پاورپوینت کربوهیدرات ها قندها

کربوهیدراتها(قندها)

کربوهیدراتها ، منبع مهم غذایی اند همچنین به عنوان واحدهای سازنده چربیها و اسیدنوکلئیک ها عمل می کنند. سلولز ، نشاسته و قند معمولی ، تماما کربوهیدرات می باشند. از آنجا که این ترکیبات چندین گروه عاملی دارند به چند عاملی موسومند
کربوهیدرات ها (هیدرات های کربن) یکی از انواع مولکول های زیستی هستند که از نظر شیمیایی آنها را پلی هیدروکسی آلدئید یا پلی هیدروکسی کتون می دانند. هیدرات های کربن از اتم های کربن، هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده اند. کربوهیدرات هادر بدن بیشتر به عنوان مولکول های ذخیره کننده انرژی عمل می کنند، اما کاربردهای ساختاری و نقش در انتقال پیام و… نیز دارند

مهم ترین نقش کربوهیدراتها در بدن تامین انرژی می باشد؛ انرژی حاصل از تجزیه کربوهیدراتها نهایتا برای کار عضلانی و اعمال دیگر زیستی مورد استفاده قرار می گیرد

از سوختن کامل هر گرم قند چیزی در حدود 5 کیلو کالری انرژی تولید می گردد
در بدن افرادی که از تغذیه کامل برخوردارند تقریبا ۳۷۵ تا ۴۷۵ گرم کربوهیدرات ذخیره می شود که:
از این مقدار حدود ۳۲۵ گرم آن در عضلات (به صورت گلیکوژن)
۹۰ تا ۱۱۰ گرم آن در کبد
و تنها ۱۵ تا ۲۰ گرم در خون(گلوکز خون) وجود دارد
بنابراین ذخایر کربوهیدراتها در بدن محدود بوده و اگر تمام آنها به انرژی تبدیل شوند چیزی در حدود 2000 تا 2500 کیلو کالری تولید خواهد شد که مقدار قابل توجهی نمی باشد، اما اهمیت آنها در تامین انرژی مورد نیاز بدن،به دلیل سرعت تجزیه و تولید انرژی آنهاست؛ناگفته نماند که چون ذخیره کربوهیدراتها در بدن محدود می باشد لذا در صورت مصرف زیاد، کربوهیدراتها بصورت چربی تغییر شکل داده و به این حالت در بدن ذخیره می گردند؛   

در یک تغذیه نرمال
کربوهیدراتها بایستی حدود۵۵ درصد از کل کالری برنامه غذایی روزانه را تشکیل دهند؛ مثلا یک مرد۷۰ کیلو گرمی که روزانه به حدود ۳۵۰۰ کیلو کالری نیاز دارد بایستی ۳۵۰ گرم کربوهیدرات مصرف نماید؛ برای افرادی که فعالیت ورزشی دارند این سهم می تواند تا ۶۰ الی ۶۵ درصد  کل کالری برنامه غذایی افزایش یابد

گلوکز خون منبع انرژی مهم در ورزشهای سبک و طولانی در بیش از 2ساعت میباشد
سوخت وسازکربوهیدراتها در خلال ورزش توسط متغیر پیچیده هورمونی وکنترل موضعی ‏تنظیم می شود
انتقال گلوکز درعضله به طور قابل توجهی تجزیه گلوکز و ساخت گلیکوژن را در طی ورزش ‏و بعد از آن تنظیم می کند
اثر مکمل کربوهیدرات در خلال ورزش بستگی به میزان تخلیه معده ، نوع، زمان و مقدار ‏هضم کربوهیدرات دارد
دوباره سازی گلیکوژن بعد از ورزش نیز نوع، زمان و مقدارکربوهیدرات هضم شده بع ازورزش بستگی دارد

کربوهیدرات ها یا به صورت تک واحدی هستند (تک قندی ها یا مونوساکاریدها) و یا بصورت دی مر، تری مر و یا پلی مر هایی از این زیر واحدها هستند که به ترتیب دوقندی ها (یا دی ساکارید) ها، چندقندی ها (یا الیگوساکارید ها) و پلی ساکارید ها نامیده می شوند. یک منوساکارید یا قند ساده، یک آلدئید یا کتونی با حداقل دو گروه هیدروکسیل است. بدین ترتیب دو عضو ساده این طبقه از ترکیبات، ۲ و ۳ – دی هیدروکسی پروپانال (گلیسرآلدئید)، ۱ و ۳ – دی هیدروکسی پروپانون (۱ و ۳ – دی هیدروکسی استون) می باشند. قندهای پیچیده از اتصال قندهای ساده همراه با حذف آب بدست می آیند. قندهای آلدئیدی بصورت آلدوزها طبقه بندی می شوند. آنهایی که عامل کتونی دارند، کتوز خوانده می شوند. بر اساس طول زنجیر، قندها، تریوز (۳ کربنی)، تتروز (۴ کربنی)، پنتوز (۵ کربنی)، هگزوز (۶ کربنی) و غیره نامیده می شوند. از اینرو، ۲ و ۳ – دی هیدروکسی پروپانول (گلیسرآلدئید) یک آلدوتریوز است. در حالی که ۱ و ۳ – دی هیدروکسی پروپانون یک کتوتریوز می باشد.

