| Mobile | RSS

انواع کربوهیدرات ها

آبان ۱۲ام, ۱۳۸۹ | ۱ Comment | Posted in بیوشیمی

کربوهیدرات ها بزرگترین منبع انرژی هستند که نیازهای بدن را تامین می کنند، یعنی در واقع همان سوختی که بدن را در حرکت نگه می دارد. کربوهیدرات ها به اشکال مختلف موجود هستند.

بدن انسان برای حفظ سلامت باید یک درصد معین از کربوهیدرات جذب کند. سازمان سلامت جهانی توصیه می کند که بین % ۷۵-۵۵ از انرژی مورد نیاز یک فرد بزرگسال باید از جذب کربوهیدرات تامین شود. اگر این میزان کربوهیدرات در بدن تامین شود، مشکلاتی مثل دردهای عضلانی، خستگی، عملکرد ضعیف مغزی، و پایین آمدن مقاومت بدن درمقابل بیماری ها حاصل می شود. کربوهیدرات ها دو نوع اصلی دارند: کربوهیدرات های ساده و کربوهیدرات های مرکب.

 

کربوهیدرات های ساده

این نوع کربوهیدرات از یک قند ساده و تکی تشکیل شده است. کربوهیدرات های ساده مزه شیرینی غذاها را ایجاد می کنند. قند میوه، قند ذرت یا قند معمولی همه از انواع کربوهیدرات ساده هستند. این قندها در مصرف مستقیماً به شکل گلوکز وارد جریان خون می شوند. گلوکز انرژی فوری برای بدن فراهم کرده و از طریق خون به قسمت های مختلف بدن می رسد. قند ساده را می توان به میزان زیاد در موادغذایی طبیعی مثل میوه ها، سبزیجات، شیر و محصولات لبنی یافت. علاوه بر این، عسل، شیره ذرت، و شیره افرا منابعی از قندهای ساده هستند.

کربوهیدرات های مرکب

کربوهیدرات های مرکب همانطور که از نامش پیداست ترکیبی از انواع مختلف قند هستند. تجزیه این کربوهیدرات ها به شکل ابتدایی و ساده ترشان زمان بیشتری می برد و به همین علت هضم آنها نیز بیشتر طول می کشد. روند کند تجزیه، انرژی مداومی را برای زمانی طولانی در اختیار بدن قرار می دهد. ازآنجا که این کربوهیدرات ها نیاز به مدت زمان بیشتری برای تبدیل دارند، مداوماً توسط بدن استفاده می شوند. درنتیجه، قند که به چربی تبدیل می شود دیگر مثل کربوهیدرات های ساده به مقدار زیاد در بدن ذخیره نمی شود. کربوهیدرات های ساده انرژی فوری برای بدن مهیا می کنند چون درمقایسه با کربوهیدرات های مرکب، در زمان کوتاه تری تجزیه می شوند. این باعث بالا رفتن ذخیره چربی های تجزیه شده می شود که اگر نسوزند و توسط بدن مصرف نشوند، ممکن است منجر به مشکلاتی برای سلامتی شوند.

کربوهیدرات های مرکب را به میزان فراوان در غذاهایی مثل نان، پاستا، غلات کامل، میوه ها، سبزیجات، آجیل و دانه ها می بینیم.

کربوهیدرات ها را می توان براساس ساخت شیمیایی آنها نیز دسته بندی کرد. کربوهیدرات ها درواقع بزرگترین دسته ترکیبات روی زمین هستند. براساس پیچیدگی ساختار، کربوهیدرات ها به ۵ دسته تقسیم می شوند که در زیر به اختصار توضیح می دهیم.

مونوساکاریدها: اینها اصلی ترین ترکیب با ساختار چرخه ای هستند که از کربن، هیدروژن و اکسیژن به نسبت ۱،۲،۱ تشکیل می شود. "مونو" به تکی بودن و ساکارید به معنای قند است. گلوکز، فروکتوز و گلاکتوز انواعی از مونوساکاریدها هستند.

دی ساکاریدها: این کربوهیدرات ها به معنای "دوقندی" هستند که به انواع متداول مثل ساکاروز، مالتوز و لاکتوز اشاره دارد. وقتی دو مونوساکارید با واکنش تراکمی با هم پیوند می خورند، یک مولکول آب آزاد می کنند و یک دی ساکارید تشکیل می شود. این پیوند، پیوند گلیکوزیدی نام دارد.

اُلیگوساکارید: اینها کربوهیدراتهایی هستند که از بیش از دو نوع مولکول قند ساده تشکیل شده باشد که معمولاً بین ۳ و ۱۰ واحد تکی می باشد. عملکرد اصلی آنها در بدن ذخیره گلوکز است. رافینوز و استاکیوز انواع اصلی اُلیگوساکاریدها هستند که از زنجیره های تکراری فروکتوز، گالاکتوز و گلوکز تشکیل می شود.

