ما الفرق بين السكريات المتعددة و السكريات قليلة التعدد ؟ تُعرف الكربوهيدرات بأنها مركبات عضوية تتكون من الكربون والهيدروجين والأكسجين، عادةً بنسبة 1:2:1، وهي واحدة من الجزيئات الحيوية الهامة؛ لأنها تمثل مصدرًا مهمًا للطاقة. تنقسم الكربوهيدرات إلى فئتين أساسيتين: الكربوهيدرات البسيطة (السكريات الأحادية)، والكربوهيدرات المعقدة (البوليميرات).
تتميز السكريات بسهولة هضمها، فتُعتبر مصدرًا سريعًا للطاقة، ومن ناحية أخرى تتميز البوليميرات بحاجتها لوقت أطول من أجل الهضم وعملية الأيض، وغالبًا ما تكون غنيةً بالألياف، وعلى عكس السكريات؛ تُعد البوليميرات أقل عرضة للتسبب في ارتفاع مستوى سكر الدم.
1- السكريات قليلة التعدد (oligosaccharides):
كربوهيدرات تتكون من عدد قليل من السكريات، في الغالب من ثلاث إلى عشر وحدات من السكريات الأحادية (monosaccharide) وفي بعض المراجع الأخرى تُعتبر الكربوهيدرات المتكونة من وحدتين إلى عشر وحدات من السكريات الأحادية من السكريات قليلة التعدد، بما في ذلك السكريات الثنائية (disaccharide) التي تتكون من سكرين أحاديين. وفي بعض المراجع الأخرى تُعرف السكريات قليلة التعدد بأنها الكربوهيدرات المكونَة من 3-6 وحدات من السكريات الأحادية.
تحتوي السكريات قليلة التعدد على سلسلة من السكر الأحادي أطول من تلك الموجودة في السكريات الأحادية أو في السكريات الثنائية، وأقصر من تلك الموجودة في السكريات المتعددة.
تُعرف التفاعلات الكيميائية التي تربط بين وحدات أحادي السكر بتفاعلات نزع الماء (البلمهة)؛ إذ يطلَق الماء باعتباره منتجًا ثانويًا.
تتكون السكريات قليلة التعدد من خلال ارتباط وحدات السكريات الأحادية ببعضها البعض عن طريق الروابط الغليكوزيدية (Glycosidic bonds)، وتتشكل هذه الروابط في الغالب بين مجموعات الهيدروكسيل (hydroxyl groups) لاثنين من السكريات الأحادية.
في بعض الأحيان ترتبط السكريات قليلة التعدد بجزيء حيوي آخر عن طريق تفاعل الارتباط بالغليكوزيل (الغلكزة). قد يكون الجزيء الحيوي الآخر مثل البروتينات أو الببتيد (Peptide) أو الدهون، وتُعرف السكريات قليلة التعدد المرتبطة بجزيء حيوي آخر باسم الغلوكوزيديزات (glycoconjugates). على سبيل المثال؛ الغليكوليبيد (الدهون السكرية) الذي يُعتبر كربوهيدرات – قد تكون سكريات قليلة التعدد أو سكريات متعددة – مرتبطة بالدهون.
من أمثلة السكريات قليلة التعدد الستاكيوز والرافينوز: الأول سكر رباعي، بينما الأخير سكر ثلاثي يتكون من اتحاد الغالاكتوز والغلوكوز والفركتوز، ويوجد في نباتات مثل البقوليات والحبوب الكاملة والملفوف والكرنب بروكسيل والبروكولي وبذور القطن.
أهمية السكريات قليلة التعدد:
تُعتبر السكريات قليلة التعدد مصدرًا هامًا للطاقة، خاصةً سكريات الأليغو فركتوزية (Fructooligosaccharides) التي تُعد مصدرًا هامًا للألياف؛ ويمكن الحصول عليها – أي السكريات الفركتوزية – من بعض الفواكه والنباتات مثل الموز والكراث والبصل والثوم والهليون.
تعمل السكريات قليلة التعدد أيضًا عمل بريبيوتيك (prebiotics)، خاصةً تلك المشتقة من منتجات الألبان؛ إذ لا يمكن هضمها بوساطة الأمعاء البشرية، وعوضًا عن ذلك، تُمرر إلى الأمعاء الغليظة حيث تساعد في نمو البكتيريا القولونية التي تُعرف باسم بيفيدوباكتيريوم (Bifidobacterium).
تشترك العديد من السكريات قليلة التعدد مع البروتينات في تكوين البروتينات السكرية، التي تدخل في وظائف حيوية مختلفة مثل الاستضداد والذوبانية والتصاق الخلايا والتعرف الخلوي والوظيفة المناعية.