نقش کربوهیدراتها
در تمرینات شدید بیشتر نیازهای انرژی از راه تجزیه کربوهیدراتها تامین میشود.در ورزشی که از نظر شدت متوسط تر ولی مدت آن طولانی تر است عموما کربوهیدرات تنها سوختی است که برای اجرای فعالیت مورد استفاده قرار میگیرد بنابراین محور ظرفیت کار بدنی,تامین و سوخت و ساز کربوهیدرات میباشد
کاهش غلظت گلوکز خون که سوخت مصرفی مغز وبافتهای دیگر میباشد,حتی در حالت استراحت نیز منجر به اختلال در عملکرد صحیح سیستم عصبی مرکزی میشود در صورت تداوم,این پدیده میتواند به بیهوشی و مرگ منجر شود کربوهیدراتها عمده ترین منبع تامین انرژی بدن انسان می باشند اغلب منابع تامین کربوهیدرات گیاهی هستند کربوهیدراتها در بدن انسان یا به طور مستقیم تبدیل به انرژی می شوند و یا بدن آنها را به صورت چربی ذخیره می کند

. همه کربوهیدراتها، از سه عنصر کربن، هیدروژن و اکسیژن تشکیل می شوند و دارای فرمولی به صورت Cm (H2O)n می باشند. برای مثال مولکول یک قند ساده همچون گلوکز، C6(H2O)6، از شش اتم کربن، ۱۲ اتم هیدروژن و ۶ اتم اکسیژن تشکیل شده است و به شکل یک ۶ ضلعی است. یک مولکول نشاسته بزرگ از صدها مولکول قند ساخته شده است که به شکل زنجیروار به هم متصل شده اند
علاوه بر رژیم غذایی , کربوهیدراتها از ذخایر داخلی بدن که بطور عمده گلیکوژن کبد و عضلات میباشد تامین میشود ضمنا ظرفیت بدن برای سنتز گلوکز از پیش سازهای غیر کربوهیدراتی محدود است
معملا بیشتر کربوهیدراتهای رژیم غذایی ،به شکل ساکارز ونشاسته میباشد که به لحاظ تندرستی و تغذیه ای از اهمیت زیادی برخوردارند
کربوهیدراتها به وفور در گیاهان و حیوانات وجود داشته و نقشهای ساختمانی و همچنین متابولیسمی را بعهده دارند
در گیاهان گلوکز از راه واکنشهای فتوسنتز از گازکربنیک و آب ساخته شده ،بصورت نشاسته ذخیره میگردد و یا اینکه به شکل سلولز در ساختمان چارچوب پیکره های گیاهی شرکت مینماید حیوانات خود قادر هستند گلوکز را از منشا چربیها و پروتئنها بسازند اما سهم اعظم کربوهیدراتهای مورد نیاز خود را از منشا گیاهان تامین میکنند

اهمیت قندها از نظر زیست محیطی
در میان کربوهیدراتهای گوناگون گلوکز به ویژه با توجه به اعمال فیزیولوژی بسیار مهمی که بر عهده دارد از اهمیت به سزائی برخوردار است. سهم اعظم کربوهیدراتهای موجود در مواد غذا یی یا بصورت گلوکز جذب و وارد جریان خون می گردد یا اینکه در کبد به گلوکز مبدل می گردد. بدن انسان قادر است کلیه کربوهیدراتهای مورد نیاز خود را از منشا گلوکز بسازد.گلوکز مهمترین ماده غذایی مورد نیاز بافتهای پستانداران (به استثنای نشخوار کنندگان) وماده غذایی اصلی در تغذیه جنین است. ‏گلوکز در بدن به کربوهیدرات های دیگری با فعالیت های حیاتی بسیار اختصاصی مانند گلیکوژن (حالت ذخیره)، ریبوز (در ساختمان اسید های نوکلئیک) گالاکتوز (در ترکیب لا کتوزشیر) تبدیل می گردد علاوه بر این گلوکزدرساختمان برخی چربی های مرکب (گلیکولیپیدها) و همراه با پروتئین ها در ترکیب گلیکوپروتثین ها و پرتثوگلیکان ها شرکت می نماید.

