Kaj so oglikovi hidrati

oglikovi-hidrati-1

Uporaba v živih organizmih

Monosaharidi so glavni vir goriva za metabolizem, ki se uporablja kot vir energije (najpomembnejša je glukoza v biosintezi). Ko številne celice ne potrebujejo monosaharidov, jih pogosto pretvorijo v bolj prostorno učinkovite oblike, pogosto polisaharide. Pri mnogih živalih, vključno z ljudmi, je ta oblika shranjevanja glikogen, še posebej v jetrnih in mišičnih celicah. V rastlinah se škrob uporablja za isti namen. Najbolj bogat je  ogljikov hidrat, celuloza, ki je strukturna komponenta celične stene rastlin in številne oblike alg. Riboza je komponenta RNK. Deoksiriboza je komponenta DNA. Lizoza je sestavni del lizoflavina, ki ga najdemo v človeškem srcu. Ribuloza in ksiluloza se pojavita v pentozni fosfatni poti. Galaktoza, komponenta mlečne sladkorne laktoze, se nahaja v galaktolipidih v rastlinskih celičnih membranah in v glikoproteinih v mnogih tkivih. Manoza se pojavlja v človeškem metabolizmu, zlasti pri glikozilaciji nekaterih beljakovin. Fruktoza ali sadni sladkor se nahaja v mnogih rastlinah in pri ljudeh, se presnavlja v jetrih in se absorbira neposredno v prebavo. Trehaloza, glavni sladkor žuželk, se hitro hidrolizira v dve molekuli glukoze, da podpira neprekinjen let. Saharoza, znana tudi kot namizni sladkor, je pogosti disaharid. Sestavljen je iz dveh monosaharidov: D-glukoze  in D-fruktoze. Dva združena monosaharida se imenujeta disaharid in ti so najpreprostejši polisaharidi. Primeri vključujejo saharozo in laktozo. Sestavljena sta iz dveh monosaharidnih enot, vezanih skupaj s kovalentno vezjo, znano kot glikozidna povezava, ki nastane z dehidracijsko reakcijo, kar povzroči izgubo vodikovega atoma iz enega monosaharida in hidroksilne skupine od druge. Formula nespremenjenih disaharidov je C12H22O11. Čeprav obstajajo številne vrste disaharidov, je še posebej opazna peščica disaharidov. Saharoza je najbolj bogat disaharid in glavna oblika, v kateri se ogljikovi hidrati prevažajo v rastlinah. Sestavljen je iz ene molekule D-glukoze in ene molekule D-fruktoze.

Laktoza, disaharid, sestavljen iz ene molekule D-galaktoze in ene molekule D-glukoze, se naravno pojavlja v mleku sesalcev. Med drugimi pomembnimi disaharidi so maltoza (dva D-glukoza, povezana α-1,4) in celulobioza (dva D-glukoza, povezana s β-1,4).

 

Razvrstitev

Nutricionisti se pogosto nanašajo na ogljikove hidrate kot preproste ali zapletene. Vendar je natančno razlikovanje med temi skupinami lahko dvoumno. Pojem zapleten ogljikov hidrat se je prvič uporabljal v ameriškem izbirnem odboru za prehrano in človeške potrebe v zvezi s prehrano in človeškimi potrebami (1977), v katerem naj bi razlikovali sladkorje od drugih ogljikovih hidratov (ki so bili ocenjeni kot prehrambeno boljši)  Vendar pa poročilo v “sadnem, zelenjavnem in celokupnem” vsebniku vsebuje kompleksne ogljikove hidrate, kljub temu, da lahko vsebujejo sladkorje in polisaharide. Ta zmeda se nadaljuje, saj danes nekateri strokovnjaki za prehrano uporabljajo izraz kompleksni ogljikovi hidrati, ki se nanašajo na katero koli vrsto prebavljivega saharida, prisotnega v celotni hrani, kjer najdemo vlaknine, vitamine in minerale (v nasprotju s predelanimi ogljikovimi hidrati, ki zagotavljajo energijo, vendar le malo drugih hranil). Standardna uporaba pa je, da kemično razvrstimo ogljikove hidrate: preprosto, če gre za sladkorje (monosaharide in disaharide) in zapletene, če so polisaharidi (ali oligosaharidi)

V vsakem primeru je enostavno in kompleksno kemično razlikovanje malo vredno za določanje prehranske kakovosti ogljikovih hidratov. Nekateri preprosti ogljikovi hidrati (npr. Fruktoza) počasi dvignejo glukozo v krvi, medtem ko nekateri kompleksni ogljikovi hidrati (škrobi), še posebej, če se predelajo, hitro dvignejo krvni sladkor. Hitrost prebave določajo številni dejavniki, vključno z drugimi hranili, ki jih uživajo ogljikovi hidrati, kako se pripravi hrana, posamezne razlike v presnovi in kemijo ogljikovih hidratov. USDA-jeve prehranske smernice za Američane iz leta 2010 zahtevajo, da uživate zmerno in visoko vsebnost ogljikovih hidratov iz uravnotežene prehrane, ki vključuje vsakih šest dnevnih zalog jedi.

Glikemični indeks (GI) in koncepti glikemične obremenitve so bili razviti za označevanje obnašanja hrane med prebavo človeka. Uvrstijo živila bogata z ogljikovi hidrati, ki temeljijo na hitrosti in razsežnosti njihovega učinka na ravni glukoze v krvi. Glikemični indeks je merilo, kako hitro se absorbira glukoza v hrani, medtem ko je glikemična obremenitev merilo celotne absorpcijske glukoze v živilih. Indeks je podobna, najnovejša metoda klasifikacije, ki uvršča živila na podlagi njihovih učinkov na ravni insulina v krvi, ki jih povzroča glukoza (ali škrob) in nekatere aminokisline v hrani.

 

Metabolizem ogljikovih hidratov

Presnova ogljikovih hidratov označuje različne biokemične procese, ki so odgovorni za nastanek, razgradnjo in medsebojno preoblikovanje ogljikovih hidratov v živih organizmih.

Najpomembnejši ogljikovodik je glukoza, enostaven sladkor (monosaharid), ki ga presnavljajo skoraj vsi znani organizmi. Glukoza in drugi ogljikovi hidrati so del različnih metabolnih poti med vrstami: rastline sintetizirajo ogljikove hidrate iz ogljikovega dioksida in vode s fotosintezo, ki shranjujejo absorbirano energijo znotraj, pogosto v obliki škroba ali lipidov. Rastlinske sestavine porabijo živali in glive ter se uporabljajo kot gorivo za celično dihanje. Oksidacija enega grama omenjenih ogljikovih hidratov prinaša približno 4 kcal energije, oksidacija enega grama lipidov pa približno 9 kcal. Energijo, pridobljeno iz metabolizma (npr. Oksidacija glukoze), se običajno shranjuje začasno v celicah v obliki ATP. Organizmi, sposobni aerobnega dihanja, presnovijo glukozo in kisik, da sproščata energijo z ogljikovim dioksidom in vodo kot stranskim produktom.