بسم الله الرحمن الرحيم

مقدمة :

الكربوهيدرات Carbohydrates

اسم الكربوهيدرات يرجع الى احتوائها على ذرات الهيدروجين – الاكسجين – الكربون , وتكون نسبة الهيدروجين الى الاكسجين كنسبة 2 :1 المميزة للماء

و الصيغة العامة لها(CH2O) ويرجع اليها نسبة الهيدروجين الى الاكسجين وكذلك نسبة الكربون الى الماء وهي 1:2:1

وتنقسم إلى ثلاثة أقسام :

1- السكريات الأحادية Monosaccarides

2-السكريات الثنائية Disaccharides

3-السكريات العديدة Poly saccharides:وهذا هو موضوع بحثنا والذي سننطرق إليه بالتفصيل

..

السكريات العديدة Polysaccharides

ان النشويات المعقدة تتركب من سكاكر احادية عديدة مرتبطة في سلسلة طويلة وتدعى بعديدة التسكر . هذه السكريات ترتبط مع بعضها البعض بواسطة الرابطة الجليكوسيدية مثل السكريات الثنائية

تتالف السكريات العديدة من سلاسل طويلة بعضها متفرع والبعض الاخر مستقيم وتنقسم الى قسمين رئيسين:

1- سكريات عديدة تركيبية Structural polysaccharides

توجد داخل الخلايا أو خارجها وتلعب دور دعامي وحماية بالنسبة للخلية مثل السليولوز Cellulose الذي يكون الجدار الخلوي في النباتات والمانان Mannan الذي يدخل في تركيب الجدار الخلوي في خلايا الخميرة والكيتين Chitin الذي يدخل في تركيب الجدار الخلوي للخلايا الفطرية واصداف مفصليات الارجل , وحمض الهايالورونيك Hyaluronic acid الذي يدخل في تركيب الانسجة الضامة , والببتيدوجليكانات Peptidoglycans التي تدخل في تركيب الجدار الخلوي للبكتيريا

3- السكريات العديدة Polysaccharides

2- السكريات العديدة الغذائية Nutrient polysaccharides

هذه المجموعة تتكون من معقدات من السكريات الاحادية وتستخدم كمخزون غذائي في الخلايا حيث يمكن ان تتحول الى سكريات احادية في حالة النشاطات الايضية , وتشمل النشا Starch في الخلايا النباتية والبكتيريا والجليكوجين Glycogen في الخلايا الحيوانية والبراميليوم Paramylum في بعض الاوليات الحيوانية

و تقسم من الناحية الكيميائية الى:

1- سكريات عديدة متجانسة Homopolysaccharides

وتتكون من نوع واحد من السكريات الاحادية)الجلوكوز) فقط مثل السليولوز- النشا- الجليكوجين-البراميليوم

2- سكريات عديدة غير متجانسة Heteropolysaccharides

تتكون من سكريات احادية مختلفة مثل حمض الهايالورنيك والهميسليولوز وبعضها متفرع والبعض الاخر مستقيم السلسلة وتلعب أدوارا حيوية هامة في النشاط الحيوي بالخلية

أ- السليولوز Cellulose

من أكثر المركبات العضوية انتشارا في الأرض , يكون الجدر الخلوية في النبات وله دور دعامي , يتكون السليولوز من جزيئات بوليمرية Polymers تؤلف سلسلة غير متفرعة تتكون من تكاثف جزيئات سكر الجلوكوز التي ترتبط مع بعضها بروابط جليكوسيدية

يختلف طول السلسلة من مئات الى عدة آلاف من الوحدات الجليكوسيدية وكل حلقة بايرونية تلتصق بحوالي 180 درجة عن التي تليها لذلك تاخذ شكل Flip-flop وتنتظم جزيئاته في الجدار الخلوي للنبات على هيئة الياف متوازية احيانا ومترابطة عرضيا احيانا اخرى مما يؤدي الى احداث دعامة قوية جدا تحمي الخلية النباتية