پلی ساکاریدها: اینها مونومر هم خوانده می شوند و از هزاران مولکول ابتدایی گلوکز تشکیل شده اند. کربوهیدرات هایی که به شکل نشاسته ذخیره می شوند از این نوع ترکیبات تشکیل می شوند. آمیلوز که یک  ترکیب زنجیره ای مستقیم است و آمیلوپکتین که تزکیب شاخه دار است انواع متداول پلی ساکاریدها هستند.

ناکلئوتیدها: یک نوع کربوهیدرات مرکب دیگر هستند که از مقدار زیادی مولکول قند چرخه ای تشکیل می شود. اسید دی اکسی ریبونوکلئیک (DNA) و اسید ریبونوکلئیک (RNA) قندهای پنج ضلعی مرکب هستند که تحت این دسته طبقه بندی می شوند. تفاوت بین RNA و DNA این است که اولی یک گروه هیدروژنی اضافی دارد.

کربوهیدرات ها بزرگترین منبع انرژی در بدن هستند. بنابراین مصرف به اندازه آنها برای رشد و سلامت انسانها ضروری است.

کربوهیدرات ها یا قندها به سه گروه تقسیم می شوند:

۱-منوساکاریدها (Monosaccharides or Simple sugar)
۲-اولیگوساکاریدها (Oligosaccharides)
۳-پلی ساکاریدها (Polysaccharides)

منوساکاریدها یا قندهای ساده: ترکیبات سفیدرنگ، کریستاله ،قابل حل در آب و نسبتاً شیرین هستند. از لحاظ شیمیایی منوساکاریدها پلی هیدروکسی آلدئید و یا پلی هیدروکسی کتون یا کتوز می باشند. منوساکاریدهای طبیعی دارای سه تا هفت کربن می باشند.
بر اساس نوع گروه کربونیل و تعداد اتمهای کربنشان طبقه بندی می شوند.
با استفاده از پسوند –ose نامگذاری می شوند.
کوچکترین منوساکارید تریوزها یا قندهای سه کربنه می باشند. قند سه کربنه آلدئیدی، گلیسر آلدئید می باشد و از آنجایی که کربن شماره ۲ گلیسر آلدئید به چهار گروه متفاوت متصل است به آن کایرال(chiral) گویند.
سه کربنه کتونی یا (ketoriose) ، دی هیدروکسی استون می باشد که یک ترکیب ناکایرال(achiral) می باشد زیرا در ساختارش هیچ اتم کربن نامتقارن وجود ندارد. تمامی منو ساکاریدهای بلندتر از این دو قند کایرال می باشند.

ساختمان حلقوی قندها
ساختمان آلدوزها و کتوزهای مختلف بصورت زنجیر باز خطی مورد بررسی قرار گرفت. فرم های ساختمانی فوق برای منوساکاریدهایی از نوع تریوز و تتروز صادق است ولی بیشتر منوساکاریدهایی که پنج کربن یا بیشتر در ساختمان خود دارند بصورت ترکیبات حلقوی در می آیند. برای مثال در حالیکه گلوکز حاوی عامل آلدئیدی است، در برابر معرف هایی که به آسانی با عوامل آلدئیدی ترکیب می شوند، نسبتاً پایدار است و یا وقتی گلوکز در معرض هوا یا اکسیژن قرار می گیرد بدون تغییر باقی می ماند، در حالیکه اغلب آلدئیدها به آسانی تحت چنین شرایطی اکسید می شوند.

