Karbohidratet janë një grup i gjerë substancash organike që, së bashku me proteinat dhe yndyrnat, përbëjnë bazën e trupit të njeriut dhe të kafshëve. Karbohidratet janë të pranishme në çdo qelizë të trupit dhe kryejnë një sërë funksionesh. Molekulat e vogla të karbohidrateve, të përfaqësuara kryesisht nga glukoza, mund të lëvizin në të gjithë trupin dhe të kryejnë një funksion energjetik. Molekulat e mëdha të karbohidrateve nuk lëvizin dhe kryejnë kryesisht një funksion ndërtimi. Nga ushqimi, një person nxjerr vetëm molekula të vogla, pasi vetëm ato mund të absorbohen në qelizat e zorrëve. Trupi duhet të ndërtojë molekula të mëdha karbohidratesh. Tërësia e të gjitha reaksioneve për zbërthimin e karbohidrateve ushqimore në glukozë dhe sintezën e molekulave të reja prej saj, si dhe transformimet e tjera të shumta të këtyre substancave në trup, quhet metabolizmi i karbohidrateve në biokimi.
Klasifikimi
Në varësi të strukturës, ekzistojnë disa grupe karbohidratesh.
Monosakaridet janë molekula të vogla që nuk shpërbëhen në traktin tretës. Këto janë glukoza, fruktoza, galaktoza.
Disakaridet janë molekula të vogla karbohidratesh që ndahen në dy monosakaride në traktin tretës. Për shembull, laktoza - për glukozën dhe galaktozën, saharoza - për glukozën dhe fruktozën.
Polisakaridet janë molekula të mëdha që përbëhen nga qindra mijëra mbetje monosakaride (kryesisht glukozë) të lidhura së bashku. Kjo është niseshte, glikogjen i mishit.
Karbohidratet dhe dietat
Koha e zbërthimit të polisaharideve në traktin tretës është e ndryshme, në varësi të aftësisë së tyre për t'u tretur në ujë. Disa polisaharide shpërbëhen shpejt në zorrët. Pastaj glukoza e përftuar gjatë kalbjes së tyre hyn shpejt në qarkullimin e gjakut. Polisakaridet e tilla quhen "të shpejta". Të tjerat treten më keq në mjedisin ujor të zorrëve, kështu që shpërbëhen më ngadalë dhe glukoza hyn më ngadalë në gjak. Polisakaridet e tilla quhen "të ngad altë". Disa nga këta elementë nuk shpërbëhen fare në zorrët. Ato quhen fibra dietike të patretshme.
Zakonisht, nën emrin "karbohidrate të ngad alta ose të shpejta" nënkuptojmë jo vetë polisaharidet, por ushqimet që i përmbajnë ato në sasi të mëdha.
Lista e karbohidrateve - e shpejtë dhe e ngad altë, është paraqitur në tabelë.
| Karbohidrate të shpejta | Karbohidrate të ngad alta |
| patate të skuqura | Bukë me krunde |
| Bukë e bardhë | Kokrra orizi të papërpunuara |
| Pure patate | bizele |
| Mj altë | bollgur |
| Karota | qull hikërror |
| Corn flakes | Bukë me krunde thekre |
| Sheqer | Lëng frutash të freskët të shtrydhur pa sheqer |
| Muesli | Makarona me miell integral |
| çokollatë | Fasule të kuqe |
| patate të ziera | Bumshtore |
| Biskotë | Fruta të freskëta |
| Misri | çokollatë e hidhur |
| Oriz i bardhë | Fruktoza |
| Bukë e zezë | Sojë |
| panxhar | Perime jeshile, domate, kërpudha |
| banane | - |
| Jam | - |
Kur zgjedh produkte për një dietë, një nutricionist gjithmonë mbështetet në një listë të karbohidrateve të shpejta dhe të ngad alta. Agjërimi në kombinim me yndyrnat në një produkt ose vakt çon në depozitimin e yndyrës. Pse? Rritja e shpejtë e glukozës në gjak stimulon prodhimin e insulinës, e cila i siguron trupit një rezervë glukoze, duke përfshirë rrugën për formimin e yndyrës prej saj. Si rezultat, kur hamë ëmbëlsira, akullore, patate të skuqura, pesha shtohet shumë shpejt.
Tretje
Nga pikëpamja biokimike, metabolizmi i karbohidrateve zhvillohet në tre faza:
- Tretja. Fillon në gojë gjatë përtypjes së ushqimit.
- Metabolizmi i duhur i karbohidrateve.
