الكربوهيدرات
يشار بمصطلح الكربوهيدرات إلى كل مركب عضوي يُدرج ضمن فصيلة الفحوم الهيدروجينية التي تؤدي مجموعة من الوظاف الغولية (HO-)، وتنفرد بأنها ذات مذاق حلو مميز، ويمكن العثور على الكربوهيدرات تحت عدة مسميّات ومنها السكريات والغلوسيدات والنشويات أيضًا، إلا أنها تعرف في حياة الإنسان اليومية باسم الكريات، وتنقسم الكربوهيدرات بدورها إلى عدةِ أنواع رئيسية، وهي على النحو التالي سكريات:
- السكريات الأحادية، وتشمل كل من الجلاكتوز والريبوز والفراكتوز والجلوكوز.
- السكريات الثنائية، ويدرج تحتها كل من اللاكتوز والمالتوز والسكروز.
- السكريات المعقدة أو المركبة، وتنقسم إلى سكريات نباتية كالسيليلوز والنشا، وسكريات حيوانية وهي تلك المستخلصة من جسم الإنسان والكائن الحي بشكلٍ عام.
- السكريات الأحادية، وتشمل كل من الجلاكتوز والريبوز والفراكتوز والجلوكوز.
- السكريات الثنائية، ويدرج تحتها كل من اللاكتوز والمالتوز والسكروز.
- السكريات المعقدة أو المركبة، وتنقسم إلى سكريات نباتية كالسيليلوز والنشا، وسكريات حيوانية وهي تلك المستخلصة من جسم الإنسان والكائن الحي بشكلٍ عام.
أهمية الكربوهيدرات
تتمثل أهمية الكربوهيدرات بالنسبة للإنسان بما يلي:
- إمداد الجسم بالطاقة بشكلٍ أسرع من البروتين والدهون.
- إمكانية استخلاص الكربوهيدرات من البروتين، وبالتالي إمداد الجسم بالجلوكوز في حال تراجع نسب الكربوهيدرات في الجسم.
- تحفيز الجهاز العصبي المركزي على القيام بالمهام الموكولة إليه بكل سهولة وسلاسة.
عملية تفكك الكربوهيدرات
تعرف عملية تفكك الكربوهيدرات أيضًا باسم أيض الكربوهيدرات، وهي عبارة عن سلسلة من العمليات الكيميائية الحيوية التي تقع عاتقها مسؤولية تكوين الكربوهيدرات وحطيمها وتحويلها تبادليًا داخل أجسام الكائنات الحية، وتلعب الكربوهيدرات دورًا في غاية الأهمية في استمرار الأيض الأساسي في لكائن الحي، ومن الجدير بالذكرِ أن النباتات تعمل على تشكيل الكربوهيدرات بالاعتماد على ثاني أكسيد الكربون والماء بواسطة التركيب الضوئي؛ فيصبح الأمر أكثر سهولة في تخزين الطاقة بواسطة ضوء الشمس، ويأتي ذلك عند قيام الحيوانات والفطريات باستهلاك النباتات، فيتم الاعتماد على التنفس الخلوي لتحطيم الكربوهيدرات المخزنة وتكسيرها لغايات توفير الطاقة ووضعها تحت تصرف الخلية. أيض الكربوهيدرات
مسار عملية تفكك الكربوهيدرات
تمر عملية تفكك الكربوهيدرات بعدة مراحل رئيسية، وهي:
- تحلل السكر: يمكن تعريف هذا المسار بأنه عبارة عن عملية يتعرض خلالها جزيء الجلوكوز للتكسير والتحطيم لينشطر إلى جزيئين البيروفات، وتمتاز هذه المرحلة بتخزين الطاقة الناتجة عن عملية التحطم على هيئة ATP و NADH، وتقوم أجسام الكائنات الحية المستهلكة للجلوكوز بهذه العملية، وتعتبر عملية التحليل والتحطيم الطريقة الوحيدة والأمثل لإصدار الطاقة بشكلٍ لا هوائي لا يحتاج أكسجين نهائيًا.
- استحداث السكر: تعتبر هذه المرحلة مخالفة تمامًا لتحليل السكر، حيث تقوم بدور هام في تحويل جزيئات غير كربوهيدراتية لتصبح جولكوز يحتاج إليها الجسم، ومن أبرز الأنواع المستخدمة في هذا السياق اللاكتات والجليسرين والجلوتامين والبيروفات وغيرها، وتعد هامة جدًا لإمداد الأنسجة بالطاقة ومن أبرزها الدماغ.
- تحلل الغليكوجين: تتمثل هذه المرحلة بتفكك وتحطم وتكسر الجليكوجين في كل من الكلى وعضلات الجسم والكبد لغايات استخلاص الجلوكوز في حين الحاجة إليه، ويشار إلى أن كل فرع من الجليكوجين يخضع للتحليل ينتج عنه جزيء جلوكوز واحد، تتمثل أهمية هذه المرحلة بإمداد الجسم بالجلوكوز في حال هبوط نسبة السكر في مجرى الدم.
- استحداث الغليكوجين: تأتي هذه المرحلة لغايات تحويل ما يفيض عن حاجة الجسم من الجلوكوز ليصبح جليكوجين هام للجسم، ويتألف بدوره من الجلوكوز والجلوكوز 6 الفوسفات متحدة معًا، ويمكن إنتاجه في الهيكل العظمي والعضلات والكبد والكلى.
- مسار فوسفات البنتوز: أسلوب بديل لعملية أكسدة الجلوكوز، يقوم كل من الكبد والخصية والغدد الحليبية وخلايا الدم الحمراء والبلعمية والغدة الكظرية والأنسجة الدهنية بإنتاج فوسفات البنتور، وتعتمد عليه خلايا الجسم للقيام في العمليات الحيوية داخلها.
- أيض الفركتوز: تقوم العضلات والكبد والكلى والأنسجة الدهنية بعملية أيض الفركتوز، بحيث يتم إنتاج كمية يحتاج إليها الجسم من إنزيمات الفركتوز-1-فوسفات.
- أيض الغالاكتوز: يعرف أيضًا باسم سكر الحليب، أحد أنواع الكربوهيدرات المكوّنة من جزيء جلوكوز واحد مع جزيء جالاكتوز واحد أيضًا، يستقبل عضو الكبد الجالكتوز بعد انفصاله وتفككه عن الجلوكوز؛ ليقوم بتحويله مجددًا إلى جلوكوز.