sacharidy

sacharidy jsou dietní svorky po celém světě. Také se jim dostává hodně negativní pozornosti v médiích. Jako nové výstřelek diety přicházejí a z módy, každý z nich má jinou představu o správné množství sacharidů konzumovat. Ačkoli to bylo kdysi považováno za super jídlo, cukr (nejjednodušší sacharidy) je nyní zobrazen v darebném světle. Existuje dokonce hnutí, které má cukr překlasifikovat jako nebezpečnou a návykovou drogu! Polysacharidy (to, co lidé tradičně považují za „sacharidy“) byly před několika lety všeobecně nenáviděny, ale nyní existují smíšené názory. Ketogenní diety (nízký obsah sacharidů, vysoký obsah bílkovin a tuků) vypadly z laskavosti kvůli zdravotním rizikům, stále však existuje debata o tom, zda jsou sacharidy pro vás dobré. Kulturisté tvrdí, že jsou dobré pro výkon a metabolismus. Odborníci na výživu varují před riziky zvýšené hladiny cukru v krvi a přírůstku hmotnosti. Z kontextu diskuse o zdravé výživě není vždy jasné, co přesně jsou sacharidy. Termín má tendenci se zvykat jako úlovek pro jakékoli škrobové jídlo. Zatímco škrob je uhlohydrát, existuje také mnoho dalších. Sacharidy jsou makronutrient (molekuly, které je třeba konzumovat v relativně velkém množství, aby se udržel život). Jsou nejhojnější biomolekulou na zemi a mají mnoho podob. Cukry, signální molekuly, části nebo náš imunitní systém, nukleové kyseliny a mnoho strukturálních složek jsou tvořeny ze sacharidů.

chemické složení sacharidů jim dává několik vlastností, které jim pomáhají plnit tolik různých rolí. A co je nejdůležitější, jsou tvořeny ze základních jednotek, které pak mohou být spojeny dohromady jako cihly Lego a vytvářet velké a jedinečné molekuly. Jediné biomolekuly, které jsou při tom lepší než sacharidy, jsou bílkoviny. Společné molekulární vzorec pro všechny sacharidy, je

Cn(H2O)n

název pro tyto molekuly je odvozen z tohoto poměru: pro každý atom uhlíku (carbo-) tam je stejné množství vody (-hydrát). Protože kombinace uhlíku, vodíku a kyslíku může být snadno oxidována, ale nemá tendenci se sama rozkládat, mají sacharidy vysoký energetický potenciál i strukturální stabilitu. Díky tomu jsou ideální pro podněcování biochemických reakcí. Ve skutečnosti je oxidace sacharidové glukózy základní chemickou reakcí, která pohání veškerý život na zemi.

nejmenší funkční skupiny sacharidů jsou monosacharidy. Kořenové slovo „sacharid“ pochází z řeckého slova pro sladké, protože tyto jednotky mají charakteristickou sladkou chuť. Monosacharidy jsou někdy označovány jako jednoduché cukry. Tvoří nejjednodušší sacharidy a jsou řetězce atomů uhlíku s mnoha alkohol (-OH) funkční skupiny a speciální dvoulůžkový vázaného kyslíku (keton nebo aldóza), která umožňuje řetězce tvoří kruh. Existuje mnoho příkladů jednoduchých cukrů, které se spotřebovávají na energii. Glukóza je molekula, která se měří v hodnotách cukru v krvi a je klíčovým zdrojem biologické energie pro celý život.

fruktóza je druh cukru vyráběného v rostlinách. Je zdrojem sladkosti v kukuřičném sirupu s vysokým obsahem fruktózy.

galaktóza je druh cukru produkovaného savci, který se může vázat s glukózou za vzniku laktózy.

existuje také mnoho typů monosacharidů, které nejsou tráveny pro energii. Ribóza je primární strukturní složka v nukleotidech, které tvoří DNA a RNA. Manóza je jednoduchý cukr přítomný v signálních molekulách známých jako glykoproteiny.

Disacharidy

typy cukrů, které většina lidí bude znát jsou disacharidy, dva monosacharidy spojuje zvláštní pouto. Vazba, která spojuje dva monosacharidy, se nazývá glykosidická vazba. Vyskytují se proto speciální uhlíku v kruhu monosacharid (anomerní uhlík) lze kombinovat s -OH skupinou jiného monosacharidu vytvořit vazbu plus voda. Disacharidy mají větší, double-prstencové struktury a mají různé vlastnosti, na základě které monosacharidů jsou spojeny, stejně jako umístění a stereochemie z glykosidickými vazbami. Mnoho přirozeně se vyskytujících cukrů jsou disacharidy glukózy a některé další monosacharidy. Sacharóza (stolní cukr) se skládá ze dvou monosacharidů glukózy a fruktózy. Laktóza (mléčný cukr) se skládá z monosacharidů glukózy a galaktózy. Maltóza (částečně štěpený škrob) se skládá ze dvou spojených monosacharidů glukózy a je produktem sladování.

