גלוקוז מתחיל מהמבנה, מהיתרונות ומאופן עיבודו של הגוף

אולי שמעת על גלוקוז, אך עדיין מבולבלים מההסבר. האם זה סוכר ממזון או סוכר בדם. כעת, כדי ליישר את הבנתך לגבי גלוקוז, החל מתהליך היווצרותו, מבנהו ותפקודו בהסבר המלא הבא.

מהו גלוקוז?

כדי להקל על הבנת הגלוקוז (גלוקוז), כדאי שתכיר תחילה פחמימות. כן, פחמימות הן סוג של תרכובת אורגנית, מלבד שומנים, חלבונים וויטמינים. תרכובת אורגנית זו מורכבת מאטומי פחמן (C), מימן (H) וחמצן (O).

בהתבסס על הסיווג, פחמימות מתחלקות לארבע קבוצות, כלומר חד-סוכרים, סוכרים, אוליגוסכרידים ופוליסכרידים. ובכן, גלוקוז נכלל בקבוצת החד-סוכרים, שהיא סוג הפחמימות הפשוט ביותר ולא ניתן לפרק או לפרק לחלקים קטנים יותר. לכן לעיתים קרובות מכנים גלוקוז כסוכר פשוט.

גלוקוז הוא התוצר העיקרי של הפוטוסינתזה, שהוא ייצור מזון (בישול) על ידי צמחים ירוקים בעלים. נסה להיזכר שוב, דיון זה בפוטוסינתזה בוודאי נלמד בבית הספר היסודי.

מקור: בלוקי וידיאו

תהליך ייצור המזון בעלים הופך את אנרגיית השמש, המים, הכלורופיל (החומר הירוק בעלים), ופחמן דו חמצני לחמצן וסוכר, הידוע גם בשם גלוקוז, שנכתב עם הנוסחה הכימית C6H12O6.

איך זה קרה בצורה כזו? תסתכל היטב, אם הוא מתואר, תהליך הפוטוסינתזה המייצר גלוקוז ייראה כך:

6 CO2 (Carbodioxide) + 6 H2O (מים) + אור שמש + כלורופיל → C6H12O6 (גלוקוז) + 6 O2 (חמצן)

לאחר שעבר את תהליך הפוטוסינתזה, התוצאה, בצורת חמצן, תונשם לאוויר החופשי. לכן צמחים ירוקים הם ריאות העולם מכיוון שהם מספקים חמצן לכל היצורים החיים.

לאחר מכן, ה"בישול "הנותר בצורת גלוקוז יזרם ברחבי רקמת הצמח דרך הפלום כדי לתמוך בצמיחה, היווצרות פרחים והתפתחות פרי. ובכן, הגלוקוז הזה הוא מה שיהיה בעלים של הירקות והפירות שאתם צורכים מדי יום. הסוכרים הכלולים בפירות וירקות נקראים גם סוכרים טבעיים.

מה מבנה הגלוקוז?

בהתבסס על קבוצת הקרבוניל, פחמימות מחולקות לשתי קבוצות, כלומר אלדוז וקטוז. ובכן, גלוקוז נכלל בקבוצת האלדוז משום שיש לו קבוצת קרבוניל סופנית אחת O = CH (אלדהיד), עם 6 אטומי פחמן (C) (hexose).

מסיווג זה, המבנה הכימי של גלוקוז מתקבל הוא C6H12O6. ואז, על סמך תמונת המראה (אננטיומר), הגלוקוז משתמש בתצורת המבנה משמאל כך שלימים יש לו את הקידומת D ונקרא D- גלוקוז.

סידורו של סידור זה יגרום גם להבדל בפעילות האופטית, כלומר יכולתו של פתרון לסובב שדה אור מקוטב.

באננטיומר D, המערך מסובב את המישור בכיוון השעון ומקבל את סמל הפלוס (+). להלן תיאור של מבנה D- גלוקוז עם שרשרת פתוחה (ראה איור 1) עם מבנה טבעתי של אנומרים α / alpha ו- β / beta (ראה איור 2).

איור 2. מבנה גלוקוז D עם שרשרת פתוחה (מקור: Uncla)

איור 2. סידור גלוקוז D עם מבנה טבעתי (מקור: כימיה)

התפקיד החשוב של גלוקוז הן לצמחים והן לבני אדם

גלוקוז הוא מקור אנרגיה. לא רק צמחים אלא גם לבעלי חיים ובני אדם. רק שבעלי חיים ובני אדם לא מייצרים את האנרגיה הזו בעצמם. הם מקבלים את האנרגיה הזו מצמחים, כלומר ירקות ופירות. כדי להיות ברורים יותר, בואו נדבר על היתרונות של גלוקוז לצמחים ובני אדם בהמשך.

תפקיד הגלוקוז לצמחים

לאחר לימוד הפוטוסינתזה, בטח הבנתם כי צמחים הם יצרני גלוקוז. עם זאת, עדיין אינך יודע מה השימוש בגלוקוז בצמחים עצמם. גלוקוז, המיוצר מתהליך הפוטוסינתזה, משמש למעשה את הצמחים כמקור אנרגיה. אז צמחים יכולים לספק "מזון" בעצמם כדי שיוכלו לשרוד, כגון:

גדילה והתפתחות

בדיוק כמו בני אדם, הצמחים ימשיכו להתפתח לאורך זמן. החל מהזרעים שיוצרים יורה ואז צומחים גבעולים, ענפים ועלים מעל פני האדמה. עד שהצמח הולך וגדל, הוא מעוטר בפרחים (רצון פרי). כאשר ניצני הפרחים מתחילים לפרוח, מתרחשת האבקה, ופרי ייווצר, למשל בצמח תות.

