Sacharidy, uhľohydráty, karbohydráty, cukry

( viac názvov pre rovnakú skupinu makroživín ) Sacharidy (cukry, glycidy) sú dôležité prírodné zlúčeniny, ktoré sa skladajú z atómov uhlíka, vodíka a kyslíka (enzymatickým štiepením cukrov vzniká spätne CO2 a H2O).

Sacharidy (grécky σάκχαρον, sákcharon, čo znamená "cukor"), Sacharidy majú viacero úloh v živom organizme, ako je napríklad skladovanie a preprava energie (napr.: škrob, glykogén) ďalej fungujú ako konštrukčné prvky (napr.: celulóza z rastlín, chitín a chrupavky u zvierat). Navyše, sacharidy a ich deriváty hrajú hlavnú úlohu v pracovnom procese v imunitnom systéme.

Monosacharidy sú najjednoduchšie sacharidy čím sa myslí, že nemôžu byť hydrolyzované na menšie sacharidy. Všeobecný chemický vzorec v nemodifikovanom monosaccharide je (C • H 2 O) n, kde n je ľubovoľné číslo tri alebo viac.
Monosacharidy sú rozdelené podľa troch rôznych vlastností, umiestnenia jeho karbónovej skupiny a počtu atómov uhlíka, ktoré obsahujú. Monosacharidy s tromi atómami uhlíka sa nazývajú trioses, tie ktoré majú štyri atómy uhlíka sú nazývajú tetroses, s piatimi atómami uhlíka sa nazývajú pentoses, so šiestimi - hexoses, a tak ďalej.

Každý atóm uhlíka nesúci hydroxylové skupiny (-OH), s výnimkou prvého a posledného uhlíka, sú asymetrické. Monosacharidy sú hlavným zdrojom paliva pre metabolizmus, ktorý ich používa jednak ako zdroj energie (glukóza - najdôležitejšia v prírode).
Pokiaľ niesú monosacharidy bezprostredne potrebné, čiže bunky ich moentálne nepotrebujú, často sú premenené na inú formu - skladovanie glykogénu, najmä v pečeni a svalových bunkách.
Význam monosacharidov

Monosacharidy často mávajú sladkú chuť. Za chemickú podstatu (vnímanie sladkej chuti) možno považovať zoskupenie -O-CH-CH-OH, ktoré sa okrem niektorých monosacharidov vyskytuje napríklad aj v alkohole glycerolu, čo je pravdepodobne príčina sladkej chuti.
Sekundárne monosacharidy sú prekurzormi karboxylových kyselín, cukrových alkoholov a glykozidov. D-glukóza je pre väčšinu organizmov primárnym zdrojom energie.
Disacharidy

Dva zlúčené monosacharidy sa nazývajú disacharidy a jedná sa o najjednoduchšie polysacharidy. Príklady: sacharóza a laktóza.

Sacharóza, je najčastejší disacharid, Skladá sa z jednej molekuly D-glukózy a jednej molekuly D-fruktózy.

Laktóza je disacharid zložený z jednej molekuly D-galaktózy a jednej molekuly D-glukózy. Laktóza sa prirodzene vyskytuje v mlieku cicavcov.

Ďalšie významné disacharidy sú maltóza (dve D-glukózy spojené α-1, 4) a cellulobióza (dve D-glukózy spojené β-1, 4).
Oligosacharidy a polysacharidy

Oligosacharidy a polysacharidy sú zložené z dlhšieho reťazca monosacharidových jednotiek. Rozdiel medzi týmito dvoma sacharidmi je v počte monosacharidových jednotiek v reťazci.

Oligosacharidy obvykle obsahujú od dvoch do deviatich monosacharidových jednotiek a polysacharidy obsahujú viac ako desať monosacharidových jednotiek.

Polysacharidy predstavujú dôležitú triedu biologických polymérov. Ich funkcie v živých organizmoch sú súvisiace zvyčajne buď so štruktúrou alebo skladovaním energie.

Celulóza a chitín sú príklady štrukturálnych polysacharidov. Celulóza sa nachádza v bunkových stenách rastlín a iných organizmov.
Chitín má podobnú štruktúru, ale dusík obsahuje vedľajšie vetvy, na zvýšenie pevnosti. Nachádza sa vo vonkajšej kostre niektorých zvierat a v bunkových stenách niektorých húb.

Ostatné polysacharidy: patria sem kalóza, aminarín, chryzolaminarín, drevná guma, mannan, fukoidan a galaktomanan.
Výživa


Potraviny s vysokým obsahom sacharidov: chlieb, cestoviny, fazuľa, zemiaky, otruby, ryža a obilniy. Väčšina týchto potravín obsahuje veľké množstvo škrobu. Sacharidy pri trávení potrebujú menej vody, ako bielkoviny alebo tuky a sú najdôležitejším zdrojom energie v živých organizmoch. Bielkoviny a tuky sú potrebné ako stavebné kamene tkanív a buniek ľudského organizmu a tiež sú zdrojom energie.

Sacharidy nie sú základné živiny človeka - telo môže získať energiu z bielkovín a tukov. Avšak, mozog a neuróny vo všeobecnosti nemôžu konvertovať tuk na glukózu potrebnú ako zdroj energie. Telo môže získať glukózu z mála z aminokyselín a tiež z triglyceridov. Sacharidy a bielkoviny obsahujú zhodne 4 kalórie na jeden gram ich hmotnosti, zatiaľ čo tuky obsahujú 9 kalórií na jeden gram hmotnosti tukov.
U ľudí, len niektoré sacharidy sú využiteľné ako palivo pre organizus - mnohé monosacharidy a niektoré disacharidy. Ostatné typy sacharidov môžu byť využité, ale len za pomoci črevných baktérií.

