Skip to main content
Global

3.2: الكربوهيدرات

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    196029

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    مهارات التطوير

    • ناقش دور الكربوهيدرات في الخلايا والمواد خارج الخلية للحيوانات والنباتات
    • اشرح تصنيفات الكربوهيدرات
    • ضع قائمة بالسكريات الأحادية الشائعة والسكريات الثنائية والسكريات المتعددة

    معظم الناس على دراية بالكربوهيدرات، وهي نوع واحد من الجزيئات الكبيرة، خاصة عندما يتعلق الأمر بما نأكله. لفقدان الوزن، يلتزم بعض الأفراد بنظام غذائي «منخفض الكربوهيدرات». على النقيض من ذلك، غالبًا ما يقوم الرياضيون «بحمل الكربوهيدرات» قبل المسابقات المهمة لضمان حصولهم على طاقة كافية للتنافس على مستوى عالٍ. الكربوهيدرات هي، في الواقع، جزء أساسي من نظامنا الغذائي؛ الحبوب والفواكه والخضروات كلها مصادر طبيعية للكربوهيدرات. توفر الكربوهيدرات الطاقة للجسم، خاصة من خلال الجلوكوز، وهو سكر بسيط مكون من النشا ومكون في العديد من الأطعمة الأساسية. للكربوهيدرات أيضًا وظائف مهمة أخرى في البشر والحيوانات والنباتات.

    الهياكل الجزيئية

    يمكن تمثيل الكربوهيدرات بالمعادلة السيكيومترية (CH 2 O) n، حيث n هو عدد الكربونات في الجزيء. بمعنى آخر، تبلغ نسبة الكربون إلى الهيدروجين إلى الأكسجين 1:2:1 في جزيئات الكربوهيدرات. تشرح هذه الصيغة أيضًا أصل مصطلح «الكربوهيدرات»: المكونات هي الكربون («الكاربو») ومكونات الماء (وبالتالي «الهيدرات»). يتم تصنيف الكربوهيدرات إلى ثلاثة أنواع فرعية: السكريات الأحادية والسكريات الثنائية والسكريات.

    السكريات الأحادية

    السكريات الأحادية (أحادية = «واحدة»؛ السكر-= «الحلو») هي سكريات بسيطة، وأكثرها شيوعًا هو الجلوكوز. في السكريات الأحادية، يتراوح عدد الكربونات عادة من ثلاثة إلى سبعة. تنتهي معظم أسماء السكريات الأحادية باللاحقة -ose. إذا كان السكر يحتوي على مجموعة ألدهيد (المجموعة الوظيفية ذات الهيكل R-CHO)، فإنه يُعرف باسم الألدوز، وإذا كان يحتوي على مجموعة كيتون (المجموعة الوظيفية ذات الهيكل RC (=O) R ')، فإنه يُعرف باسم الكيتوس. اعتمادًا على عدد الكربونات في السكر، قد تُعرف أيضًا باسم الثلاثات (ثلاثة كربونات)، والبنتوسات (خمسة كربونات)، و/أو سداسيات (ستة كربونات). انظر الشكل\(\PageIndex{1}\) للحصول على رسم توضيحي للسكريات الأحادية.

    تظهر الهياكل الجزيئية للجلسرالديهيد والألدوز وثنائي هيدروكسي أسيتون، وهو كيتوس. يحتوي كلا السكريات على عمود فقري ثلاثي الكربون. يحتوي الغليسيرالديهيد على مجموعة كربونيل (c مزدوجة الارتباط بـ O) في أحد طرفي سلسلة الكربون مع مجموعات الهيدروكسيل (OH) المرتبطة بالكربونات الأخرى. يحتوي ثنائي هيدروكسي أسيتون على مجموعة كربونيل في منتصف السلسلة ومجموعات كحول في كل طرف. كما تظهر الهياكل الجزيئية للأشكال الخطية للريبوز والبنتوس والجلوكوز، وهو هيكسوز. يتكون كل من الريبوز والجلوكوز أيضًا من مجموعة الكربونيل في نهاية السلسلة ومجموعات الهيدروكسيل المرتبطة بالكربونات الأخرى.
    الشكل\(\PageIndex{1}\): يتم تصنيف السكريات الأحادية بناءً على موضع مجموعة الكربونيل وعدد الكربونات في العمود الفقري. تحتوي الألدوسات على مجموعة كربونيل (موضحة باللون الأخضر) في نهاية سلسلة الكربون، وتحتوي الكيتوسات على مجموعة كربونيل في منتصف سلسلة الكربون. تحتوي الثلاثات والبنتوسات والسداسيات على ثلاثة وخمسة وستة أعمدة كربونية على التوالي.