ساختمان شیمیایی کربوهیدراتها
کربوهیدراتها از مشتقات آلدئیدی و یا ستونی الکلهای چند ظرفیتی میباشند و به ترتیب زیر گروهبندی میشوند
منو ساکا ریدها :از یک ملکول کربوهیدرات تشکیل یافته اند و در اثر هیدرو لیز به کربوهیدرات ساده تری تجزیه نمی شوند. ‏این کربوهیدراتها برحسب تعداد اتم های کربن به ترتیب عبارتند از : ‏تریوزها، تتروزها، پنتوزها، هگزوها، هپتوزها و اکتوزها که اگر شامل یک عامل آلدئیدی باشند آنها را آلدوز و اگر عامل ستونی داشته باشد ستوز می نامند

منوساکاریدها
منوساکاریدها قندهایی ساده هستند که بر اثر هیدرولیز اسیدی به واحدهای ساده تر تفکیک نمی شوند. از هیدرولیز یک مولکول الیگو ساکارید ، دو تا شش مولکول قند ساده تر بدست می آید و از هیدرولیز کامل یک مولکول پلی ساکارید مونومرهای منوساکارید بسیار زیاد تولید می شود. تقریبا 70 منو ساکارید شناخته شده اند که 20 تای آنها در طبیعت می باشد و در حیوانات ، یکی از اجزای سازنده خون است.

منو ساکاریدهای مهم از نظر فیزیولوژی
در مراحلی از راههای متابولیسمی گلوکز(گلیکولیز) تریوزها یا قندهای سه کربن دار تولید میشوند همینطور طی راه متابولیسمی دیگری به نام پنتوزفسفات،تریوزها،تتروزها،پنتوزها و یک قند هفت کربن دار بنام سدوهپتولوز تولید میشوند
قندهای پنج کربن دار در ترکیب نوکلئوتیدها،اسیدهای نوکلوئیک و تعدادی از کوآنزیمها شرکت دارند
آلدوزهای3و4و5و6کربن دارهریک از اضافه شدن یک گروه(ch2o) بر روی عامل آلدئیدی(CHO) ،قندی با یک اتم کربن ایجاد میگردند
مهمترین آنها عبارت اند از:
Dگلیسرآلدئید ، Dریبوز و D گلوکز

دی ساکا رید ها : ‏دی ساکارید یا قند دو کربنه نوعی دی مر (پلیمری که از دو مونومر تشکیل شده باشد.) از گروه کربوهیدراتها است. هر دی ساکارید از دو مونوساکارید (یا قند ساده) تشکیل می شود که در دو گروه پنتوز (قندهای پنج کربنه) و هگزوزها(قندهای شش کربنه) جای گرفته اند

لاکتوز (قند شیر) که از ترکیب گالاکتوز و گلوکز تشکیل می شود.

ساکاروز (شکر) که از ترکیب فروکتوز و گلوکز تشکیل می شود.

مالتوز (قند جوانه گندم) که از ترکیب دو مولکول گلوکز تشکیل می شود

تشکیل دی ساکاریدها
دی ساکاریدها طی عمل سنتز آبدهی(دهیدراتاسیون)از ترکیب دو قند ساده به وجود می آیند که در این هنگام از یک قند ساده یک گروه هیدرواکسید (OH-) و از قند دیگر یک پروتون (گروه H-) جدا گردیده و تشکیل یک مولکول آب(H2o) می دهند.
عکس این عمل یعنی تجزیه دی ساکارید به مونوساکارید را هیدرولیز گویند که طی آن دی ساکارید با جذب یک مولکول آب و تجزیه آن به گروه های هیدروکسیل و هیدروژن به دو مولکول قند ساده تبدیل می گردد. مونوساکاریدها می توانند از محل هر یک از کربنهای دارای OH با مونوساکاریدهای دیگر پیوند برقرار کنند. به همین دلیل (توانایی برقراری چند پیوند با مونوساکاریدهای دیگر) رشته های پلی ساکاریدی می توانند دارای انشعاب باشند

