الكربوهيدرات هي مركبات عضوية تتألف من ثلاثة عناصر، الكربون والهيدروجين والأكسجين، بنسب تقريبية تكون 1:2:1. تعتبر الكربوهيدرات أحد الجزيئات الحيوية المهمة للجسم، حيث تعد مصدرا رئيسيا وهاما لإنتاج الطاقة. تنقسم الكربوهيدرات إلى نوعين رئيسيين، الكربوهيدرات البسيطة (السكريات الأحادية) والكربوهيدرات المعقدة (البوليميرات) .
السكريات
السكريات هي مصادر سريعة للطاقة وسهلة الهضم، بينما تحتاج البوليميرات وقتا أطول للهضم وتحتوي على ألياف. السكريات لا تحتوي على ألياف على الإطلاق، والبوليميرات أو الكربوهيدرات المعقدة لا تزيد من معدل السكر في الدم .
السكريات قليلة التعدد (oligosaccharides)
هي عبارة عن مجموعة من الكربوهيدرات تتكون من أعداد قليلة من السكريات تتكون من حوالي ثلاث إلى عشر عناصر من السكريات الأحادية المكونة لها ، وأيضا يوجد في كثير من المراجع أن الكربوهيدرات التي تتكون من وحدتين إلى عشر وحدات من السكريات الأحادية ، تكون أيضا من فئة السكريات التي تكون قليلة التعدد، وأيضا السكريات الثنائية التي تتألف من سكرين أحاديين .
تشير العديد من المصادر الأخرى أيضًا إلى أن الكربوهيدرات التي تحتوي على 3 إلى 6 وحدات من السكريات الأحادية هي السكريات ذات التكرار المنخفضة .
السكريات التي تحتوي على العديد من السكر الأحادي هي غير شائعة، وتتألف من مجموعة واسعة من السكريات الأحادية التي تتكون من وحدات سكرية مطولة، وتختلف قصرها عن وحدات السكر في السكريات المتعددة. يتم ربط وحدات السكر الأحادي بواسطة التفاعلات الكيميائية التي تسمى “بنزع الماء” لأن الماء هو مكون ثانوي .
كيف تتكون السكريات قليلة التعدد
تتشكل السكريات المركبة عن طريق ربط وحدات السكريات الأحادية مع بعضها البعض باستخدام الروابط المعروفة باسم الروابط الغليكوزيدية، وتتواجد هذه الروابط في الهيدروكسيل المتواجدة في بعض المجموعات الوظيفية لاثنين فقط من السكريات الأحادية .
غالبًا ما تكون السكريات المتصلة بمركب حيوي آخر عن طريق التفاعل الارتباطي مع الغليكوزيل (الغلكزة) .
والمكون الحيوي الآخر يكن مثل البروتينات أو الدهون، ويمكن تعريف السكريات قليلة التعدد التي تكون متصلة مع مكون حيوي آخر باسم الغلوكوزيديزات ، مثال على هذا فإن الدهون السكرية التي تكون من الكربوهيدرا ت، من الممكن أن تكون من السكريات قليلة التعدد أو السكريات متعددة لأنها تعد من الدهون .
أمثلة على السكريات قليلة التعدد
- يتألف الستاكيوز من سكر رباعي، وهو مزيج من أربعة عناصر.
- الرافينوز هو سكر ثلاثي مكون من ثلاثة عناصر وهي الغالاكتوز والغلوكوز والفركتوز. يتواجد بكثرة في بعض النباتات مثل البقوليات والحبوب الكاملة والملفوف والكرنب بروكسيل والبروكولي، كما يتواجد أيضًا في بذور القطن .
أهمية السكريات قليلة التعدد
- تعد السكريات قليلة التعدد هي مصدر من المصادر الأساسية في إنتاج الطاقة ، وباﻻخص سكريات الأليغو فركتوزية (Fructooligosaccharides) وهي تكون مصدر رئيسي للألياف ونستطيع أن نحصل على هذه السكريات الفركتوزية أو نجدها في كثير من الفواكه مثل الموز أو النباتات مثل الكراث، والبصل، والثوم، والهليون .
- من مهام السكريات قليلة التعدد أنها تقوم بعمل مادة البريبيوتيك ، التي تستخلص من منتجات الألبان حيث أن هذه المادة من الصعب أن تهضم عن طريق الأمعاء البشرية ، فلذلك الشيء إنها تقاد إلى الأمعاء الغليظة لأن هذه العناصر تشارك في نمو البكتيريا التي توجد في القولون المعروفة باسم بيفيدوباكتيريوم .