    الصيغة الكيميائية للجلوكوز هي C 6 H 12 O 6. في البشر، يعد الجلوكوز مصدرًا مهمًا للطاقة. أثناء التنفس الخلوي، يتم إطلاق الطاقة من الجلوكوز، ويتم استخدام هذه الطاقة للمساعدة في صنع الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP). تقوم النباتات بتجميع الجلوكوز باستخدام ثاني أكسيد الكربون والماء، ويستخدم الجلوكوز بدوره لمتطلبات الطاقة للمصنع. غالبًا ما يتم تخزين الجلوكوز الزائد على شكل نشا يتم تقويضه (تكسير الجزيئات الكبيرة بواسطة الخلايا) بواسطة البشر والحيوانات الأخرى التي تتغذى على النباتات.

    يعد الجالاكتوز (جزء من اللاكتوز أو سكر الحليب) والفركتوز (الموجود في السكروز والفاكهة) من السكريات الأحادية الشائعة الأخرى. على الرغم من أن الجلوكوز والجالاكتوز والفركتوز كلها لها نفس الصيغة الكيميائية (C 6 H 12 O 6)، إلا أنها تختلف هيكليًا وكيميائيًا (وتُعرف باسم الأيزومرات) بسبب الترتيب المختلف للمجموعات الوظيفية حول الكربون غير المتماثل؛ كل هذه السكريات الأحادية تحتوي على أكثر من كربون غير متماثل (الشكل\(\PageIndex{2}\)).

    آرت كونيكشن

    تظهر الهياكل الجزيئية للأشكال الخطية للجلوكوز والجالاكتوز والفركتوز. يتكون كل من الجلوكوز والجالاكتوز أيضًا من مجموعة كربونيل (كربون مزدوج الارتباط بالأكسجين) في أحد طرفي الجزيء. يتم إرفاق مجموعة الهيدروكسيل (OH) بكل من المخلفات الأخرى. في الجلوكوز، توجد مجموعة الهيدروكسيل المرتبطة بالكربون الثاني على الجانب الأيسر من التركيب الجزيئي وجميع مجموعات الهيدروكسيل الأخرى على اليمين. في الجالاكتوز، توجد مجموعات الهيدروكسيل المرتبطة بالكربونات الثالثة والرابعة على اليسار، ومجموعات الهيدروكسيل المرتبطة بالكربون الثاني والخامس والسادس على اليمين. الفركتوز عبارة عن كيتوز يتم ربط C به مرتين بـ O عند الكربون الثاني. تحتوي جميع الكربونات الأخرى على مجموعات هيدروكسيل مرتبطة بها. توجد مجموعة الهيدروكسيل المرتبطة بالكربون الثالث على اليسار، وجميع مجموعات الهيدروكسيل الأخرى على اليمين.
    الشكل\(\PageIndex{2}\): الجلوكوز والجالاكتوز والفركتوز كلها سداسيات. إنها أيزومرات هيكلية، مما يعني أن لها نفس الصيغة الكيميائية (C 6 H 12 O 6) ولكن بترتيب مختلف للذرات.

    ما نوع هذه السكريات، الألدوز أو الكيتوزية؟

    الجلوكوز والجالاكتوز والفركتوز عبارة عن السكريات الأحادية الإيزومرية (السداسيات)، مما يعني أنها تحتوي على نفس الصيغة الكيميائية ولكن لها هياكل مختلفة قليلاً. الجلوكوز والجالاكتوز هما أيضًا، والفركتوز هو الكيتوز.