- Edukimi i produkteve përfundimtare të shkëmbimit.
Karbohidratet janë baza e dietës njerëzore. Sipas formulëstë ushqyerit racional, në përbërjen e ushqimit duhet të jenë 4 herë më shumë se proteinat apo yndyrat. Nevoja për karbohidrate është individuale, por, mesatarisht, një person ka nevojë për 300-400 g në ditë. Nga këto, rreth 80% janë niseshte në përbërjen e patateve, makaronave, drithërave dhe 20% janë karbohidrate të shpejta (glukozë, fruktozë).
Shkëmbimi i karbohidrateve në trup fillon edhe në zgavrën e gojës. Këtu, enzima e pështymës amilaza vepron në polisaharide - niseshte dhe glikogjen. Amylase hidrolizon (zbërthen) polisaharidet në fragmente të mëdha - dekstrina, të cilat hyjnë në stomak. Nuk ka enzima që veprojnë mbi karbohidratet, kështu që dekstrinat në stomak nuk ndryshojnë në asnjë mënyrë dhe kalojnë më tej përgjatë traktit tretës, duke hyrë në zorrën e hollë. Këtu, disa enzima veprojnë mbi karbohidratet. Amilaza e lëngut të pankreasit hidrolizon dekstrinat në disakaridin m altozë.
Enzimat specifike sekretohen nga vetë qelizat e zorrëve. Enzima m altaza hidrolizon m altozën në monosakarid glukozë, laktaza hidrolizon laktozën në glukozë dhe galaktozë, dhe saharoza hidrolizon saharozën në glukozë dhe fruktozë. Monozat që rezultojnë absorbohen nga zorrët në gjak dhe përmes venës porta hyjnë në mëlçi.
Roli i mëlçisë në metabolizmin e karbohidrateve
Ky organ ruan një nivel të caktuar të glukozës në gjak për shkak të reaksioneve të sintezës dhe zbërthimit të glikogjenit.
Reaksionet e ndërkonvertimit të monosakarideve ndodhin në mëlçi - fruktoza dhe galaktoza shndërrohen në glukozë, dhe glukoza mund të shndërrohet në fruktozë.
Reaksionet e glukoneogjenezës ndodhin në këtë organ -sinteza e glukozës nga prekursorët jo-karbohidrate - aminoacide, glicerinë, acid laktik. Gjithashtu neutralizon hormonin e insulinës me ndihmën e enzimës insulinazë.
Metabolizmi i glukozës
Glukoza luan një rol kyç në biokiminë e metabolizmit të karbohidrateve dhe në metabolizmin e përgjithshëm të trupit, pasi është burimi kryesor i energjisë.
Niveli i glukozës në gjak është një vlerë konstante dhe është 4 - 6 mmol/l. Burimet kryesore të këtij elementi në gjak janë:
- Karbohidratet e ushqimit.
- Glikogjen i mëlçisë.
- Amino acide.
Glukoza konsumohet në trup për:
- gjenerimi i energjisë,
- Sinteza e glikogjenit në mëlçi dhe muskuj,
- sinteza e aminoacideve,
- sinteza e yndyrës.
Burimi natyror i energjisë
Glukoza është një burim universal energjie për të gjitha qelizat e trupit. Energjia nevojitet për të ndërtuar molekulat tuaja, tkurrjen e muskujve, gjenerimin e nxehtësisë. Sekuenca e reaksioneve të konvertimit të glukozës që çon në çlirimin e energjisë quhet glikolizë. Reaksionet e glikolizës mund të ndodhin në prani të oksigjenit, pastaj flasin për glikolizë aerobike, ose në kushte pa oksigjen, atëherë procesi është anaerobik.
Gjatë procesit anaerobik, një molekulë e glukozës shndërrohet në dy molekula të acidit laktik (laktat) dhe lirohet energji. Glikoliza anaerobe siguron pak energji: nga një molekulë glukoze, fitohen dy molekula ATP - një substancë, lidhjet kimike të së cilës grumbullojnë energji. Në këtë mënyrë për të marrëenergjia përdoret për punën afatshkurtër të muskujve skeletorë - nga 5 sekonda në 15 minuta, domethënë, ndërsa mekanizmat për furnizimin e muskujve me oksigjen nuk kanë kohë për t'u ndezur.
Gjatë reaksioneve të glikolizës aerobike, një molekulë glukoze shndërrohet në dy molekula të acidit piruvik (piruvat). Procesi, duke marrë parasysh energjinë e shpenzuar në reagimet e veta, jep 8 molekula ATP. Piruvati hyn në reaksione të mëtejshme oksidimi - dekarboksilimi oksidativ dhe cikli citrat (cikli Krebs, cikli i acidit trikarboksilik). Si rezultat i këtyre transformimeve, 30 molekula ATP do të çlirohen për molekulë glukoze.