- السكريات ذات السلاسة البسيطة هي مصدر هام للطاقة ، وخاصة سكريات الفركتوز الأوليغو (Fructooligosaccharides) التي تعتبر مصدرا رئيسيا للألياف ، ويمكننا الحصول على هذه السكريات الفركتوزية .
- من أهمية السكريات قليلة التعدد أنها تقوم بالاتحاد مع كثير من البروتينات من أجل عمل البروتينات السكرية، كما أن هذه البروتينات تتمكن من الدخول في كثير من الوظائف الحيوية المتنوعة مثال على ذلك الاستعداد والذوبانية ، والتصاق الخلايا ، والتعرف الخلوي ، والوظائف الخاصة للجهاز المناعي .
- من المعروف أن فصائل الدم البشرية A B / AB / O تعتمد بشكل كامل على الدهون السكرية الموجودة على سطح كرات الدم الحمراء، وتعمل السكريات ذات التركيب المتعدد على تحديد نسبة الدهون السكرية في فصيلة الدم. على سبيل المثال، فصيلة الدم A تحتوي على أسيتيل غالاكتوز أمين، في حين تحتوي فصيلة الدم B على الغالاكتوز، وتحتوي فصيلة الدم AB على كلا المادتين معا، وفصيلة الدم O لا تحتوي على أي من هذه المواد .
السكريات المتعددة
كل جزيء في السكريات المتعددة يحتوي على عدد كبير من السكريات الأحادية، وتعرف هذه السكريات الأحادية بالغلايكانات (غلايكان)، ومن الممكن أن تكون السكريات المتعددة متماثلة عندما تكون السكريات الأحادية المكونة لها من نفس النوع، وفي حالة تنوع السكريات الأحادية وعدم تطابقها في النوع، فإنها تكون غير متجانسة أو غير متماثلة .
تتوفر السكريات المتعددة بأشكال متنوعة حسب نوع السكريات الأحادية التي ترتبط معًا، وبمعنى آخر، فإن الكربونات الموجودة في السكريات الأحادية هي التي ترتبط معًا .
أمثلة على السكريات المتعددة
- مثل أمثلتها، مواد مثل السليلوز والكيتين والغليكوجين والنشاء.
- وإن السليلوز والكيتين يعدان من السكريات التي تكون متعددة التركيبة ، وتتألف من عدد كبير جدا قد يصل إلى آلاف من المونوميرات أي جزيئات صغير يكونان متحدين مع بعضهم في ألياف طويلة ، ويوجد هناك فرق واحد بين كلا من السليلوز والكيتين ويكون في السلاسل الجانبية التي تخص حلقات الكربون السكرية الأحادية .
- في الكيتين، تم تعديل السكريات الأحادية بإضافتها إلى مجموعة تحتوي على العديد من الذرات من الكربون والنيتروجين والأكسجين، وتعمل السلاسل الجانبية بشكل متزامن لربط جزيئات الهيدروجين.
- – يعمل السليلوز على إنتاج مواد صلبة مثل الخشب، بينما يعمل الكيتين على إنتاج مواد أكثر صلابة مثل القشرة والحجر الجيري .
أهمية السكريات المتعددة
- السكريات المتعددة تساهم في تخزين الطاقة في الكائنات الحية ، حيث أن الأنزيمات التي تكون منتجة أو مستخرجة للطاقة لا تقوم إلا على السكريات الأحادية التي تختزن في السكريات المتعددة ، وفي بعض الأحيان ترتبط السكريات المتعددة مع بعضها ، فتكون محتوية على الكثير من السكريات الأحادية ولكن تكون في مناطق كبيرة .
- إحدى أهمياتها هي أنها تعود إلى السلاسل الجانبية للسكريات الأحادية، مما يؤدي إلى وجود عدد أكبر من روابط الهيدروجين. وهذا يؤثر بشكل كبير على خصائص الماء، حيث يتم الحفاظ على تجميع الجزيئات معا وعدم ذوبانها في السائل داخل الخلية. وبالتالي، يساهم ذلك في تقليل تركيز السكر في الخلية وزيادة الطلب عليه. على الرغم من أن السكر يستخدم لتخزين الطاقة فقط، إلا أنه يؤثر أيضا على تركيز المحلول. وهذا يؤثر فعلا على طرق امتصاص الماء والمواد الغذائية للخلية.
طرق الاتصالات الخلوية
تسمى السكريات المتعددة التي ترتبط بالبروتينات والدهون بالغلوكوزيديزات، ويتم استخدامها في نقل الإشارات داخل الخلايا بين البروتينات السكرية والدهون السكرية .