    يمكن أن توجد السكريات الأحادية كسلسلة خطية أو كجزيئات على شكل حلقة؛ في المحاليل المائية توجد عادة في أشكال دائرية (الشكل\(\PageIndex{3}\)). يمكن أن يحتوي الجلوكوز في شكل حلقة على ترتيبين مختلفين لمجموعة الهيدروكسيل (OH) حول الكربون الشاذ (الكربون 1 الذي يصبح غير متماثل في عملية تكوين الحلقة). إذا كانت مجموعة الهيدروكسيل أقل من الكربون رقم 1 في السكر، يُقال إنها في موضع ألفا (α)، وإذا كانت فوق المستوى، يُقال إنها في موضع بيتا (β).

    يظهر تحويل الجلوكوز بين الأشكال الخطية والحلقة. تحتوي حلقة الجلوكوز على خمسة كربونات وأكسجين. في جلوكوز ألفا، يتم تثبيت مجموعة الهيدروكسيل الأولى في وضع منخفض، وفي جلوكوز بيتا، يتم تثبيت الحلقة في وضع أعلى. كما تظهر هياكل الأشكال الحلقية من الريبوز والفركتوز. يحتوي كلا السكريات على حلقة تحتوي على أربعة كربونات وأكسجين.
    الشكل\(\PageIndex{3}\): توجد خمسة وستة سكريات كربونية أحادية في حالة توازن بين الأشكال الخطية والحلقة. عندما تتشكل الحلقة، يتم تثبيت السلسلة الجانبية التي تُغلق عليها في موضع أو. يشكل الفركتوز والريبوز أيضًا حلقات، على الرغم من أنها تشكل حلقات ذات خمسة أعضاء بدلاً من حلقة الجلوكوز ذات الستة أعضاء.

    السكاريد

    تتكون السكريات الثنائية (di- = «اثنان») عندما يخضع اثنان من السكريات الأحادية لتفاعل الجفاف (المعروف أيضًا باسم تفاعل التكثيف أو تخليق الجفاف). خلال هذه العملية، تتحد مجموعة الهيدروكسيل المكونة من أحادي السكاريد مع هيدروجين أحادي السكاريد الآخر، مما يؤدي إلى إطلاق جزيء من الماء وتشكيل رابطة تساهمية. تُعرف الرابطة التساهمية المتكونة بين جزيء الكربوهيدرات وجزيء آخر (في هذه الحالة، بين اثنين من السكريات الأحادية) باسم الرابطة الغليكوزيدية (الشكل\(\PageIndex{4}\)). يمكن أن تكون الروابط الغليكوزيدية (تسمى أيضًا الروابط الغليكوزيدية) من نوع ألفا أو بيتا.

    يظهر تكوين السكروز من الجلوكوز والفركتوز. في السكروز، يرتبط الكربون رقم واحد في حلقة الجلوكوز بالكربون الثاني من الفركتوز عبر الأكسجين.
    الشكل\(\PageIndex{4}\): يتكون السكروز عندما يتم ربط مونومر الجلوكوز ومونومر الفركتوز في تفاعل الجفاف لتكوين رابطة جليكوسيدية. في هذه العملية، يتم فقدان جزيء الماء. وفقًا للتقاليد، يتم ترقيم ذرات الكربون في أحادي السكاريد من الكربون النهائي الأقرب إلى مجموعة الكربونيل. في السكروز، يتم تكوين رابطة جليكوسيد بين الكربون 1 في الجلوكوز والكربون 2 في الفركتوز.

    تشمل السكريات الشائعة اللاكتوز والمالتوز والسكروز (الشكل\(\PageIndex{5}\)). اللاكتوز هو ثنائي السكاريد يتكون من مونومري الجلوكوز والجالاكتوز. يوجد بشكل طبيعي في الحليب. المالتوز، أو سكر الشعير، هو ثنائي السكاريد يتكون من تفاعل الجفاف بين جزيئين من الجلوكوز. وثنائي السكاريد الأكثر شيوعًا هو السكروز، أو سكر المائدة، الذي يتكون من مونومري الجلوكوز والفركتوز.