پلی ساکاریدها
پلی ساکا ریدها : ‏یا چند قندیها که در اثرهیدرولیز ، تعداد زیادی منوساکارید تولید می کنند مانند نشاسته ‏وگلیکوژن
پلی ساکاریدها ممکن است دارای ساختمانی خطی یا شاخه دار باشند
پلی ساکاریدها، پلیمر منوساکارید ها هستند. از نظر تنوع در ساختمان ممکن آنها، بخصوص در اندازه زنجیر و شاخه ها، با پلیمرهای آلکنی قابل مقایسه هستند. سه تا از فراوانترین پلی ساکاریدها، سلولز، نشاسته و گلیکوژن می باشند که از منومرهای گلوکز تشکیل شده اند
فراوانترین پلی ساکاریدهای موجود در طبیعت نشاسته ، گلیکوژن و سلولز هستند. در ساختمان مولکولی این مواد بیش از 500 مونومر منو ساکارید وجود دارد و وزن مولکولی آنها بیشتر از یک میلیون است. معمولیترین منوساکاریدی که برای ساختن پلی ساکاریدها بکار رفته ، Dگلوکز است

پلی ساکاریدها علاوه بر نقش ساختمانی،شکل ذخیره ای قندها در بدن نیز میباشند
نشاسته
گلیکوژن
اینولین
دکسترین
سلولز
کیتین

نشاسته
نشاسته یک زنجیره آلفا گلوکوزیدی است که از هیدرولیز آن فقط گلوکز آزاد میگردد از همین رو آنرا گلوکان نیز مینامند نشاسته مهمترین منشا کربوهیدرات در مواد غذایی است و به مقادیر زیادی در غلات، سیب زمینی و سبزیجات یافت میشود
نشاسته گیاهی ، بصورت دانه هایی یافت می شود که پوشش پروتئینی دارند. هرگاه این دانه ها بر اثر گرما خرد شوند، از آنها نشاسته ای به نام آمیلوز بدست می آید که در آب داغ حل می شود و همچنین نشاسته ای بدست می آید که در آب حل نمی شود و آن را آمیلو پکتین می گویند

آمیلوز : آمیلوز تقریبا 25 درصد غالب نشاسته های طبیعی را تشکیل می دهد محلول ید، آمیلوز را به رنگ آبی تیره و آمیلوپکتین را به رنگ سرخ در می آورد. آمیلوز از لحاظ ساختار ، یک پلیمر تراکمی راست زنجیر است که در هر مولکول آن بطور متوسط 200 مونومر آلفا گلوکز دارد. هر منومر با منومر دیگر با از دست دادن یک مولکول آب بهم پیوند یافته اند، درست مانند دو واحد مالتوز آمیلو پکتین : یک مولکول آمیلو پکتینی ، نوعا در حدود 1000 منومر آلفا گلوکز دارد که آرایشی آنها به صورت زنجیرهای شاخدار است. از هیدرولیز کامل آمیلو پکتین ، D- گلوکز حاصل می شود و از هیدرولیز جزئی آن مخلوطی تولید می شود که آنرا دکسترین می نامند. دکسترین به عنوان مواد افزاینده به غذاها و به عنوان ماده لعابدار ، چسب و مواد پایانی برای کاغذ و الیاف مصرف می شود

گلیکوژن
گلیکوژن یک مخزن انرژی در حیوانات است. همان طور که نشاسته یک مخزن انرژی برای گیاهان محسوب می شود. زنجیرهای آلفا – گلوکز در گلیکوژن نسبت به زنجیرهای آمیلو پکتینی ، شاخه های بیشتری دارد گلیکوژن متشکل از 12تا 14 ریشه d-الفاگلوکوپیرانوز است که بسیار پر شاخه تر از آمیلوپکتین میباشد
مولکولهی این پلیمر کروی شکل میباشند در این مولکولها زنجیره های گلکوزیدی ممکن است شاخه دار یا بدون شاخه باشد که بصورت 12لایه هم مرکز قرار گرفته اند

ساختار گلیکوژن

اینولین
اینولین یک نوع نشاسته است که در برخی ریشه های غده ای شکل گیاهان یافت میشود و از هیدرولیز آن فقط فروکتوز آزاد میشود اینولین بر خلاف نشاسته در آب محلول است

سلولز
سلولز فراوانترین پلی ساکارید در طبیعت است. سلولز همچون آمیلوز مرکب از واحدهای گلوکز است. تفاوت میان ساختارهای سلولز و آمیلوز ، در پیوندهای میان واحدهای گلوکز است. در سلولز تمام واحدهای گلوکز به شکل حلقه بتا است، در حالی که در آمیلوز آنها به شکل حلقه آلفا هستند. این تفاوت ساختار ظریف میان نشاسته و سلولز ، موجب تفاوت میان گوارش آن دو می شود. انسان و حیوانات گوشتخوار ، آنزیمهای لازم برای هیدرولیز سلولز را ندارند. اما در بسیاری از موجودات ریز ، مانند باکتریهای موجود در بخشهای گوارشی موریانه ها این آنزیمها وجود دارد