خواص شیمیایی مربوط به عامل آلدئیدی و کتونی قندها

۱- خاصیت احیا کنندگی قندها: قندهایی که دارای عامل احیا کننده آزاد(عامل آلدئیدی یا کتونی) می باشند، میتوانند در محیط قلیایی و به کمک حرارت با املاح مس دوظرفیتی ترکیب شوند و مس دوظرفیتی را به مس یک ظرفیتی احیا نمایند. از این خاصیت برای تشخیص قندها در مایعات بیولوژیک استفاده می شود.
۲- اثر اسیدها بر قندها: قندها در مجاورت اسیدهای قوی مانند اسید سولفوریک و یا اسید کلریدریک غلیظ،آب از دست داده، به ترکیبی حلقوی به نام فورفورال و یا مشتقات آن تبدیل می گردد.
پنتوزها به سهولت در محیط اسید غلیظ به فورفورال تبدیل می گردند در حالیکه گلوکز در این شرایط به هیدروکسی متیل فورفورال تبدیل می شود.
پلی ساکاریدها تحت اثر اسیدهای رقیق و به کمک حرارت هیدرولیز شده، منوساکارید را به وجود می آورند.
۳- اثر بازها بر قندها: محلول غلیظ بازها مانند NaOH و یا KOH موجب پلیمریزه شدن و یا تجزیۀ قندها می گردند، ولی بازهای رقیق موجب توتومریزاسیون قندها و تبدیل آنها به یکدیگر می شوند، به عنوان مثال-D گلوکز در محیط باز رقیق با تبدیل شدن به فرم واسط اندیول(فرم انولی) به قند مانوز و فروکتوز تبدیل می شود.
۴- احیا شدن قندها: گروه کربونیل منوساکاریدها در حضور آنزیم و یا در مجاورت هیدروژن و کاتالیزورهای معدنی احیا شده به الکل مربوطه تبدیل می گردد. مانند تبدیل شدن ریبوز به ربیتول، فروکتوز و گلوکز به سوربیتول، گالاکتوز به دالسیتول و مانوز به مانیتول.
تجمع دالسیتول و سوربیتول در عدسی چشم موجب بروز آب مروارید(کاتاراکت) میگردد.
۵- اکسیداسیون قندها: در اثر اکسیداسیون قندها سه نوع اسید ایجاد می شود.

I. اگر عامل آلدئیدی اکسید شود اسید آلدونیک حاصل می شود. قندهای کتونی به سادگی اکسید نمی شوند.
II. اگر عامل الکلی نوع اول اکسید شود، اسید اورونیک حاصل می شود.
III. در صورتیکه عامل آلدئیدی و الکلی هردو به عامل اسیدی تبدیل شوند، اسیدآلداریک یا ساکاریک ایجاد می شود.

مشتقات قندها:
۱- قندهای آمین دار: مانند گلوکزآمین و گالاکتوزآمین که معمولاً بصورت استیله یا سولفوره شده و در ساختمان هتروپلی ساکاریده یافت می شوند.

۲- دزوکسی قندها: در این قندها به جای یک یا چند گروه OH،H جایگزین شده است؛
مانند۲-دزوکسیD- ریبوز(در ساختمان DNA وجود دارد)،L- رامنوز(۶دزوکسی-L-مانوز)وL- فوکوز(۶-دزوکسی L-گالاکتوز). دو ترکیب اخیر در ساختمان غشای بعضی باکتریها وجود دارند.

۳- ویتامین C : این ترکیب در صنعت از گلوکز و یا L- سوربوز تهیه می شود. ویتامینC بطور عمده در بیوسنتز کلاژن بافت همبند،متابولیسم اسید آمینه تیروزین و جذب آهن شرکت دارد.

۴- اسید سیالیک: این ترکیب از مشتقات اسید نورامینیک می باشد. اسید نورامینیک ترکیبی از مانوزآمین و اسید پیروویک است که فرم استیلۀ آن اسید سیالیک نامیده می شود. اسید سیالیک در ساختمان گانگلیوزیدها(چربی های مرکب مغز) وجود دارد.

اولیگوساکاریدها:

ترکیباتی هستند که از به هم پیوستن ۲ تا ۱۰ واحد منوساکاریدی ایجاد می گردند. بر حسب تعداد منوساکارید شرکت کننده در ساختار می توان در ساکارید، تری ساکارید، تتراساکارید و… داشت. فراوان ترین اولیگوساکارید در طبیعت، دی ساکارید است.

دی ساکاریدها:

این دسته از کربوهیدراتها از ترکیب دو مولکول منوساکارید ایجاد می شود. بر حسب نوع اتصال بین دو قند و کربن های شرکت کننده در پیوند،دی ساکارید ها به دو دسته دی ساکاریدهای احیا کننده و دی ساکاریدهای غیراحیاکننده تقسیم می شوند.

الف-دی ساکاریدهای احیا کننده:
هرگاه عامل نیمه استالی یک منوساکارید، با هیدروکسیل الکلی منوساکارید دیگر پیوند اوزیدی حاصل نماید بعلت آزاد ماندن عامل احیاکننده در قند دوم، دی ساکارید از نوع احیا کننده می باشد. از این دسته می توان مالتوز،لاکتوز،سلوبیوز و… را نام برد.

ب-دی ساکاریدهای غیراحیاکننده:
در این گروه از دی ساکاریدها، عامل نیمه استالی هردو منوساکارید در پیوند گلیکوزیدی شرکت می کنند. از این دسته می توان ساکارز(Saccharose) یا سوکروز(Sucrose) و تره هالوز(Trehalose) را نام برد.