    يتم عرض التركيبات الكيميائية للمالتوز واللاكتوز والسكروز. يُصنع كل من المالتوز واللاكتوز من مونومرين جلوكوز متصلين معًا في شكل حلقة. في المالتوز، يشير الأكسجين الموجود في الرابطة الغليكوزيدية إلى الأسفل. في اللاكتوز، يشير الأكسجين الموجود في الرابطة الغليكوزيدية إلى الأعلى. يتكون السكروز من مونومرات الجلوكوز والفركتوز. يشير الأكسجين الموجود في الرابطة الغليكوزيدية إلى الأسفل.
    الشكل\(\PageIndex{5}\): تشمل السكريات الشائعة المالتوز (سكر الحبوب) واللاكتوز (سكر الحليب) والسكروز (سكر المائدة).

    السكريات

    تُعرف السلسلة الطويلة من السكريات الأحادية المرتبطة بالروابط الغليكوزيدية باسم السكاريد (بولي- = «كثير»). قد تكون السلسلة متفرعة أو غير متفرعة، وقد تحتوي على أنواع مختلفة من السكريات الأحادية. قد يكون الوزن الجزيئي 100,000 دالتون أو أكثر اعتمادًا على عدد المونومرات المنضمة. يعتبر النشا والجليكوجين والسليلوز والكيتين أمثلة أساسية على السكريات.

    النشا هو الشكل المخزن من السكريات في النباتات ويتكون من خليط من الأميلوز والأميلوبكتين (كلاهما بوليمرات الجلوكوز). تستطيع النباتات تصنيع الجلوكوز، ويتم تخزين الجلوكوز الزائد، بما يتجاوز احتياجات الطاقة الفورية للنبات، كنشا في أجزاء مختلفة من النبات، بما في ذلك الجذور والبذور. يوفر النشا الموجود في البذور طعامًا للجنين أثناء نباته ويمكن أن يعمل أيضًا كمصدر للغذاء للبشر والحيوانات. يتم تقسيم النشا الذي يستهلكه البشر بواسطة الإنزيمات، مثل الأميلاز اللعابي، إلى جزيئات أصغر، مثل المالتوز والجلوكوز. يمكن للخلايا بعد ذلك امتصاص الجلوكوز.

    يتكون النشا من مونومرات الجلوكوز التي ترتبط بروابط جليكوسيدية ألفا 1-4 أو ألفا 1-6. تشير الأرقام 1-4 و1-6 إلى رقم الكربون للمخلفتين اللتين انضمتا لتشكيل الرابطة. كما هو موضح في الشكل\(\PageIndex{6}\)، فإن الأميلوز عبارة عن نشا يتكون من سلاسل غير متفرعة من مونومرات الجلوكوز (روابط α 1-4 فقط)، في حين أن الأميلوبكتين عبارة عن عديد السكاريد المتفرّع (روابط α 1-6 عند نقاط الفروع).

    يتم عرض الهياكل الكيميائية للأميلوز والأميلوبكتين. يتكون الأميلوز من سلاسل غير متفرعة من وحدات الجلوكوز الفرعية، ويتكون الأميلوبكتين من سلاسل متفرعة من وحدات الجلوكوز الفرعية.
    الشكل\(\PageIndex{6}\): الأميلوز والأميلوبكتين هما شكلان مختلفان من النشا. يتكون الأميلوز من سلاسل غير متفرعة من مونومرات الجلوكوز المتصلة بروابط جليكوسيد ألفا 1,4. يتكون الأميلوبكتين من سلاسل متفرعة من مونومرات الجلوكوز المتصلة بروابط جليكوسيد ألفا 1,4 و ألفا 1,6. نظرًا للطريقة التي يتم بها ربط الوحدات الفرعية، فإن سلاسل الجلوكوز لها بنية حلزونية. يتشابه الجليكوجين (غير موضح) في تركيبته مع الأميلوبكتين ولكنه أكثر تشعبًا.