کیتین
کیتین پلی ساکارید تغییر یافته ای است که نیتروژن دارد؛ و از واحدهای استیل گلوکز امین ( به طور درست تر، ۲-(استیل امینو)-۲-دئوکسی گلوکز) ساخته شده است. این واحدها دارای اتصال بتا-۱،۴ (مشابه اتصال بین زیرواحدهای گلوکز در سلولز) میباشند. در نتیجه کیتین میتواند به عنوان سلولزی که یک گروه هیدروکسیل در هر مونومرش با یک گروه استیل امین جایگزین شده است، توصیف شود. این موضوع موجب افزایش پیوندهای هیدروژنی بین مولکول های درگیر در پیوند می شود که خودعاملی در افزایش مقاومت غشاهای کیتینی است
مشتقی از گلوکز است و در مکان های مختلف دنیای زنده یافت می شود. این ماده سازندهٔ اصلی دیوارهٔ سلولی قارچ ها، اسکلت خارجی بندپایانی چونخرچنگ ها و حشرات، رادولای نرمتنان و منقار سر پایان، از جمله ماهی مرکب و هشتپا است. کیتین همچنین دارای خواص درمانی اثبات شده و کاربردهای صنعتی می باشد

سوخت وساز کربوهیدرات ها
کربوهیدرات ها به گلوکز تبدیل می شوند و گلوکز به دو طریق در بدن سوخت وساز (متابولیسم) هوازی می شود:
متابولیسم هوازی گلوکز: بدین صورت که ابتدا مولکول گلوکز می شکند و دو مولکول اسید پیرویک ایجاد می کند، اسید پیرویک دکربکسیله می شود و به مشتق استیل تبدیل می شود، مشتق استیل با کوآنزیم A ترکیب می شود و استیل کوآنزیمA را ایجاد می کند. استیل کوآنزیم A وارد چرخه کرپس می شود و طی یک سلسله واکنش های پیاپی به آب، انرژی و CO۲ تبدیل می شود.
متابولیسم بی هوازی: زمانی که بدن در شرایط اضطراری قرار می گیرد متابولیسم بی هوازی رخ می دهد. مثلاً ورزشکاری که فعالیت سنگین انجام می دهد، قادر به تامین کل انرژی مورد نیاز خود از طریق هوازی نیست، قسمتی از انرژی خود را از طریق بی هوازی تامین می کند. یا در شرایطی که فرد در حالت خفگی قرار می گیرد (آب یا دود) بدن از طریق متابولیسم بی هوازی سعی در حفظ حیات می کند. بدین صورت که مولکول گلوکز می شکند، دو مولکول اسید پیروویک ایجاد می کند، هر مولکول اسید پیروویک احیاء می شود و اسید لاکتیک ایجاد می کند. علت اینکه اسید لاکتیک باعث گرفتگی ماهیچه یا خستگی ورزشکاران می شود، متابولیسم بی هوازی است. بنابراین در شرایط بی هوازی از متابولیسم گلوکز دو ATP (آدنوزین تری فسفات) و در شرایط هوازی از متابولیسم گلوکز سی و هشت ATP انرژی حاصل می شود. البته ممکن است تصور کنید هضم دگرگشت بی هوازی باعث تخریب انرژی می شود در صورتیکه اسید لاکتیک جمع شده در ماهیچه با جریان خون به کبد می رود و مجدداً تبدیل به گلیکوژن می شود و دوباره قند می سازد.
ساختار تمام کربوهیدرات ها یکسان نیست. کربوهیدراتهای ساده که در چیپس، کلوچه و نان سفید وجود دارند به سادگی هضم می شوند اما کربوهیدرات های مرکب که در میوه ها و سبزی ها و نان جو و سایر حبوبات وجود دارند به سرعت هضم نشده و درصد سوخت آنها پایین است

