carbohidrații

carbohidrații sunt elemente de bază din întreaga lume. De asemenea, primesc multă atenție negativă în mass-media. Ca noi diete moft vin și din moda, fiecare are o idee diferită pentru cantitatea corectă de carbohidrati pentru a consuma. Deși a fost Considerat cândva un super aliment, zahărul (cei mai simpli carbohidrați) este acum prezentat într-o lumină ticăloasă. Există chiar și o mișcare de a avea zahăr reclasificat ca un drog periculos și captivant! Polizaharidele (ceea ce oamenii cred în mod tradițional ca „carbohidrați”) au fost Universal hated acum câțiva ani, dar acum există opinii mixte. Dietele ketogenice (cu conținut scăzut de carbohidrați, bogate în proteine și grăsimi) au căzut din favoare din cauza riscurilor pentru sănătate, cu toate acestea, există încă o dezbatere cu privire la faptul dacă carbohidrații sunt sau nu buni pentru dvs. Culturistii sustin ca sunt buni pentru performanta exercitiilor fizice si metabolism. Nutriționiștii avertizează cu privire la riscurile creșterii zahărului din sânge și a creșterii în greutate. Din contextul dezbaterii privind alimentele de sănătate, nu este întotdeauna clar exact ce sunt carbohidrații. Termenul tinde să se folosească ca o captură pentru orice aliment cu amidon. În timp ce amidonul este un carbohidrat, există și multe altele. Carbohidrații sunt un macronutrient (molecule care trebuie consumate în cantități relativ mari pentru a susține viața). Sunt cele mai abundente biomolecule de pe pământ și iau multe forme. Zaharurile, moleculele de semnalizare, părțile sau sistemul nostru imunitar, acizii nucleici și multe componente structurale sunt toate formate din carbohidrați.

compoziția chimică a carbohidraților le oferă mai multe proprietăți care îi ajută să ocupe atât de multe roluri diferite. Cel mai important, ele sunt formate din unități fundamentale care pot fi apoi legate între ele ca Lego cărămizi pentru a forma molecule mari și unice. Singurele biomolecule care sunt mai bune decât carbohidrații în acest sens sunt proteinele. Formula moleculară comună pentru orice carbohidrat este

Cn(H2O)n

denumirea acestor molecule este derivată din acest raport: pentru fiecare atom de carbon (carbo-) există o cantitate egală de apă (-hidrat). Deoarece combinația de carbon, hidrogen și oxigen poate fi ușor oxidată, dar tind să nu se descompună singure, carbohidrații au atât potențial energetic ridicat, cât și stabilitate structurală. Acest lucru le face ideale pentru alimentarea reacțiilor biochimice. De fapt, oxidarea glucozei glucidice este reacția chimică fundamentală care alimentează toată viața de pe pământ.

cele mai mici grupuri funcționale de carbohidrați sunt monozaharidele. Cuvântul rădăcină” zaharidă ” provine din cuvântul grecesc pentru dulce, deoarece aceste unități au un gust dulce caracteristic. Monozaharidele sunt uneori denumite zaharuri simple. Ele formează cele mai simple carbohidrați și sunt lanțuri de atomi de carbon cu multe grupări funcționale alcoolice (-OH) și un oxigen special dublu legat (cetonă sau aldoză) care permite lanțului să formeze un inel. Există multe exemple de zaharuri simple care sunt consumate pentru energie. Glucoza este molecula care este măsurată în ratingurile de zahăr din sânge și este sursa cheie de energie biologică pentru toată viața.

fructoza este un tip de zahăr produs în plante. Este sursa de dulceață în siropul de porumb bogat în fructoză.

galactoza este un tip de zahăr produs de mamifere care se poate lega cu glucoza pentru a forma lactoză.

există, de asemenea, multe tipuri de monozaharide care nu sunt digerate pentru energie. Riboza este componenta structurală primară din nucleotidele care alcătuiesc ADN și ARN. Manoza este un zahăr simplu prezent în moleculele de semnalizare cunoscute sub numele de glicoproteine.

dizaharide

tipurile de zaharuri cu care majoritatea oamenilor vor fi familiarizați sunt dizaharidele, două monozaharide legate între ele printr-o legătură specială. Legătura care leagă cele două monozaharide se numește legătură glicozidică. Ele apar deoarece un carbon special din inelul unei monozaharide (carbonul anomeric) se poate combina cu gruparea-OH pe o monozaharidă diferită pentru a crea o legătură plus apă. Dizaharidele au o structură mai mare, cu inel dublu și au o varietate de proprietăți pe baza cărora sunt legate monozaharidele, precum și localizarea și stereochimia legăturilor glicozidice. Multe zaharuri naturale sunt dizaharide de glucoză și alte monozaharide. Zaharoza (zahăr de masă) constă din cele două monozaharide glucoză și fructoză. Lactoza (zahăr din lapte) constă din monozaharide glucoză și galactoză. Maltoza (amidon parțial digerat) este compusă din două monozaharide de glucoză unite și este produsul malțului.