    الجليكوجين هو شكل تخزين الجلوكوز في البشر والفقاريات الأخرى ويتكون من مونومرات الجلوكوز. الجليكوجين هو المكافئ الحيواني للنشا وهو جزيء عالي التشعب يتم تخزينه عادة في خلايا الكبد والعضلات. عندما تنخفض مستويات الجلوكوز في الدم، يتم تكسير الجليكوجين لإطلاق الجلوكوز في عملية تعرف باسم تحلل الجليكوجين.

    السليلوز هو البوليمر الحيوي الطبيعي الأكثر وفرة. يتكون جدار الخلية للنباتات في الغالب من السليلوز؛ وهذا يوفر الدعم الهيكلي للخلية. يتكون الخشب والورق في الغالب من السليلوزية في الطبيعة. يتكون السليلوز من مونومرات الجلوكوز المرتبطة بروابط جليكوسيدية β 1-4 (الشكل\(\PageIndex{7}\)).

    يظهر التركيب الكيميائي للسليلوز. يتكون السليلوز من سلاسل غير متفرعة من وحدات الجلوكوز الفرعية.
    الشكل\(\PageIndex{7}\): في السليلوز، ترتبط مونومرات الجلوكوز في سلاسل غير متفرعة من خلال الروابط الغليكوزيدية β 1-4. نظرًا للطريقة التي يتم بها ربط وحدات الجلوكوز الفرعية، يتم قلب كل مونومر جلوكوز بالنسبة إلى الوحدة التالية مما يؤدي إلى تكوين بنية ليفية خطية.

    كما هو موضح في الشكل\(\PageIndex{7}\)، يتم قلب كل مونومر جلوكوز آخر في السليلوز، ويتم تعبئة المونومرات بإحكام كسلاسل طويلة ممتدة. هذا يعطي السليلوز صلابته وقوة الشد العالية - وهو أمر مهم جدًا للخلايا النباتية. في حين أنه لا يمكن تفكيك رابط β 1-4 بواسطة الإنزيمات الهضمية البشرية، فإن الحيوانات العاشبة مثل الأبقار والكوالا والجاموس والخيول قادرة، بمساعدة النباتات المتخصصة في معدتها، على هضم المواد النباتية الغنية بالسليلوز واستخدامها كمصدر للغذاء. في هذه الحيوانات، توجد أنواع معينة من البكتيريا والطفيليات في الكرش (جزء من الجهاز الهضمي للحيوانات العاشبة) وتفرز إنزيم السليولاز. يحتوي ملحق حيوانات الرعي أيضًا على بكتيريا تهضم السليلوز، مما يعطيها دورًا مهمًا في الجهاز الهضمي للحيوانات المجترة. يمكن للسيلولاز تكسير السليلوز إلى مونومرات الجلوكوز التي يمكن استخدامها كمصدر للطاقة من قبل الحيوان. كما أن النمل الأبيض قادر على تكسير السليلوز بسبب وجود كائنات أخرى في أجسامه تفرز السليولاز.

    تخدم الكربوهيدرات وظائف مختلفة في الحيوانات المختلفة. تحتوي المفصليات (الحشرات والقشريات وغيرها) على هيكل عظمي خارجي يسمى الهيكل الخارجي، والذي يحمي أجزاء الجسم الداخلية (كما هو موضح في النحلة في الشكل\(\PageIndex{8}\)). يتكون هذا الهيكل الخارجي من الجزيء البيولوجي الكيتين، وهو نيتروجين يحتوي على السكريات. إنه مصنوع من وحدات متكررة من N-acetyl- β -d-glucozamine، وهو سكر معدل. يعتبر الكيتين أيضًا مكونًا رئيسيًا لجدران الخلايا الفطرية؛ فالفطريات ليست حيوانات ولا نباتات وتشكل مملكة خاصة بها في مجال Eukarya.