انرژی زایی کربوهیدرات ها
کربوهیدرات ها انرژی زا هستند و انجام اعمال حیاتی را تسهیل می نمایند، از اینرو از بهترین مواد تغذیه ای برای ورزشکارانند. مواد قندی و نشاسته ای یکی از مهم ترین و ارزانترین منابع انرژی در رژیم غذایی انسان بشمار می روند. قسمت مهمی از غذاهای مردم آسیا، آفریقا و بسیاری از نقاط جهان از مواد قندی و نشاسته ای تشکیل شده است. به علت ارزانی کربوهیدرات ها، اکثر مردم از آنها استفاده می کنند و ۴۰ تا ۵۰ درصد غذای روزانه را تشکیل می دهند. هنگامی که کربوهیدرات ها وارد بدن می شوند به انرژی تبدیل می گردند و مقدار اضافی آنها در بافتهای چربی ذخیره می شود. در بیش از ۵۰ درصد کشورهای دنیا برنج، گندم، ذرت، سیب زمینی و نان، را به عنوان غذای اصلی استفاده می کنند. مشتقات تک قندی به نام اینوزیتول، که یک هکزوز حلقوی است، معمولاً در سبوس غلات مثل نان به صورت ترکیب با شش مولکول اسید فسفوریک است که اصطلاحاً به آن اسید فیتیک می گویند. وقتی اسید فیتیک بدین صورت است، ارزش تغذیه ای ندارد زیرا قند و فسفر آن قابل استفاده نیست و در ضمن مانع جذب کلسیم و آهن غذا نیز می شود، اما اگر نانی مثل نان سنگک را تخمیر کنیم به وسیله خمیر ترش اسید فیتیک تجزیه می شود، قند و فسفر آن قابل استفاده می گردد و مانع از جذب کلسیم و فسفر هم نمی شود

گلوکز
‏گلوکز یک نوع قند موجود در خون است که توسط یاخته های بدن مصرف شده و تولید انرژی می کند
گلوکز که مهمترین منوساکارید است را میتوان با فرمول شیمیایی خطی یا حلقوی نشان داد فرمول شیمیایی گلوکز بصورت آلدوهگزز را می توان به شکل زنجیره ای خطی نمایش داد که فقط برخی از خواص شیمیایی گلوکز را توجیه می نمایداما فرمول حلقوی با توجه به ویژگی های ترمودینامیک گلوکز منطقی تر و با بیشتر خواص شیمیایی گلوکز مطابقت دارد، در ساختمان منوساکاریدها عوامل (o H -) و (H -) همواره در سطحی عمود بر سطح اتم های کربن و پل اکسیژنی قرار گرفته اند

گلوکز

کربوهیدرات ها به هر شکلی که مصرف شوند ‏قبل از جذب باید به منوساکاریدها تبدیل شوند

این فرایند شامل هیدرولیز پیوندهای بین منوساکاریدها می شود. برای مثال در تجزیه آمیلوپکتین ( نشاسته) ‏مقدارکربوهیدرا تی که د‏ر دهان و معده هیدرولیز می شود ‏بسیار ناچیز است چون بیشتر آ نها د‏ر ابتدای روده ‏ باریک تجزیه می شوند به جا یی که PH مناسب اجازه ‏می دهد تا آ نزیم های ویژه ترشح شده به داخل مجرای روده ‏فعالیت زیادی داشته باشند. بعضی از ‏پلی ساکاریدها مثل سلولزکه در آنها مولکول های گلوکز با پیوندهای بتای 1و4 به همد یگر پیوند شده‏اند ‏نسبت به هیدرولیز در ابتدای روده انسان مقاوم ‏هستند ا ین د‏سته از پلی ساکاریدها بدون آ ن که به طور کامل هضم شوند ‏از روده ‏عبور میکنند. البته د‏رانتهای روده تخمیر باکتریایی اندکی انجام می شود ‏سیستم گوارشی نشخوارگنندگان، این محصولات فرا یندهای تخمیری را جذب می کند این گونه ها برای تغذیه به کربوهیدراتهایی وابسته هستند که د‏ر انسان غیر قابل ‏هضم است

متوسط کربوهیدرات موجود در رژیم غذا یی غربی ها اندکی کمتر از 50درصد کل انرژی روزانه است. بنابراین کل کربوهیدرات دریافتی روزانه یک مرد 70کیلوگرمی غیر فعال که در یک روز 12 ‏مگاژول (حدود 3000 ‏کیلوکالری) انرژی دریافت میگند، تقریبا ه ه 3 ‏گرم می باشد. چون ذخیره های کربوهیدرات بدن ناچیز و ‏ثتریبا ثابت باقی می ماند، لذا بایدکوشید مقدارکربوهیدرات دریافتی با میزان مصرف ‏ روزانه آن ‏خپلی به هم نزدک باشند
در یک مرد 70گیلوکرمی کل ذخیره کر‏بوهیدرات بدن تقریبا ه ه 3 ‏تا 500گرم است که عمده آن نیز به شگل گلیکوژن ‏ میباشد ازاین مقداره حدود 80 ‏تا 110گرم درکبد ذخیره می باشد. این ذخایر می تواند ‏برای انتقال به بافت های دیگر، به داخل خون آزاد شوند. بیشترین ذخیره کربوهیدرات ها در عضله اسکلتی قرار داردذخیره کربوهیدرات زنان به خاطر توده عضلانی کمتر چندان زیاد نیست با وجود این بافتهای دیگر به آسانی نمیتوانند از ذخیره گلیکوژن عضله ها استفاده کنند مقدار گلوکز مایع خارج سلولی فقط 15گرم است که به عنوان ذخیره انرژی محسوب نمیشود لذا کاهش اندک گلکوز خون میتواند عملکرد سلول عصبی عضلانی را مختل نماید

