Węglowodany

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Węglowodany (cukry, cukrowce, sacharydy)organiczne związki chemiczne składające się z atomów węgla oraz wodoru i tlenu, zazwyczaj w stosunku H:O = 2:1. Są to związki zawierające jednocześnie liczne grupy hydroksylowe, karbonylowe oraz czasami mostki półacetalowe. Ogólnym wzorem sumarycznym węglowodanów jest CxH2yOy lub Cx(H2O)y (znane są jednak węglowodany niespełniające tego wzoru, np. deoksyryboza).

Ze względu na liczbę jednostek cukrowych w cząsteczce, węglowodany dzielą się na:

Monosacharydy[edytuj | edytuj kod]

Cukry proste ze względu na ilość atomów węgla w pojedynczej cząsteczce dzielimy na:

Większość biologicznie ważnych monosacharydów ma 5 lub 6 atomów węgla, choć w fizjologii komórek (fotosynteza, cykl Krebsa) znaczenie mają też monosacharydy 3- i 4-węglowe, a spotyka się też monosacharydy i ich pochodne o większej niż 6 liczbie atomów węgla.

Monosacharydy można także podzielić na:

Wszystkie monosacharydy posiadają właściwości redukcyjne, czyli dają pozytywny wynik prób zarówno Tollensa, jak i Trommera. Grupa aldehydowa w aldozach redukuje odczynniki Tollensa i Trommera, ulegając jednocześnie utlenieniu do grupy karboksylowej. W środowisku zasadowym podczas ww. prób ketozy ulegają reakcji enolizacji, tworząc epimery - dwie aldozy i jedną ketozę; powstające aldozy dają wynik pozytywny prób.

Prawie wszystkie monosacharydy są optycznie czynne. Zwykle tylko jeden z dwóch stereoizomerów jest biologicznie aktywny.

Cukry złożone[edytuj | edytuj kod]

Cukry złożone powstają w wyniku połączenia wiązaniami glikozydowymi dwóch lub więcej cząsteczek cukrów prostych. Hydroliza cukrów złożonych prowadzi do rozerwania wiązań glikozydowych. Przebiega ona jednak tym trudniej, im dłuższy jest łańcuch cukrowy i im bardziej jest on rozgałęziony.

Cząsteczki cukrów mogą się łączyć wiązaniami glikozydowymi na dwa sposoby:

  • typ α – cząsteczki są zwrócone tą samą stroną do góry, np. w cząsteczkach maltozy i skrobi; ten typ wiązania warunkuje charakterystyczne wygięcie łańcucha polisacharydów
  • typ β – cząsteczki są zwrócone raz jedną, raz drugą stroną do góry.

Polisacharydy w których dominują wiązania β (np. celuloza i celobioza) tworzą liniowe łańcuchy, które blisko do siebie przylegają i są powiązane licznymi wiązaniami wodorowymi, co powoduje, że stają się one nierozpuszczalne w wodzie i odporne mechanicznie. Natomiast skrobia, w której dominują wiązania α jest o wiele łatwiej rozpuszczalna i jej całkowita hydroliza jest możliwa dzięki kwasom i enzymom.

Disacharydy[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Disacharydy.

Disacharydy (dwucukry) zbudowane są z reszt 2 cukrów prostych[1]. Zalicza się do nich np. sacharozę, laktozę, maltozę, celobiozę, rutynozę. Większość disacharydów (z wyjątkiem sacharozy) wykazuje właściwości redukcyjne.

Polisacharydy[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Polisacharydy.

Do polisacharydów zalicza się: skrobię, glikogen, celulozę, pektynę, chitynę, a także wiele pochodnych cukrów.

Łańcuchy polisacharydów dzieli się na:

  • amylozy – łańcuch nierozgałęziony, łatwo rozpuszczalny w wodzie
  • amylopektyny – łańcuch silnie rozgałęziony (występują także wiązania 1,6 glikozydowe), nierozpuszczalny w wodzie.

Polisacharydy nie wykazują właściwości redukcyjnych. Wiąże się to z bardzo małą ilością wolnych grup funkcyjnych w długich łańcuchach cukrowych.

Funkcje węglowodanów[edytuj | edytuj kod]

Węglowodany spełniają w organizmach następujące funkcje:

  • zapasowe – podczas wieloetapowego spalania 1 g glukozy w komórkach wyzwala się 17,2 kJ energii. U roślin magazynem energii jest głównie skrobia i inulina, a u zwierząt oraz ludzi glikogen
  • transportowa – u roślin transportową formą cukru jest sacharoza, a u zwierząt oraz ludzi glukoza
  • budulcowa (celuloza, hemiceluloza, chityna (pochodna węglowodanów))
  • wchodzą w skład DNA i RNA, stanowią modyfikację niektórych białek.
  • hamują krzepnięcie krwi – heparyna
  • są materiałem energetycznym (fruktoza) i odżywczym (maltoza, laktoza, rafinoza).

Przyswajalność węglowodanów[edytuj | edytuj kod]

Z żywieniowego punktu widzenia węglowodany można podzielić na przyswajalne przez człowieka (np. skrobia, fruktoza) oraz nieprzyswajalne tj. błonnik zwany włóknem pokarmowym. W skład błonnika wchodzą celuloza, pektyny oraz inne nietrawione przez człowieka związki mające korzystny wpływ na pracę układu pokarmowego. Termin cukry lub węglowodany jest potocznie utożsamiany z węglowodanami przyswajalnymi.

Pochodne węglowodanów[edytuj | edytuj kod]

Pochodnymi węglowodanów nazywane są cukry, których grupy hydroksylowe monomerów zostały zastąpione przez inne grupy funkcyjne, np. chityna (grupy acetyloaminowe), pektyny (zawiera jednostki kwasu galakturonowego, częściowo zmetylowanego) i heparyna (grupy aminowe i siarczanowe).

Przykładowe wzory chemiczne[edytuj | edytuj kod]

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. dwucukry. Słownik terminów biologicznych PWN. [dostęp 2013-08-20].

Star of life.svg Zapoznaj się z zastrzeżeniami dotyczącymi pojęć medycznych i pokrewnych w Wikipedii.