    تظهر صورة نحلة أثناء الطيران تحصل على رحيق من زهرة.
    الشكل\(\PageIndex{8}\): تحتوي الحشرات على هيكل خارجي صلب مصنوع من الكيتين، وهو نوع من السكريات. (تصوير: لويز دوكر)

    الروابط المهنية: اختصاصي تغذية مسجل

    السمنة هي مصدر قلق صحي عالمي، والعديد من الأمراض مثل السكري وأمراض القلب أصبحت أكثر انتشارًا بسبب السمنة. هذا هو أحد أسباب البحث عن أخصائيي التغذية المسجلين بشكل متزايد للحصول على المشورة. يساعد أخصائيو التغذية المسجلون في تخطيط برامج التغذية للأفراد في بيئات مختلفة. غالبًا ما يعملون مع المرضى في مرافق الرعاية الصحية، ويصممون خطط التغذية لعلاج الأمراض والوقاية منها. على سبيل المثال، قد يقوم أخصائيو التغذية بتعليم مريض السكري كيفية إدارة مستويات السكر في الدم عن طريق تناول الأنواع والكميات الصحيحة من الكربوهيدرات. قد يعمل أخصائيو التغذية أيضًا في دور رعاية المسنين والمدارس والممارسات الخاصة.

    لكي يصبح المرء اختصاصي تغذية مسجلاً، يحتاج المرء إلى الحصول على درجة البكالوريوس على الأقل في علم التغذية أو التغذية أو تكنولوجيا الأغذية أو أي مجال ذي صلة. بالإضافة إلى ذلك، يجب على أخصائيي التغذية المسجلين إكمال برنامج التدريب الداخلي الخاضع للإشراف واجتياز اختبار وطني. أولئك الذين يتابعون مهنًا في علم التغذية يأخذون دورات في التغذية والكيمياء والكيمياء الحيوية والبيولوجيا وعلم الأحياء الدقيقة وعلم وظائف الأعضاء البشرية. يجب أن يصبح أخصائيو التغذية خبراء في الكيمياء وعلم وظائف الأعضاء (الوظائف البيولوجية) للأغذية (البروتينات والكربوهيدرات والدهون).

    فوائد الكربوهيدرات

    هل الكربوهيدرات جيدة بالنسبة لك؟ غالبًا ما يُقال للأشخاص الذين يرغبون في إنقاص الوزن أن الكربوهيدرات سيئة بالنسبة لهم ويجب تجنبها. تمنع بعض الأنظمة الغذائية تمامًا استهلاك الكربوهيدرات، مدعيًا أن اتباع نظام غذائي منخفض الكربوهيدرات يساعد الناس على إنقاص الوزن بشكل أسرع. ومع ذلك، كانت الكربوهيدرات جزءًا مهمًا من النظام الغذائي البشري لآلاف السنين؛ تُظهر القطع الأثرية من الحضارات القديمة وجود القمح والأرز والذرة في مناطق تخزين أسلافنا.

    يجب استكمال الكربوهيدرات بالبروتينات والفيتامينات والدهون لتكون جزءًا من نظام غذائي متوازن. من حيث السعرات الحرارية، يوفر غرام الكربوهيدرات 4.3 سعرة حرارية. وعلى سبيل المقارنة، توفر الدهون 9 كيلو كالوري/غرام، وهي نسبة أقل جاذبية. تحتوي الكربوهيدرات على عناصر قابلة للذوبان وغير قابلة للذوبان؛ يُعرف الجزء غير القابل للذوبان بالألياف، وهو في الغالب السليلوز. للألياف العديد من الاستخدامات؛ فهي تعزز حركة الأمعاء المنتظمة عن طريق إضافة كميات كبيرة، وتنظم معدل استهلاك الجلوكوز في الدم. تساعد الألياف أيضًا على إزالة الكوليسترول الزائد من الجسم: ترتبط الألياف بالكوليسترول في الأمعاء الدقيقة، ثم تلتصق بالكوليسترول وتمنع جزيئات الكوليسترول من دخول مجرى الدم، ثم يخرج الكوليسترول من الجسم عن طريق البراز. تلعب الأنظمة الغذائية الغنية بالألياف أيضًا دورًا وقائيًا في الحد من حدوث سرطان القولون. بالإضافة إلى ذلك، فإن الوجبة التي تحتوي على الحبوب الكاملة والخضروات تعطي الشعور بالامتلاء. كمصدر فوري للطاقة، يتحلل الجلوكوز أثناء عملية التنفس الخلوي، التي تنتج ATP، عملة الطاقة للخلية. وبدون استهلاك الكربوهيدرات، سينخفض توافر «الطاقة الفورية». إن التخلص من الكربوهيدرات من النظام الغذائي ليس أفضل طريقة لفقدان الوزن. إن اتباع نظام غذائي منخفض السعرات الحرارية غني بالحبوب الكاملة والفواكه والخضروات واللحوم الخالية من الدهون، إلى جانب الكثير من التمارين والكثير من الماء، هو الطريقة الأكثر منطقية لفقدان الوزن.

