Węglowodany, cukry – przemiana w komórce

Cukry to inaczej sacharydy lub węglowodany. Cukry są pochodną alkoholi wielohydroksylowych i podstawowym źródłem energii. Są to także najważniejsze substancje metabolizowane przez komórki, do tworzenia wielocukrów i innych związków.

Budowa chemiczna i podział cukrów

Cukry to związki zbudowane z atomów tlenu, wodoru i węgla. Dzielą się na cukry proste i złożone.

1.   Cukry proste –  Rozpuszczalne w wodzie,  które nie ulegają rozkładowi na prostsze związki.

  • Monosacharydy, czyli cukry proste – to węglowodany, które nie ulegają hydrolizie. Do najważniejszych z nich należy glukoza, fruktoza, ryboza, ksyloza, arabinoza, deoksyryboza, mannoza i galaktoza. Wszystkie cukry proste są składową cukrów złożonych, które są podstawą do ich budowy. Cukry proste pomagają w procesach metabolicznych i utleniania komórkowego.

2.   Cukry złożone – Zbudowane z cukrów prostych. Rozpadają się na więcej cząsteczek, które są ze sobą połączone.

  • Disacharydy, czyli dwucukry – to węglowodany, które rozpadają się na dwie cząsteczki jednakowych bądź różnych monosacharydów. Do tych cząsteczek należą: laktoza, maltoza, sacharoza, celobioza, rafinoza i stachioza.  Dwucukry są dobrze rozpuszczalne w wodzie,  powstają z połączenia dwóch cząsteczek cukrów prostych, i cechują się czynną osmozą.
  • Oligosacharydy czyli oligocukry, inaczej nazywane kilkucukrami – to węglowodany, które rozpadają się na 3 do 6 cząsteczek. Należy do nich m.in. maltotrioza.
  • Polisacharydy, czyli policukry i wielocukry – to węglowodany, które rozpadają się na 6 cząsteczek monosacharydów m.in. skrobie, dekstrynę, glikogen, celuloze, ksylany, inuline,  pektyny, agar- agar – występujące w glonach. Wielocukry pełnią w organizmie funkcje strukturalne i zapasowe. W przypadku roślin, celuloza tworzy podstawowy budulec ścian komórkowych. U zwierząt, glikogen magazynuje cukier w wątrobie i mięśniach, oraz dostarcza go do organizmu – w przypadku zmniejszenia ilości poziomu cukru we krwi.

Właściwości biologiczne curków i znaczenie w funkcjonowaniu organizmu

Cukry są podstawowymi składnikami organizmów żywych. To istotny składnik pokarmu ludzi i zwierząt i dostarczają źródła energii dla wszystkich organizmów żywych. Węglowodany spełniają zatem w organizmie istotne funkcje energetyczne, zapasowe, transportowe, budulcowe, a ponadto wchodzą w skład DNA i RNA. Mają możliwość modyfikacji niektórych białek, hamują krzepnięcie krwi i są składnikiem odżywczym.

Przebieg metabolizmu komórkowego cukrów i etapy trawienia w organizmie człowieka

Początkowo węglowodany są trawione przez enzymy amylolityczne. Hydrolizują wiązania glikozydowe przez amylazę ślinową i amylazę jelitową. W wyniku trawienia produkowane są oligosacharydy, a skrobia i glikogen są rozkładane na dekstryny i dwucukry. Następnie przychodzą do amylazy trzustkowej i jelitowej. Dzięki rozpuszczalności dekstryn w wodzie, łatwiej ulegają trawieniu. Dwucukry rozkładane są przez enzymy disacharydy i przechodzą wraz z maltazą i sacharozą (które powstały w jamie gębowej) wprost do soku trzustkowego, gdzie znajduje się enzym laktoza – będąca składem soku jelitowego.  Po tym procesie powstają cukry proste. Glukoza wchłaniana jest w jelicie cienkim przez mikrokosmki jelitowe i poprzez krew transportowana do komórek wątroby. Po dotarciu do wątroby poprzez insulinę, nadmiar glukozy zmienia się na glikogen, który nie jest rozpuszczalny w wodzie. Wielocukier zwierzęcy rozprzestrzenia się z wątroby na pozostałe komórki ciała, a następnie w mitochondriach ulega utlenieniu. W przypadku nadmiaru cukrów w organizmie, następuje jego przemiana w tłuszcz i odkładanie się w podskórnej tkance tłuszczowej oraz wokół narządów wewnętrznych. Człowiek nie trawi celulozy, ale jest ona niezbędna do procesów trawienia i jednocześnie wspomaga oraz pobudza perystaltykę jelit.