Polysacharidy

Většina sacharidů, ne existovat jako relativně malé monosacharidy nebo disacharidy, ale místo toho tvoří masivní řetězců jednoduchých cukrů spolu spojeny glykosidickými vazbami. Tyto struktury jsou velmi rozmanité ve formě a funkci, ale jsou souhrnně známé jako polysacharidy. Technicky termín sacharid zahrnuje všechny sacharidy, avšak v neformálním jazyce ho lidé používají k označení škrobu. Polysacharidy nemají charakteristickou sladkou chuť monosacharidů a disacharidů. Mohou se velmi lišit velikostí, od několika monosacharidových jednotek až po rozlehlé komplexy stovek monosacharidů. Mohou mít také různé struktury. Polysacharidy kde glykosidická vazba se vyskytuje na stejném místě na každé jednotce, aby dlouhé řetězce, které zábal kolem sebe tvoří helikální struktury. Alternativně mohou mít některé jednotky více glykosidických vazeb, což způsobuje volnou, větvící se strukturu. Konečně, polysacharidy mohou být složeny z jednoho monosacharidu jednotky (homopolysaccharides) nebo mohou mít opakující se vzory, dvě nebo tři různé monosacharidy (heteropolysacharidy).

Homopolysacharidy

polysacharidy, které se používají jako zdroje energie, bývají homopolysacharidy složené z glukózy. V rostlinách se tento zdroj energie nazývá škrob a přichází ve dvou odrůdách. Amylóza je nerozvětvený škrob. Vytváří těsné šroubovice, které se zabalí do krystalické struktury. Protože je pevně zabalená, je amylóza energeticky hustší, ale méně rozpustná a hůře stravitelná. Amylopektin je škrob s krátkými větvenými řetězci. Je snadno stravitelný a snadno se rozpouští ve vodě, ale je méně energeticky hustý, protože větve zabraňují těsnému balení. Kuchaři používají škroby jako zdroje energie a zahušťovadla. Zvířata a houby mají molekulu, která je analogická škrobu zvanému glykogen. Místo vytváření spirálových struktur, jako je škrob, tvoří glykogen granule vysoce rozvětvených řetězců glukózy připojených k centrálnímu proteinu. Vyrábí se v játrech a slouží jako střednědobé ukládání energie pro svalovou tkáň. Čirá želé podobná látka na dně plechovky spamu je většinou glykogen.

Homopolysacharidy mohou také tvořit robustní konstrukční materiály. Celulóza je robustní a vláknitý materiál, který pomáhá vytvářet buněčné stěny v rostlinách a mikroorganismech. Je konstruován z lineárních řetězců glukózy. Na rozdíl od amylózy však tvar glykosidických vazeb činí strukturu nerozpustnou a obtížně strávitelnou. Celulóza je v potravinách označována jako dietní vláknina a tvoří většinu bavlněných vláken, papírových výrobků a dřeva. Chitin je další strukturální homopolysacharid, který se často vyskytuje v přírodě. Tvoří exoskeletony hmyzu a váhy ryb. Stejně jako celulóza se chitin vytváří na nerozpustných řetězcích lineární glukózy. Každá glukózová jednotka je však upravena tak, aby k ní byla připojena skupina aminů (-NH2).

Heteropolysacharidy

Heteropolysacharidy obsahují dva nebo tři různé monosacharidy v opakující se vzory. Tyto sacharidy jsou obvykle úzce spojena s lipidy nebo bílkoviny, které tvoří hybridní struktury, tzv. glykolipidy nebo glykoproteiny. Tyto molekuly se nacházejí široce napříč rostlinami, zvířaty a mikroorganismy. Složky a tvar těchto molekul mají obrovskou rozmanitost a přesná struktura mnoha z nich je stále neznámá. Mnoho heteropolysacharidů je lékařsky relevantní. Příklady zahrnují kyselinu hyaluronovou, která funguje jako vysoce hydrofilní šok savé a maziva v chrupavce, kůži a nervovou tkání; heparin, který je antikoagulační přirozeně přítomné v krvi a imunoglobuliny (protilátky), které jsou nezbytné pro aktivní imunitní systém.

Závěr

Sacharidy jsou obrovské třídy biomolekul, kdo je složitost a rozmanitost funkcí soupeře, který proteinů. Jejich velikost se může pohybovat od relativně jednoduchých monosacharidů až po rozlehlé komplexy polysacharidů. Mají jedinečnou kombinaci strukturální stabilitu a vysokou potenciální energii, která z nich dělá ideální mezi makromolekuly pro podněcuje metabolismus, ale mají také mnoho dalších funkcí, včetně struktury a buněčné signalizace. Děláme sacharidy medvědí službu tím, že je považujeme pouze za těstoviny a brambory. Jedná se o jedinečnou a velmi rozmanitou rodinu molekul nezbytných pro veškerý život na zemi.