تعريف السكريات الأحادية

السكريات الأحادية هي الشكل الأساسي للكربوهيدرات ، يمكنها أن ترتبط عبر روابط غليكوزيدية لتشكل كربوهيدرات أكبر وأعقد تُدعى بالسكريات قليلة التعدد و السكريات المتعددة. وتدعى السكريات قليلة التعدد المكونة من سكرين أحاديين فقط بالسكريات الثنائية.

عندما يرتبط أكثر من عشرين سكرًا أحاديًا بروابط غليكوزيدية، تُدعى عندها بالسكريات المتعددة. تتألف بعض السكريات المتعددة كالسليولوز من آلاف السكريات الأحادية. فالسكاكر الأحادية هي وحدة البناء أو الجزيئة التي تشكل الوحدات الأكبر. ونذكر أهم السكريات الأحادية الغلوكوز و الفركتوز و الغالاكتوز.

وظيفة السكريات الأحادية

للسكريات الأحادية وظائف عديدة داخل الخلية. أولها وأهمها أنها تُستخدم لإنتاج الطاقة وتخزينها. إذ تحصل معظم العضويات على الطاقة بتحطيم السكر الأحادي (الغلوكوز)، وتنتج الطاقة من الروابط. وتُستخدم السكريات الأحادية الأخرى في تشكيل الألياف الطويلة والتي يمكن استخدامها في تشكيل الهيكل الخلوي.

بنية السكريات الأحادية

لجميع السكريات الأحادية نفس الصيغة (CH2O)n؛ والتي تتكون من ذرة كربون مركزية ترتبط بذرتي هيدروجين وذرة أكسجين. وترتبط ذرة الأكسجين أيضًا بذرة هيدروجين مشكلة (زمرة الهيدروكسيل – hydroxyl group).

ولأن ذرة الكربون قادرة على تشكيل أربع روابط، فإن ذرات الكربون قد ترتبط مع بعضها أيضًا. تشكل إحدى ذرات الكربون في السلسة رابطة مضاعفة مع ذرة أكسجين مشكلة (زمرة الكربونيل – carbonyl group) وإن تشكّل هذا الكربونيل في نهاية السلسلة يكوّن السكر الأحادي من (زمرة الألدوز – aldose family)، أما إذا كانت زمرة الكربونيل في وسط السلسلة يكون السكر الأحادي من (زمرة الكيتوز – ketose family).

أمثلة على السكريات الأحادية

الغلوكوز

سكر الغلوكوز

سكر الغلوكوز

هو سكر أحادي هام مكون من ست ذرات كربون، تستخدمه الكثير من الكائنات كمصدر للطاقة وفي تشكيل هيكلها. ويمكن لجزيء الغلوكوز أن يتحطم بعملية تحلل السكر معطيًا الطاقة والمركبات اللازمة لعملية التنفس الخلوية. وإذا كانت الخلية لا تحتاج المزيد من الطاقة، يُخزّن الغلوكوز عبر دمجه مع سكريات أحادية أخرى.

تخزن النباتات هذه السلاسل الطويلة على شكل نشأ يمكن تفكيكه واستخدامه لإنتاج الطاقة لاحقًا، بينما تخزن الحيوانات سلاسل الغلوكوز على شكل سكر متعدد يُدعى الغليكوجين يمكنه أن يختزن الكثير من الطاقة.

الشكل الكيميائي للغلوكوز

الشكل الكيميائي للغلوكوز

ويمكن للغلوكوز أن يشكل سلاسل طويلة، تنتجها النباتات على شكل سليولوز؛ وهو أكثر الجزيئات وفرة على سطح الكوكب، وإذا جُمعت هذه الجزيئات تزن ملايين الأطنان. تستخدم النباتات السليولوز لتشكيل غلاف يحيط بخلاياها مشكلًا جدارًا خلويًا صلبًا يساعد على انتصاب النباتات وبقائها منتفخة، وتكون النباتات دونه مسطحة وإسفنجية. تكون زمرة الكربونيل في أول ذرة كربون من الغلوكوز، ما يجعل الغلوكوز من مجموعة الألدوز.

الفركتوز

سكر الفركتوز

سكر الفركتوز

يتشابه كثيرًا مع الغلوكوز فله نفس الصيغة الكيميائية وهي (CH2O)6)، لكن بنيته تختلف عنه كثيرًا. فبدل أن تكون زمرة الكربونيل في نهاية الجزيء كما في الغلوكوز، تتوضع ذرة الكربون الثانية من الأسفل ما يجعل الفركتوز كيتوزًا بدلًا من ألدوز. تتوضع الرابطة الأكسجينية المضاعفة أيضًا في مكان مختلف عن مكان توضعها في الغلوكوز. وهذا يشكل فرقًا كبيرًا عند معالجة السكر.

الشكل الكيميائي للفركتوز

الشكل الكيميائي للفركتوز

فمعظم التفاعلات في الخلية تُحرّض بإنزيم معين، وتحتاج الأشكال المختلفة من السكريات الأحادية أنزيمات مختلفة لتفككها. وبما أنَّ الفركتوز سكر أحادي فيمكن أن يرتبط مع سكريات أحادية أخرى مشكلًا سكريات قليلة التعدد. ويُعد السكروز من السكريات الثنائية الشائعة التي تصنعها النباتات، وهو مكوّن من ارتباط جزيء فركتوز مع جزيء غلوكوز برابطة غليكوزيدية.

الغالاكتوز

سكر الغالاكتوز

سكر الغالاكتوز

سكر أحادي تنتجه العديد من الكائنات وخاصة الثدييات التي تستخدمه في تركيب الحليب لمنح الرضّع الطاقة. يرتبط جزيء غالاكتوز مع جزيء غلوكوز مشكلًا سكرًا ثنائيًا هو اللاكتوز. وتحتوي الروابط في اللاكتوز على الكثير من الطاقة، وتُفكك هذه الرابطة بأنزيمات خاصة موجودة لدى رضّع الثدييات، وتختفي هذه الأنزيمات بمجرد فطام الرضّع عن حليب الأم.

وبما أنَّ البشر هم النوع الوحيد من الثدييات الذي يستهلك البالغون منه الحليب، فقد طوروا بعض الوظائف الإنزيمية التي تساعدهم على هضمه ما يجعلهم قادرين على هضم الغالاكتوز طيلة حياتهم. بينما تصاب الشعوب التي لا تستهلك الحليب بعد الفطام بعدم تحمل اللاكتوز، إذ يصبحون غير قادرين على هضمه.

تشمل أعراض عدم تحمل الغلوكوز التشنج البطني والإسهال اللذين تحدثهما السموم المنتجة من الجراثيم المعوية التي تهضم الكمية الكبيرة من اللاكتوز الموجود في الحليب. وتزيد كل من السموم الجرثومية والكمية الكبيرة من المغذيات الضغط الحلولي في لمعة الأمعاء فتسحب الماء إلى اللمعة ما يسبب الإسهال والتشنج البطني.

اقرأ أيضًا:

المصدر

ترجمة: عبد المنعم نقشو
تدقيق: تسنيم المنجد