Shkëmbimi i glikogjenit
Funksioni i glikogjenit është ruajtja e glukozës në qelizat e një organizmi të kafshëve. Niseshteja kryen të njëjtin funksion në qelizat bimore. Glikogjeni nganjëherë quhet niseshte shtazore. Të dyja substancat janë polisakaride të ndërtuara nga mbetjet e glukozës që përsëriten shumëfish. Molekula e glikogjenit është më e degëzuar dhe më kompakte se molekula e niseshtës.
Proceset e metabolizmit në trupin e glikogjenit të karbohidrateve janë veçanërisht intensive në mëlçi dhe muskujt skeletorë.
Glikogjeni sintetizohet brenda 1-2 orësh pas një vakti kur nivelet e glukozës në gjak janë të larta. Për formimin e një molekule glikogjeni, nevojitet një abetare - një farë e përbërë nga disa mbetje glukoze. Mbetjet e reja në formën e UTP-glukozës ngjiten në mënyrë sekuenciale në fundin e primerit. Kur zinxhiri rritet me 11-12 mbetje, një zinxhir anësor prej 5-6 të njëjtave fragmente bashkohet me të. Tani zinxhiri që vjen nga abetarja ka dy skaje - dy pika rritjejemolekulat e glikogjenit. Kjo molekulë do të zgjatet dhe do të degëzohet në mënyrë të përsëritur për sa kohë që mbetet një përqendrim i lartë i glukozës në gjak.
Midis vakteve, glikogjeni shpërbëhet (glikogjenoliza), duke çliruar glukozën.
Përfituar nga zbërthimi i glikogjenit të mëlçisë, ai hyn në gjak dhe përdoret për nevojat e të gjithë organizmit. Glukoza e përftuar nga zbërthimi i glikogjenit në muskuj përdoret vetëm për nevojat e muskujve.
Formimi i glukozës nga prekursorët jokarbohidrate - glukoneogjeneza
Trupi ka vetëm energji të mjaftueshme të ruajtur në formën e glikogjenit për disa orë. Pas një dite uria, kjo substancë nuk mbetet në mëlçi. Prandaj, me dietat pa karbohidrate, urinë e plotë ose gjatë punës së zgjatur fizike, niveli normal i glukozës në gjak ruhet për shkak të sintezës së saj nga prekursorët jo karbohidrate - aminoacidet, glicerina e acidit laktik. Të gjitha këto reaksione ndodhin kryesisht në mëlçi, si dhe në veshkat dhe mukozën e zorrëve. Kështu, proceset e metabolizmit të karbohidrateve, yndyrave dhe proteinave janë të ndërthurura ngushtë.
Nga aminoacidet dhe glicerina, glukoza sintetizohet gjatë urisë. Në mungesë të ushqimit, proteinat e indeve shpërbëhen në aminoacide, yndyrat në acide yndyrore dhe glicerinë.
Nga acidi laktik, glukoza sintetizohet pas ushtrimeve intensive, kur grumbullohet në sasi të mëdha në muskuj dhe mëlçi gjatë glikolizës anaerobe. Nga muskujt, acidi laktik transferohet në mëlçi, ku sintetizohet glukoza prej saj, e cila kthehet në punë.muskujve.
Rregullimi i metabolizmit të karbohidrateve
Ky proces kryhet nga sistemi nervor, sistemi endokrin (hormonet) dhe në nivel ndërqelizor. Detyra e rregullimit është të sigurojë një nivel të qëndrueshëm të glukozës në gjak. Nga hormonet që rregullojnë metabolizmin e karbohidrateve, më kryesorët janë insulina dhe glukagoni. Ato prodhohen në pankreas.
Detyra kryesore e insulinës në trup është të ulë nivelet e glukozës në gjak. Kjo mund të arrihet në dy mënyra: duke rritur depërtimin e glukozës nga gjaku në qelizat e trupit dhe duke rritur përdorimin e saj në to.
- Insulina siguron depërtimin e glukozës në qelizat e indeve të caktuara - muskuj dhe yndyrë. Ata quhen të varur nga insulina. Glukoza hyn në tru, indet limfatike, qelizat e kuqe të gjakut pa pjesëmarrjen e insulinës.
