: DNA و RNA.


شاهد الفيديو: ماهو الفرق بين السكريات والكربوهيدرات وأين تتواجد (قد 2022).


تعليقات:

  1. Leverton

    إجابة موثوقة ، مضحك ...

  2. Akiiki

    فكرة عظيمة

  3. Brainard

    أحسنت ، سيكون رأيك مفيدًا



اكتب رسالة