    رابط التعلم

    للحصول على منظور إضافي عن الكربوهيدرات، استكشف «الجزيئات الحيوية: الكربوهيدرات» من خلال هذه الرسوم المتحركة التفاعلية.

    ملخص

    الكربوهيدرات هي مجموعة من الجزيئات الكبيرة التي تعد مصدرًا حيويًا للطاقة للخلية وتوفر الدعم الهيكلي للخلايا النباتية والفطريات وجميع المفصليات التي تشمل الكركند وسرطان البحر والروبيان والحشرات والعناكب. يتم تصنيف الكربوهيدرات على أنها السكريات الأحادية والسكريات الثنائية والسكريات اعتمادًا على عدد المونومرات في الجزيء. ترتبط السكريات الأحادية بروابط جليكوسيدية تتشكل نتيجة لتفاعلات الجفاف، وتشكل السكريات الثنائية والسكريات مع التخلص من جزيء الماء لكل رابطة متكونة. يعتبر الجلوكوز والجالاكتوز والفركتوز من السكريات الأحادية الشائعة، في حين أن السكريات الثنائية الشائعة تشمل اللاكتوز والمالتوز والسكروز. النشا والجليكوجين، وهما مثالان على السكريات، هما أشكال تخزين الجلوكوز في النباتات والحيوانات، على التوالي. قد تكون سلاسل السكاريد الطويلة متفرعة أو غير متفرعة. السليلوز هو مثال على السكاريد غير المتفرّع، في حين أن الأميلوبكتين، أحد مكونات النشا، هو جزيء متفرّع للغاية. تخزين الجلوكوز، في شكل بوليمرات مثل نشا الجليكوجين، يجعله أقل سهولة في عملية التمثيل الغذائي؛ ومع ذلك، فإن هذا يمنعه من التسرب من الخلية أو خلق ضغط تناضحي مرتفع يمكن أن يسبب امتصاص الماء بشكل مفرط من قبل الخلية.

    اتصالات فنية

    الشكل\(\PageIndex{2}\): ما نوع هذه السكريات، الألدوز أو الكيتوز؟

    إجابة

    يتم أيضًا تناول الجلوكوز والجالاكتوز. الفركتوز هو الكيتوس.

    مسرد المصطلحات

    الكربوهيدرات
    جزيء بيولوجي كبير تكون فيه نسبة الكربون إلى الهيدروجين والأكسجين 1:2:1؛ تعمل الكربوهيدرات كمصادر للطاقة ودعم هيكلي في الخلايا وتشكل الهيكل الخارجي الخلوي للمفصليات
    سليولوز
    السكاريد الذي يشكل جدار الخلية للنباتات؛ يوفر الدعم الهيكلي للخلية
    كيتين
    نوع الكربوهيدرات الذي يشكل الهيكل الخارجي لجميع المفصليات التي تشمل القشريات والحشرات؛ كما أنها تشكل جدران خلايا الفطريات
    السكاريد
    اثنان من مونومرات السكر التي ترتبط ببعضها البعض بواسطة رابطة جليكوسيدية
    الجليكوجين
    تخزين الكربوهيدرات في الحيوانات
    رابطة جليكوسيدية
    رابطة تتكون من تفاعل الجفاف بين اثنين من السكريات الأحادية مع التخلص من جزيء الماء
    أحادي السكاريد
    وحدة واحدة أو مونومر الكربوهيدرات
    السكاريد
    سلسلة طويلة من السكريات الأحادية؛ قد تكون متفرعة أو غير متفرعة
    نشاء
    تخزين الكربوهيدرات في النباتات