- Insulina rrit përdorimin e glukozës nga qelizat duke:
- Aktivizimi i enzimave të glikolizës (glukokinaza, fosfofruktokinaza, piruvat kinaza).
- Aktivizimi i sintezës së glikogjenit (për shkak të rritjes së shndërrimit të glukozës në glukozë-6-fosfat dhe stimulimit të glikogjen sintazës).
- Inhibimi i enzimave të glukoneogjenezës (piruvat karboksilaza, glukoz-6-fosfataza, fosfoenolpiruvat karboksikinaza).
- Rrisni përfshirjen e glukozës në ciklin e fosfatit pentozë.
Të gjitha hormonet e tjera që rregullojnë metabolizmin e karbohidrateve janë glukagoni, adrenalina, glukokortikoidet, tiroksina, hormoni i rritjes, ACTH. Ata rrisin nivelin e glukozës në gjak. Glukagoni aktivizon zbërthimin e glikogjenit në mëlçi dhe sintezën e glukozës nga jokarbohidratetparaardhësit. Adrenalina aktivizon zbërthimin e glikogjenit në mëlçi dhe muskuj.
Shkelje të këmbimit. Hipoglicemia
Çrregullimet më të zakonshme të metabolizmit të karbohidrateve janë hipo- dhe hiperglicemia.
Hipoglicemia është një gjendje e trupit të shkaktuar nga nivelet e ulëta të glukozës në gjak (nën 3.8 mmol/l). Arsyet mund të jenë: një ulje e marrjes së kësaj substance në gjak nga zorrët ose mëlçia, një rritje në përdorimin e saj nga indet. Hipoglicemia mund të çojë në:
- Patologjia e mëlçisë - sinteza e dëmtuar e glikogjenit ose sinteza e glukozës nga prekursorët jo karbohidrate.
- Uria nga karbohidratet.
- Aktivitet fizik i zgjatur.
- Patologjitë e veshkave - reabsorbimi i dëmtuar i glukozës nga urina parësore.
- Çrregullime të tretjes - patologji të zbërthimit të karbohidrateve të ushqimit ose procesit të përthithjes së glukozës.
- Patologjitë e sistemit endokrin - teprica e insulinës ose mungesa e hormoneve tiroide, glukokortikoideve, hormonit të rritjes (GH), glukagonit, katekolaminave.
Shfaqja ekstreme e hipoglikemisë është koma hipoglikemike, e cila më së shpeshti zhvillohet te pacientët me diabet mellitus tip I me mbidozë të insulinës. Glukoza e ulët në gjak çon në urinë e trurit nga oksigjeni dhe energjia, gjë që shkakton simptoma karakteristike. Karakterizohet nga zhvillim jashtëzakonisht i shpejtë - nëse nuk ndërmerren veprimet e nevojshme brenda pak minutash, një person do të humbasë vetëdijen dhe mund të vdesë. Në mënyrë tipike, pacientët diabetikë janë në gjendje të njohin shenjat e një rënie të niveleve të glukozës.gjaku dhe di çfarë të bësh - pi një gotë lëng të ëmbël ose hani një simite të ëmbël.
Hiperglicemia
Një lloj tjetër i çrregullimit të metabolizmit të karbohidrateve është hiperglicemia - një gjendje e trupit të shkaktuar nga një nivel i lartë i vazhdueshëm i glukozës në gjak (mbi 10 mmol/l). Arsyet mund të jenë:
- patologjia e sistemit endokrin. Shkaku më i zakonshëm i hiperglicemisë është diabeti mellitus. Dalloni midis diabetit të tipit I dhe tipit II. Në rastin e parë, shkaku i sëmundjes është mungesa e insulinës e shkaktuar nga dëmtimi i qelizave të pankreasit që sekretojnë këtë hormon. Dëmtimi i gjëndrës është më shpesh i natyrës autoimune. Diabeti mellitus i tipit II zhvillohet me prodhim normal të insulinës, prandaj quhet jo i varur nga insulina; por insulina nuk e kryen funksionin e saj - ajo nuk e bart glukozën në qelizat e muskujve dhe indit dhjamor.
- neuroza, stresi aktivizojnë prodhimin e hormoneve - adrenalinës, glukokortikoideve, gjëndrës tiroide, të cilat rrisin zbërthimin e glikogjenit dhe sintezën e glukozës nga prekursorët jo karbohidrate në mëlçi, pengojnë sintezën e glikogjenit;
- patologjia e mëlçisë;
- ngrënia e tepërt.
Në biokimi, metabolizmi i karbohidrateve është një nga temat më interesante dhe më të gjera për studim dhe kërkim.