Organizácia pre výživu a poľnohospodárstvo a Svetová zdravotnícka organizácia odporúča, prijímať 55-75% celkovej energie zo sacharidov, ale len 10% priamo z cukrov (termín pre jednoduché sacharidy - myslí sa tým biely, rafinovaný cukor, v skratke sladkosti).
Klasifikácia

Sacharidy môžu byť kvalifikované ako jednoduché (monosacharidy a disacharidy) alebo komplexné (oligosacharidy a polysacharidy).
Z dietetického hľadiska možno všeobecne odporučiť, zdroje bohaté na jednoduché sacharidy ako sú ovocie (glukóza a fruktóza) a mliečne výrobky (laktóza). Neodporúčajú sa jednoduché cukry vo forme sladkostí a sladkých nápojov.

Glykemický index je meradlom toho, ako rýchlo sa z potravín vstrebáva glukóza, pričom glykemické zaťaženie je meradlom celkovej absorbovateľnosti glukózy v potravinách.
V glykemickom indexe a glykemickom zaťažení bola vyvinutá koncepcia pre charakteristiku správania sa potravín počas ľudského trávenia. Potraviny bohaté na sacharidy ajú rôznu rýchlosť a vplyv na úroveň krvnej glukózy.
Katabolizmus

Katabolizmus je metabolická reakcia buniek, za účelom uvoľnenia energie.

Existujú dve hlavné metabolické cesty z monosacharidového katabolizmu:
Glykolýza :
Cyklus kyseliny citrónovej. Oligo resp. polysacharidy sa rozštiepia prvé menšie monosacharidy pomocou enzýmov nazývaných glykozidová hydroláza. V monosacharidovej jednotke potom môžu vstúpiť do monosacharidového katabolizmu. V niektorých prípadoch, ako napr. u ľudí, nie všetky druhy sacharidov sú strávené a metabolizované (celulóza), ale napríklad u prežúvavcov sa trávia.
Glykolýza

Glykolýza (odvodené od glycose) sú metabolické dráhy, ktoré premieňajú glukózu C 6 H 12 O 6 do pyruvátu, C 3 H 3 O 3 -.
Na voľnú energiu uvoľnenú pri tomto procese sa používajú na vytvorenie vysoko energetickej zlúčeniny ATP (adenozín trifosfátu) a NADH (nikotínamid adenin dinucleotide).

Glykolýza je postupnosť desiatich reakcií zahŕňajúcich desať medziproduktov zlúčenín (jeden z krokov obsahuje dva medziprodukty). Napríklad väčšinu monosacharidov, ako sú fruktóza, glukóza a galaktóza, možno previesť na jednu z týchto medziproduktov. V priebežnom dihydroxyacetón fosfáte je zdrojom glycerol, ktorý vytvára podkožný tuk.

Glykolýza je univerzálna metabolická cesta. Dochádza k nej u takmer všetkých organizmov, ako aeróbna a anaeróbna.

Medzi najčastejšie typy glykolýzy je Embden-Meyerhofova cesta, ktorá bola prvýkrát objavená Embdenom Gustavom a Ottom Meyerhofom.
Glykemický index


Glykemický index alebo GI je meradlom účinkov sacharidov na glykemickú úroveň. Sacharid počas trávenia uvoľňujú glukózu rôznou rýchlosťou do krvného obehu.
Tie z vysokou rýchlosťou priestupu do krvi majú vysoký GI.
Sacharidy, prestupujú do krvného obehu pomaly, uvoľňujú postupne glukózu do krvného riečišťa, majú nízky GI.
Pre väčšinu ľudí, potraviny s nízkym GI majú významnejší prínos. Koncepcia bola vyvinutá Dr David J. Jenkinsom a jeho kolegami v roku 1980-1981 na univerzite v Toronte. V ich výskume skúmali potraviny, ktoré sú najvhodnejšie pre ľudí s cukrovkou.
Nižší glykemický index znamená pomalšie trávenie a vstrebávanie potravín - sacharidov a môže tiež naznačovať väčšiu extrakciu z pečene a okrajových produktov uhľovodanového trávenia. Nižší glykemický index má nižší inzulínový dopyt, lepšie, postupnejšie a dlhšie uvoľnovanie krvnej glukózy a zníženie krvných lipidov.

Glykemický index niektorých bežných potravín pri použití glukózy ako štandardu:

Potraviny s nízkym faktorom GI (nižším ako 55):

cestoviny, grapefruity,
jablká a jablčná šťava, nízkotučné jogurty,
šošovica, ovocný chlebíček,
hrušky, pečená fazuľa,
pomaranče a pomarančová šťava, čokoláda

Potraviny so stredným faktorom GI (55-70):

ryža basmati, sladká kukurica,
banány, ananás,
ovsené vločky, biely cukor,
nealko-nápoje

Potraviny s vysokým faktorom GI (nad 70):

chlieb (biely alebo celozrnný), med,
pečené zemiaky, zemiaková kaša,
kukuričné vločky, biela ryža (lepivá ryža),
zemiakové hranolčeky

zdroj: The European Food Information Council (EUFIC)