تعتمد أنواع الدم البشري (A, B, AB, O) على الدهون السكرية الموجودة على سطح الكريات الحمراء؛ إذ تحدد السكريات قليلة التعدد الموجودة في الدهون السكرية مستضد فصيلة الدم. على سبيل المثال، تحتوي فصيلة الدم A على (N-أسيتيل-غالاكتوز أمين)، بينما تحتوي فصيلة الدم B على الغالاكتوز، وتحتوي فصيلة الدم AB على المستضدين معًا، بينما لا تحتوي فصيلة الدم O على أي من هذه المستضدات.
2- السكريات المتعددة (Polysaccharide):
يتكون الجزيء منها من العديد من السكريات الأحادية. وتُسمى أيضًا باسم الغليكانات (glycan). قد تكون السكريات المتعددة متماثلة (homopolysaccharide) عندما تكون السكريات الأحادية المكونة لها من نفس النوع، أو تكون غير متجانسة (heteropolysaccharide) عندما تكون السكريات الأحادية مختلفةً.
وتأخذ السكريات المتعددة أشكالًا متعددةً اعتمادًا على نوعية السكريات الأحادية المتصلة ببعضها، وأي الكربونات الموجودة في السكريات الأحادية هي التي تتصل ببعض.
من أمثلة السكريات المتعددة السليلوز والكيتين والغليكوجين والنشاء؛ ويُعتبر كل من السليلوز والكيتين من السكريات المتعددة التركيبية، التي تتكون من عدة آلاف من مونوميرات (جزيء صغير) الغلوكوز مجتمعة معًا في ألياف طويلة. والفرق الوحيد بين الاثنين يتمثل في السلاسل الجانبية المرتبطة بحلقات كربون السكريات الأحادية.
في الكيتين، عُدلت السكريات الأحادية مع مجموعة تحتوي على المزيد من الكربون والنيتروجين والأكسجين. وتخلق السلسلة الجانبية قطبًا مزدوجًا، ما يزيد من ارتباط الهيدروجين.
في حين ينتج السليلوز مكونات صلبة مثل الخشب، يمكن للكيتين أن ينتج أجزاءً أصلب مثل القشرة والحجر الجيري.
يكون كل من السليلوز والكيتين سلاسل طويلة خطية، والتي بدورها تكون أليافًا طويلةً. تترسب هذه الألياف خارج الغشاء الخلوي. وتعمل بعض البروتينات ومركبات أخرى على تحويل هذه الألياف إلى مركبات معقدة، وتثبَّت في مكانها بوساطة روابط الهيدروجين بين السلاسل الجانبية. وبهذه الطريقة تُحوَّل من مركبات بسيطة مثل الغلوكوز إلى مركبات هيكلية صلبة.
يُعتبر الغليكوجين والنشاء من السكريات المتعددة الخازنة، ويعتمد الفرق الوحيد بين السكريات المتعددة التركيبية والخازنة علی السكريات الأحادية المستخدمة، ويكمن الفرق الوحيد بين النشاء والسليلوز في ترتيب الغلوكوز المستخدم.
أهمية السكريات المتعددة
تخزين الطاقة:
تعمل العديد من السكريات المتعددة على تخزين الطاقة في الكائنات الحية، ولا تعمل الإنزيمات المنتجة للطاقة إلا على السكريات الأحادية المُخزَنة في السكريات المتعددة؛ وعادةً ما تُطوى السكريات المتعددة معًا، فتحتوي على العديد من السكريات الأحادية في منطقة كثيفة.
بالإضافة إلى ذلك، تلجأ السلاسل الجانبية للسكريات الأحادية لتكوين أكبر قدر ممكن من روابط الهيدروجين، الأمر الذي يعطي التأثير الكاره للماء (hydrophobic)، وبالتالي يحافظ على بقاء الجزيئات معًا ويمنع ذوبانها في العصارة الخلوية؛ ما يقلل تركيز السكر في الخلية ويسمح بتناول المزيد منه.
ولا يعمل السكر على تخزين الطاقة فقط، لكنه أيضًا يغير من تدرج التركيز، الأمر الذي يؤثر على امتصاص الخلية للماء والمواد الغذائية.
الاتصالات الخلوية:
ترتبط العديد من السكريات المتعددة بالبروتينات والدهون، وتُسمى عندئذ بالغلوكوزيديزات؛ وتُستخدم البروتينات السكرية والدهون السكرية في إرسال الإشارات بين الخلايا وداخلها.
الدعم الخلوي:
تستخدم جميع النباتات الموجودة على الأرض السليلوز في دعم أجزاءها، بينما تستخدم كائنات أخرى مثل الحشرات والفطريات الكيتين في دعم النسيج البيني خارج الخلية (ECM).
اقرأ أيضًا:
ما هي السكريات الثنائية disaccharide ؟
دورة الكربون في الطبيعة: شرح مفصل بالصور
ما هو البناء الضوئي أو التمثيل الضوئي ؟
ترجمة: شيماء ممدوح
تدقيق: علي قاسم
مراجعة: تسنيم الطيبي
