Węglowodany: cukier i jego pochodne
Ten obraz przedstawia ziarna skrobi (zielone) w miąższu Clematis sp. zakład. Skrobia jest syntetyzowana z węglowodanowej sacharozy, cukru wytwarzanego przez roślinę podczas fotosyntezy i wykorzystywana jako źródło energii. Jest przechowywany w postaci ziaren w strukturach zwanych amyloplastami (żółty). STEVE GSCHMEISSNER/Science Photo Library/Getty Images
Owoce, warzywa, fasola i ziarna są źródłem węglowodany . Węglowodany to cukry proste i złożone otrzymywane z żywności, którą spożywamy. Nie wszystkie węglowodany są takie same. Do węglowodanów prostych należą cukry, takie jak cukier stołowy lub sacharoza oraz cukier owocowy lub fruktoza. Węglowodany złożone są czasami nazywane „dobrymi węglowodanami” ze względu na ich wartość odżywczą. Węglowodany złożone składają się z kilku połączonych ze sobą cukrów prostych i obejmują skrobie i błonnik. Węglowodany są ważnym elementem zdrowej diety i cennym źródłem energii potrzebnej do wykonywania normalnych czynności biologicznych.
Węglowodany to jedna z czterech głównych klas związków organicznych w życiu komórki . Są produkowane podczas fotosynteza i są głównymi źródłami energii dla rośliny oraz Zwierząt . Termin węglowodan jest używany w odniesieniu do sacharydy lub cukier i jego pochodne. Węglowodany mogą być cukrami prostymi lub monosacharydy , podwójne cukry lub disacharydy składa się z kilku cukrów lub oligosacharydy lub składa się z wielu cukrów lub polisacharydów.
Polimery organiczne
Węglowodany to nie jedyne rodzaje polimery organiczne . Inne polimery biologiczne obejmują:
Monosacharydy
Cząsteczka glukozy. Hamster3d/Utworzone wideo/Getty Images
A monosacharyd lub cukier prosty ma formułę będącą pewną wielokrotnością CH2O . Na przykład, glukoza (najczęstszy monosacharyd) ma wzór C6H12O6 . Glukoza jest typowa dla budowy cukrów prostych. Grupy hydroksylowe (-OH) są dołączone do wszystkich węgli z wyjątkiem jednego. Węgiel bez przyłączonej grupy hydroksylowej jest podwójnie związany z tlenem, tworząc tak zwaną grupę karbonylową.
Lokalizacja tej grupy określa, czy cukier jest znany jako cukier ketonowy czy aldehydowy. Jeśli grupa nie jest końcowa, cukier jest znany jako keton. Jeśli grupa jest na końcu, jest znana jako aldehyd. Glukoza jest ważnym źródłem energii w żywych organizmach. W trakcie oddychania komórkowego , następuje rozkład glukozy w celu uwolnienia zmagazynowanej energii.
Disacharydy
Cukier lub sacharoza to biologiczny polimer składający się z monomerów glukozy i fruktozy. David Freund/Stockbyte/Getty Images
Dwa monosacharydy połączone przez a wiązanie glikozydowe nazywa się podwójnym cukrem lub disacharyd . Najczęstszym disacharydem jest sacharoza . Składa się z glukozy i fruktozy. Sacharoza jest powszechnie stosowana przez rośliny do transportu glukozy z jednej części rośliny do drugiej.
Disacharydy są także oligosacharydy . Oligosacharyd składa się z niewielkiej liczby jednostek monosacharydowych (od około dwóch do 10) połączonych ze sobą. Oligosacharydy znajdują się w błony komórkowe i wspomagać inne struktury błonowe zwane glikolipidami w rozpoznawaniu komórek.
Polisacharydy
Ten obraz przedstawia cykadę wyłaniającą się z korpusu nimfy lub egzoszkieletu larwy utworzonego z chityny. Kevin Schafer/Photolibrary/Getty Images
Polisacharydy może składać się z setek do tysięcy monosacharydów połączonych razem. Te monosacharydy są połączone przez synteza odwodnienia . Polisacharydy pełnią kilka funkcji, w tym wsparcie strukturalne i przechowywanie. Niektóre przykłady polisacharydów obejmują skrobię, glikogen, celulozę i chitynę.
Skrobia jest niezbędną formą przechowywanej glukozy w roślinach. Warzywa i zboża są dobrym źródłem skrobi. U zwierząt glukoza jest przechowywana jako glikogen w wątroba oraz mięśnie .
Celuloza jest włóknistym polimerem węglowodanowym, który tworzy ściany komórkowe roślin. Stanowi około jednej trzeciej całej materii roślinnej i nie może być strawiona przez ludzi.
Chitin jest twardym polisacharydem, który można znaleźć w niektórych gatunkach grzyby . Chityna tworzy również egzoszkielet stawonogów, takich jakpająki, skorupiaki i owady . Chityna pomaga chronić miękkie ciało wewnętrzne zwierzęcia i zapobiega ich wysychaniu.
Trawienie węglowodanów
Widok z przodu układu pokarmowego człowieka. Encyklopedia Britannica/UIG/Getty Images
Węglowodany w żywności, którą spożywamy, musi zostać strawiona, aby wydobyć zmagazynowaną energię. Gdy jedzenie podróżuje przez układ trawienny rozkłada się, umożliwiając wchłanianie glukozy do organizmu krew . Enzymy w jamie ustnej, jelicie cienkim i trzustce pomagają rozkładać węglowodany na ich składniki monosacharydowe. Substancje te są następnie wchłaniane do krwiobiegu.
The układ krążenia transportuje glukozę we krwi do komórki oraz tkanki cielesny. Uwalnianie insuliny przez trzustka umożliwia wchłanianie glukozy przez nasze komórki do produkcji energii poprzez oddychania komórkowego . Nadmiar glukozy jest przechowywany jako glikogen w wątrobie i mięśniach do późniejszego wykorzystania. Nadmiar glukozy może być również przechowywany jakotłuszczw tkanka tłuszczowa .
Węglowodany strawne obejmują cukry i skrobie. Węglowodany, których nie można trawić, obejmują nierozpuszczalny błonnik. Ten błonnik pokarmowy jest eliminowany z organizmu przez okrężnicę.