پلی ساکاریدها:

اغلب کربوهیدرات های موجود در طبیعت از نوع پلی ساکاریدی با وزن مولکولی زیاد هستند. این ترکیبات در اثر هیدرولیز کامل با آنزیمهای اختصاصی به منوساکاریدها و با مشتقات منوساکاریدی تبدیل می گردند.
پلی ساکاریدها بنام گلیکان(Glycan) نیز نامیده می شوند. این ترکیبات بعلت نوع منوساکارید متفاوتند و ممکن است از نظر طول رشته ویا انشعابات زنجیره پلی ساکاریدی متغییر باشند.

پلی ساکاریدها به دو گروه تقسیم می شوند:

A. هموپلی ساکاریدها؛ ترکیباتی که در ساختار پلی مریشان واحدهای منومری مشابه قرار دارند.

B. هتروپلی ساکارید؛ که از انواع مختلف منوساکاریدها پدید می آیند و گاه در زنجیر پلی ساکاریدی ترکیبات غیرکربوهیدراتی، مانند سولفات ها و یا استات ها یافت می شوند.

اهمیت زیست- پزشکی گلیکوژن:

نقش اصلی گلیکوژن عضلانی تامین سریع گلوکز مورد نیاز راه گلیکولیز در خود بافت عضلانی است ،درصورتی که گلیکوژن کبدی، ذخیره ای است برای تامین گلوکز خون به ویژه در فواصل بین غذاها. پس از ۱۲ الی ۱۸ ساعت ناشتائی تقریبا تمام گلیکوژن کبدی به مصرف میرسد در حالیکه گلیکوژن عضلانی فقط پس از فعالیت ها و تمرینات عضلانی کاهش می یابد.
اصطلاح بیماری انباشته شدن گلیکوژن (Glycogen Storage Disease) برای یک گروه ناهنجاری های موروثی به کار برده میشود که با انباشته شدن مقادیر غیر طبیعی و یا انواع غیرطبیعی گلیکوژن در بافت ها همراه است.که به ضعف عضلانی و حتی مرگ منجر میگردد. برای نمونه فقدان آنزیم گلوکز-۶ فسفات در بیماری فون ژیرکه (Von Gierkes Disease) موجب انباشته شدن گلیکوژن در سلولهای کبدی و کلیه ها و بروز عوارض هیپوگلیسمی ، اسیدوز لاکتیک ، افزایش غلظت مواد کتونی در خون و افزایش چربی های خون میگردد.

متابولیسم گالاکتوز:

گالاکتوز برای سنتز لاکتوز، گلیکولیپیدها ، پروتئوگلیکان و گلیکو پروتئین ها مورد نیاز است. گالاکتوز در روده ها از هیدرولیز لاکتوز(قند شیر ) تولید میشود و در کبد بسولت و طی واکنش های زیر به گلوکز مبدل می گردد:
گالاکتوز ابتدا به کمک آنزیم گالاکتئ کیناز و با مصرف ATP فسفریله شده و گالاکتوز-۱- فسفات را تولید میکند. گالاکتوز-۱-فسفات در طی واکنشی با اوریدین دی فسفات گلوکز موجب آزاد شدن گلوکز -۱-فسفات و تولید اوریدین دی فسفات گالاکتوز( UDPGal) میگردد. این واکنش به کمک آنزیم گالاکتوز-۱-فسفات اوریدیل ترانسفراز کاتالیز میشود.

برای تبدیل گالاکتوز به گلوکز، یک آنزیم اپی مراز بر روی نوکلئوتید فعال گالاکتوز(UDP-Gal) عمل نموده و آنرا به UDP-Glc تبدیل میکند.NAD+ کوآنزیم آنزیم اپی مراز است و این واکنش احتمالا با اکسیداسیون و سپس احیا کربن شماره۴ گالاکتوز همراه است.
سرانجام گلوکز از(UDPGlc) بر روی یک مولکول گلیکوژن انتقال یافته( گلیکوژن سنتتاز) و سپس به کمک فسفریلاز بصورت گلوکز-۱- فسفات آزاد میگردد.

از آنجایی که واکنش اپی مراز بسهولت برگشت پذیر است بنابراین د رصورت نیاز گلوکز نیز به آسانی قابل تبدیل به گالاکتوز است و بنابراین بنظر میرسد که وجود گالاکتوز در رژیم غذایی چندان ضروری نمی باشد.

 

Leave a Reply 14870 views, 11 so far today |
Follow Discussion

One Response to “انواع کربوهیدرات ها”

  1. amirali Says:

    ۱ساختارشیمیایی ساکاریک رولطفابگیدچجوریه؟

Leave a Reply


four − = 2

From a missive dismissively writ630465614866.jpg43912144aH9lWeddingUntitled (© Jimmy Cheng)Shara 004