گلیکولیز
تخریب قندها در یاخته تحت فرایند ویژه ای در سیتوپلاسم رخ می دهد. این فرایند گلیکولیز نامیده می شود
اکسایش تنفسی که منجر به تجزیه و اکسیداسیون مولکول آلی (گلوکز) و تبدیل آن به مولکولهای کوچکتر و سرانجام تولید آب ، دی اکسید کربن و انرژی به شکل ATP میشود، در طی سه مرحله انجام می گیرد. در مرحله اول که گلیکولیز خوانده می شود، گلوکز 6 کربنی به دو مولکول سه کربنی تجزیه شده و مقدار کمی انرژی بوجود می آید. در مرحله دوم مولکولهای سه کربنی حاصل به نوبه خود در طی یک سری واکنشهای زیست شیمیایی دورانی موسوم به چرخه کربس یا اسید سیتریک به تدریج کربن خود را به صورت دی اکسید کربن از دست داده و هیدروژن آزاد می کنند. بالاخره در مرحله سوم یا مرحله نهایی تنفس الکترون به توسط یک سری مواد ناقل الکترون که بر حسب پتانسیل رودکس زنجیره وار به دنبال هم قرار دارند، گرفته شده و سرانجام به اکسیژن منتقل می شوند و آب را تولید می کنند. در ضمن احیا و اکسید شدن مواد ناقل به دنبال هم انتقال الکترونها ، مقداری انرژی الکترونها رها می شود که برای فعال کردن تلمبه های یونی (پروتونی) غشای درونی میتوکندری و در نهایت تولید ATP به مصرف می رسدواکنشهای گلیکولیز به صورت خطی پیش می روند. بطوری که ترکیب اولیه پس از طی چند واکنش آنزیمی ترکیبی را می سازد که از لحاظ ماهیت با ترکیب اول کاملا تفاوت دارد

مراحل واکنشهای گلیکولیز
مرحله اول فسفریلاسیون گلوکز
ورود D- گلوکز ، در راه گلیکولیز مستلزم فسفریل دار شدن آن به گلوکز 6- فسفات است که بوسیله آنزیم هگزوکیناز کاتالیز می شود. این آنزیم ، آنزیم اختصاصی است که گلوکز را در کربن ششم فسفریل دار می کند. بدین منظور ، مولکول ATP آبکافت شده و مقداری انرژی برابر 7.3- کیلوکالری بر مول آزاد می سازد. از این مقدار انرژی3.3- کیلو کالری آن به مصرف تشکیل پیوند فسفو گلوکز می رسد و بقیه ذخیره می شود در نتیجه مقدار انرژی آزاد شده 4- کیلو کالری بر مول است

مرحله دوم
تبدیل گلوکز 6- فسفات به فروکتوز 6- فسفات است. این واکنش یک واکنش ایزومری شدن است که بوسیله آنزیم گلوکز فسفات ایزومراز کاتالیز می شود مرحله سوم
فسفریل دار شدن مجدد فروکتوز 6- فسفات بوسیله آنزیم 6- فسفوفروکتوکیناز است. در این حالت ، آنزیم گروه فسفات حاصل از آبکافت ATP را به مولکول فروکتوز 6- فسفات انتقال می دهد و در نتیجه فروکتوز 6،1- دی فسفات حاصل می شود. مرحله چهارم
مرحله ای است که طی آن گلیسرآلدهید 3- فسفات ساخته می شود. مولکول فروکتوز 6،1 دی فسفات بوسیله آنزیم آلدولاز به دو ترکیب سه کربن دی هیدروکسی استون فسفات و گلیسرآلدهید 3- فسفات تخریب می شود. دی هیدروکسی استون فسفات به نوبه خود می تواند تحت تاثیر آنزیم تریوز فسفات ایزومر به گلیسرآلدهید 3- فسفات تبدیل گردد