تغلف الياف السليولوز احيانا بمادة تدعى Hemicellulose و تتالف من سلسلة متفرعة من سكريات عديدة من Xylose و Mannose و Galactose

الجدار الخلوي يتكون من عدة طبقات من الالياف وترتبط الجدر الخلوية مع بعضها البعض عن طريق مادة كربوهيدراتية اخرى تدعي البكتين Pectin وهي بوليمرات من حمض Galacturonic

ب- الكيتين Chitin

من السكريات العديدة المكونة للتركيب الخارجي لكثير من الكائنات الحية وتكسبها الصلابة وتمنحها الحماية

يوجد بكميات كبيرة في الجليد Cuticle المغطي لأجسام المفصليات Arthropods مثل الحشرات وبعض الأسفنجيات Sponges و الرخويات Molluscs و الحلقيات Annelids و يوجد ايضا في جدر الفطريات و بعض الطحالب الخضراء Green algae

التركيب الكيميائي للكيتين يشبه السليولوز والاختلاف بينهما يتمثل في ان مجموعة الهيدروكسيل 2 استبدلت بمجموعة Acetamide لذلك فالكيتين بوليمر غير متفرع ويتكون من الاف الوحدات المتكررة المتصلة برابطة الجليكوسيد Glycosidic β (1-4) bonds

السكريات العديدة الأخرى ج- حمض الهايالورنيك Hyaluronic acid

من السكريات العديدة غير المتجانسة والمستقيمة , ويتكون من سكريات ثنائية متكررة من حمض الجلورونيك المرتبطة بروابط جليكوسيدية مع الاستايل جلوكوز امين و يوجد في الأنسجة الضامة وسوائل المفصل وماء انسان العين والمحافظ البكتيرية

د- الأنيولين Inulin

من السكريات العديدة الغذائية غير المتفرعة , يوجد في لب بعض النباتات و يتكون من وحدات متكررة من الفركتوز المتصلة مع بعضها برابطة جليكوسيدية

ﻫ- الجليكوجين Glycogen

من السكريات العديدة الغذائية المتجانسة و المتفرعة و يتكون من وحدات متكررة من جزيئات الجلوكوز المتصلة بروابط جليكوسيدية و يوجد في معظم الخلايا الحيوانية وبعض الحيوانات الاولية Protozoa والطحالب

يعتبر الجليكوجين من اهم السكريات العديدة وذلك لوجوده في الخلايا الحيوانية كمادة تخزينية , حيث يخزن في خلايا الكبد وعضلات الانسان وجميع الحيوانات الفقارية

ويخضع لعمليات البناء والهدم في نسيج الكبد حيث تنظم الهرمونات ايضه بدقة ويعتبر المستودع الاساسي لسكر الجلوكوز الذي يجب ان يكون مستواه ثابت في دم الانسان العادي

الوحدات الجليكوسيدية المتصلة بروابط α (1-4) تنتظم في سلاسل طويلة وتتصل في اماكن التفرع بروابط α (1-6) مما يؤدي الى تكوين تركيب شجري

و- النشا Starch

النشا من السكريات العديدة الغذائية و يوجد في الخلايا النباتية ومملكة الأوليات Protista وبعض البكتيريا و يشبه الجليكوجين في بعض الصفات

والنشا في الخلايا النباتية على هيئة حبيبات Granules يمكن مشاهدتها بالمجهر الضوئي والالكتروني حيث يصل قطر حبيبة النشا في الذرة والبطاطس الى عدة ميكرونات اما في الكائنات الدقيقة تكون الحبيبات صغيرة

تحتوي حبيبات النشا على نوعين من السكريات العديدة هما Amylose و Amylopectin وتختلف النسبة بينهما حسب مصدر النشا

مكونات النشا من الاميلوز عبارة عن بوليمر غير متفرع من جزيئات الجلوكوز المتصلة بروابط جليكوسيدية و السلسلة الاميلوزية ذات شكل واحد ملتف التفاف يساري Left-handed helix