polizaharidele

majoritatea carbohidraților nu există ca monozaharide sau dizaharide relativ mici, ci formează lanțuri masive de zaharuri simple legate între ele prin legături glicozidice. Aceste structuri sunt foarte diverse ca formă și funcție, dar sunt cunoscute colectiv sub numele de polizaharide. Din punct de vedere tehnic, termenul de carbohidrați include toate zaharidele, cu toate acestea, în limbajul obișnuit, oamenii îl folosesc pentru a se referi la amidon. Polizaharidele tind să nu aibă gustul dulce caracteristic al monozaharidelor și dizaharidelor. Acestea pot varia foarte mult ca mărime, variind de la doar câteva unități monozaharidice, până la complexe întinse de sute de monozaharide. Ele pot avea, de asemenea, structuri diferite. Polizaharidele în care legătura glicozidică are loc în același loc pe fiecare unitate fac lanțuri lungi care se înfășoară în jurul lor pentru a forma structuri elicoidale. În mod alternativ, unele unități pot avea mai multe legături glicozidice, provocând o structură liberă, ramificată. În cele din urmă, polizaharidele pot fi compuse în întregime dintr-o singură unitate monozaharidică (homopolizaharide) sau pot avea modele repetate de două sau trei monozaharide diferite (heteropolizaharide).

homopolizaharide

polizaharidele care sunt utilizate ca surse de energie tind să fie homopolizaharide compuse din glucoză. În plante, această sursă de energie se numește amidon și vine în două soiuri. Amiloza este un amidon neramificat. Formează spirale strânse care se împachetează într-o structură cristalină. Deoarece este bine ambalată, amiloza este mai densă din punct de vedere energetic, dar mai puțin solubilă și mai greu de digerat. Amilopectina este un amidon cu lanțuri scurte, ramificate. Este ușor de digerat și se dizolvă ușor în apă, dar este mai puțin densă din punct de vedere energetic, deoarece ramurile împiedică ambalarea strânsă. Bucătarii folosesc amidonul ca surse de energie și agenți de îngroșare. Animalele și ciupercile au o moleculă analogă amidonului numită glicogen. În loc să formeze structuri elicoidale precum amidonul, glicogenul formează granule de lanțuri foarte ramificate de glucoză atașate la o proteină centrală. Se face în ficat și servește ca stocare de energie pe termen mediu pentru țesutul muscular. Substanța limpede ca jeleu din partea de jos a unei cutii de spam este în mare parte glicogen.

Homopolizaharidele pot forma, de asemenea, materiale structurale robuste. Celuloza este un material robust și fibros care ajută la crearea pereților celulari în plante și microorganisme. Este construit din lanțuri liniare de glucoză. Cu toate acestea, spre deosebire de amiloză, forma legăturilor glicozidice face structura insolubilă și dificil de digerat. Celuloza este denumită fibră dietetică în alimente și reprezintă cea mai mare parte a fibrelor de bumbac, a produselor din hârtie și a lemnului. Chitina este o altă homopolizaharidă structurală care apare frecvent în natură. Formează exoscheletele insectelor și solzii peștilor. Ca și celuloza, chitina se formează pe lanțuri insolubile de glucoză liniară. Cu toate acestea, fiecare unitate de glucoză este modificată pentru a avea o grupare amină (-NH2) atașată la ea.

Heteropolizaharidele

Heteropolizaharidele conțin două sau trei monozaharide diferite în modele repetate. Acești carbohidrați sunt de obicei strâns asociați cu o lipidă sau o proteină care formează structuri hibride numite glicolipide sau glicoproteine. Aceste molecule se găsesc pe scară largă în plante, animale și microorganisme. Componentele și forma acestor molecule au o diversitate enormă, iar structura exactă a multora dintre ele este încă necunoscută. Multe heteropolizaharide sunt relevante din punct de vedere medical. Exemplele includ acidul hialuronic care funcționează ca un absorbant de șoc foarte hidrofil și lubrifiant în cartilaj, piele și țesuturi neuronale; heparina, care este un anticoagulant prezent în mod natural în sânge și imunoglobuline (anticorpi) care sunt esențiale pentru sistemul imunitar activ.

concluzie

carbohidrații sunt o clasă vastă de biomolecule a căror complexitate și diversitate a funcțiilor rivalizează cu cea a proteinelor. Dimensiunea lor poate varia de la monozaharide relativ simple la complexe extinse de polizaharide. Au o combinație unică de stabilitate structurală și energie potențială ridicată, ceea ce le face ideale printre macromolecule pentru alimentarea metabolismului, dar au și multe alte funcții, inclusiv structura și semnalizarea celulară. Facem carbohidrați un deserviciu gândindu-ne doar la ei ca la paste și cartofi. Sunt o familie unică și extrem de diversă de molecule esențiale pentru toată viața de pe pământ.