مرحله پنجم
به مرحله اکسایش گلیسرآلدهید 3- فسفات معروف است. در این مرحله ، گلیسرآلدهید 3- فسفات تحت تاثیرآنزیم گلیسرآلدهید 3- فسفات دهیدروژناز به 3،1- دی فسفوگلیسریک اسید تبدیل می گردد. این واکنش نیازمند کو آنزیم نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید و فسفات کانی است. واکنش در دو مرحله انجام می گیرد که یکی انرژی زاد و دیگری انرژی خواه است. ابتدا گلیسرآلدهید 3-فسفات تحت تاثیر NAD+ اکسید شده و 1- فسفوگلیسریک اسید می دهد که واکنش انرژی زا است. سپس این ترکیب بوسیله فسفات کانی فسفریل دار شده و 3،1 _ دی فسفوگلیسریک اسید را می سازد که انرژی گیر است.
مرحله ششم
این مرحله یکی از مهمترین مراحل مسیرگلیکولیز است. زیرا نخستین مرحله ای است که طی آن یک مولکول پر انرژی از نوع ATP سنتز می شود. برای تشکیل مولکول ATP ، حداقل انرژی برابر 7.3- کیلوکالری بر مول لازم است. از برداشت گروه فسفات متصل به کربن شماره 1 ترکیب 7.3- کیلوکالری بر مول صرف تشکیل ATP و 4.5- کیلوکالری بر مول باقی می ماند.
مرحله هفتم
واکنش ساده ای است که بوسیله آنزیم فسفوگلیسرو موتاز کاتالیز می شود. در این حالت ، فسفات متصل به کربن شماره 3 ترکیب 3- فسفوگلیسرات به کربن شماره 2 منتقل شده 2- فسفوگلیسرات می دهد

مرحله هشتم
این واکنش یک واکنش آبگیری از 2- فسفوگلیسرات است که توسط آنزیم آنولاز کاتالیز می شود. طی این واکنش ، 2- فسفوگلیسرات به فسفوانول پیرووات که ترکیبی پر انرژی است تبدیل می گردد. مرحله نهم
این واکنش نیز یکی دیگر از واکنشهای مهم مسیر گلیکولیز است که طی آن دومین مولکول پر انرژی ATP سنتز می شود. آنزیم پیرووات کیناز واکنش را کاتالیز می کند. فسفات متصل به کربن شماره 2 فسفوانول پیرووات به مولکول ADP منتقل و ATP تشکل می شود. فسفوانول پیرووات ترکیب پر انرژی است و این انرژی در پیوند فسفات متصل به کربن شماره 2 نهفته است. در اثر برداشت این فسفات ، مقداری انرژی برابر 14.8- کیلوکالری بر مول تولید می شود که 7.3- کیلو کالری آن صرف ساخته شدن ATP شده و بقیه ذخیره می گردد

مرحله آخر
آخرین مرحله مسیر گلیکولیز واکنشی است که طی آن پیرووات احیا شده و لاکتات تولید می شود. آنزیم لاکتات دهیدروژناز و کوآنزیم NADH واکنش را کاتالیز می کند
نتیجه
مسیر گلیکولیز مکانیسم بیوشیمیایی است که از آن طریق انرژی شیمیایی گلوکز دوباره در سایر فرایندهای بیوشیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد. از جمع بندی ترکیبات مصرف شده و مواد تولید شده معلوم می شود که تا مرحله تولید گلیسرآلدهید 3- فسفات دو مولکول ATP مصرف می شود. از سوی دیگر در تبدیل دو مولکول گلیسرآلدهید 3- فسفات به پیرووات نیز چهار مولکول ATP تولید می گردد. با کم کردن تعداد ATP مصرف شده از تعداد تولید شده، میزان کل انرژی حاصل از راه گلیکولیز دو مولکول ATP خواهد بود

گلیکونئوژنز
در صورتی که گلیکوژن به عنوان منبع انرژی بکار رود مرحله اول گلیکولیز حذف می شود. بدین معنی که ابتدا گلیکوژن تحت اثر آنزیم فسفریلاز a به گلوکز 1- فسفات تبدیل می گردد و در مرحله بعد گلوکز 1- بوسیله آنزیم فسفوگلوکوموتاز ، به گلوکز 6- فسفات مبدل می شود. در این حالت گلوکز 6- فسفات راه گلیکولیز را طی می کند. بدین ترتیب تعداد ATP تولید شده برابر سه مولکول خواهد بود. تخریب گلوکز به این مرحله پایان نمی یابد. بلکه مراحل آن بوسیله پیرووات در میتوکندری ادامه پیدا می کند و طی آن بقیه انرژی نهفته در مولکول آزاد می شود

منابع
بیوشیمی عمومی-ملک نیا،شهبازی
بیوشیمی فعالیتهای ورزشی-گایینی
تغذیه برای ورزشکاران-علیرضا براری
…