الامايلوبكتين يشبه الجليكوجين في كثير من المميزات ويحتوي على نوعين من الروابط الجليكوسيدية α(1-4) و α(1-6) وهومتفرع , ومع ذلك فعدد روابط α(1-6) فيه اقل من الجليكوجين وسلاسله اطول

يدخل في تركيب النشأ:

1-أميلوبكتين Amylopectin

وهو الشق الثاني الذي يدخل في تركيب النشا وهو لجزء المتفرع وترتبط فيه وحدات الجلوكوز بروابط مماثلة للأميلوز إلا انه توجد بين هذه السلال تفرعات ناتجة عن روابط جلايكوسيدية وزنه الجزئي يصل إلى ملاين ويذوب بصعوبة في الماء الساخن ،هناك نوعان من الرابطة ألفا (4-1) و ألفا (6-1) يتحلل بواسطة الفا امليز والفا (6-1 ) جلوكوسيديز إلى جلوكوز ومالتوز .

-2 الجلايكوجينGlycogen

يسمي النشا الحيواني ويوجد في انسجة الحيوانات خاصة في الكبد والعضلات ووهو يشبه الأميلوبكيتن من حيث التركيب ولكنه أكتر تفرعا يحدث التفرع بين 8-12 وحدة جلوكوز يبنى الجلايكوجين من الفا D- جلوكوز مرتبطه بنوعين من الراوابط الجلايكسيدية وهما الفا (4-1) يمد الجلايكوجين الجسم بما يحتاجه من طاقة عند أكسدته وفي هذه الحاله يحافظ الجسم على درجة حرارته كذلك هذه الطاقة مهمه للعمليات البيوكيميائية في الجسم خاصته الجهد العضلي والرياضة.

السكريات العديدة الأخرى

1- المانان Mannan

هو بوليمر متجانس من سكر المانوز يوجد في الجدار الخلوي للخميرة Yeast ويخزن ايضا في بعض الخلايا النباتية , و يمتاز جزيء المانان بانه متفرع في جدار خلية الخميرة ولكن اذا وجد في الخلايا النباتية فانه يكون على هيئة جزيء مستقيم

2- الباراميليوم Paramylum

من السكريات العديدة الغذائية المجانسة و يخزن في خلايا بعض الأوليات مثل اليوجلينا Euglena وهو غير متفرع ومؤلف من الوحدات الجليكوسيدية ويحتوي روابط (1-3)

3- الدكستران Dextran

من السكريات العديدة المتفرعة و يوجد على هيئة بوليميرات متجانسة من سكر الجلوكوز يوجد في بعض أنواع اليكتيريا

سكريات عديدة مرتبطة مع الدهون أو البروتين

1- بروتيوجليكنات Proteoglycans

يشكل البروتين فيها نسبة قليلة جدا من الوزن الجزيئي وتعرف بالسكريات المخاطية Mucopolysaccharides مثل الكوندروتين Condrotin الذي يوجد خارج الخلايا في أنسجة الغضاريف والعظام حيث يكون المادة البينية لهذه الانسجة الضامة

2- الجليكوبروتين Glycoproteins

تتالف هذه المركبات من السكريات والبروتينات , وجزء السكر يتكون غالبا من سلاسل قصيرة متفرعة , وتلعب دورا هاما في الخلية وتشمل بعض الأنزيمات والهرمونات والأجسام المضادة

3- الجليكوليبيدات Glycolipids

تنتج من اتحاد الدهون مع السكريات و جزء السكر قد يكون سكر احادي مستقيم او متفرع , و تدخل في تكوين الأغشية الخلوية

المراجـع :

عدة مواقع خاصة بالكيمياء من أهمها ( الكيمياء الحيوية للجميع) وهو أول موقع عربي متخصص في الكيمياء الحيوية.

وموقع الصيادلة المبدعين .

اعداد/نوال الكبكبي .