מקור: גן ויטה

דוגמה נוספת, שקול את הוורד. צמח פופולרי זה אינו נושא פרי, אך הוא ימשיך לפרוח. תוך מספר ימים הפריחה תתיישן, תתייבש ותקמול. לאחר מכן, הפרח ייפול עם גבעול קטן מתחתיו. ואז, כמה ימים לאחר מכן ניצני הפרחים החדשים יופיעו שוב.

תהליך זה זהה למתרחש בעלים שמצהיבים, נובלים ובסופו של דבר נושרים. בקרוב, עלים חדשים יופיעו שוב באותו מקום. אם אין בעיות, הצמח לא רק יעבור מחזור של פריחה ונפילה, אלא גם נהיה עבה יותר, גדול וחזק יותר.

ובכן, כל התהליכים הללו בהחלט דורשים אנרגיה, נכון? מלבד מים, חומרים מזינים (מינרל חשוב בקרקע), אור שמש וכלורופיל, מתברר כי צמחים זקוקים גם לגלוקוז בכדי לעשות את כל הדברים האלה.

נשימה (נשימה)

אל תטעו, צמחים גם נושמים כמו בני אדם. רק זה, התהליך שונה. צמחים זקוקים לפחמן דו חמצני (שאריות מנשימה אנושית) בשעות הבוקר וביום, כמו גם לחמצן בשעות אחר הצהריים והערב.

בסיום הבוקר באמצעות הפוטוסינתזה, גלוקוז יופץ לכל רקמות הצמחים והתאים. לאחר מכן, גלוקוז יאוחסן עד אחר הצהריים והערב לצורך תהליך הנשימה.

בניגוד לפוטוסינתזה המתרחשת בעלים, תהליך הנשימה מתרחש בכל התאים החיים, כולל אפילו שורשים. התהליך כולל שילוב גלוקוז עם חמצן לייצור מים, פחמן דו חמצני ואנרגיה. לאחר מכן, האנרגיה המופקת יכולה לעזור לצמחים להתפתח ולתמוך בתפקוד תאים תקין.

תפקיד הגלוקוז לבני אדם

בדיוק כמו צמחים, גם בני אדם זקוקים לגלוקוז בכל יום. זה מתקבל על ידיהם ממזון ומשקאות, כגון אורז, לחם, בננות, או מיץ מנגו. התפקיד העיקרי של גלוקוז לבני אדם הוא כמקור אנרגיה. לאחר האכילה, הגוף יפרק את הסוכרים הפשוטים הללו כדי לייצר מולקולה עתירת אנרגיה הנקראת אדנוזין טריפוספט (ATP).

כמעט כל התאים בגוף מסתמכים על גלוקוז כדלק שלהם. החל מתאי מוח ועצב, תאי דם אדומים, תאים בכליות, שרירים, וכמה תאים ברשתית ובעדשת העין.

מלבד היותו מקור אנרגיה, יש צורך בגלוקוזה כדי שתאי הגוף יפעלו כרגיל. במסלול הפנטוז, סוכר פשוט זה ישמש לייצור ריבוז, שמשמש מאוחר יותר ליצירת חומצה ריבונוקלאית (RNA), חומצה דוקסיריבונוקלאית (DNA) וחומצה ניקוטינמיד אדנין דינוקלאוטיד (NADPH).

RNA ו- DNA הם מרכיבים חשובים לסינתזת חלבונים. בינתיים NADPH הוא מרכיב חשוב לסינתזת חומצות שומן.

ברקמת המוח גלוקוז הוא מקור האנרגיה העיקרי. סוכר פשוט זה מהווה גם חומר גלם לסינתזה של תרכובות אלפא קטוגלוטרט החשובות לתהליך סילוק רעלים מאמוניה אשר מזיקים מאוד לתאי עצב. בנוסף, גלוקוז חשוב גם כבסיס לסינתזה של נוירוטרנסמיטרים החשובים לתקשורת בין תאי עצב.

התפקיד החשוב של גלוקוז הוא לא רק זה. עבור כדוריות דם אדומות, סוכר טבעי זה נחוץ גם לסינתזה של תרכובות דו-פוספוגליצראט. תרכובת זו מתגלה כחשובה מאוד לתהליך שחרור החמצן מההמוגלובין לרקמות הגוף.

תאי דם אדומים זקוקים גם לסוכר הפשוט הזה כהגנה מפני התקף רדיקלים חופשיים הפוגעים בבריאות הרקמות והאיברים.

שורות של ירקות ופירות המכילים גלוקוז

מכיוון שגלוקוז הוא תוצר של פוטוסינתזה, הוא נמצא כמובן גם בפירות וירקות. בדרך כלל תכולת הגלוקוז בפירות וירקות מכונה סוכר טבעי. סוכרים טבעיים בירקות בדרך כלל נמצאים בשפע יותר כשהם עדיין טריים. בינתיים הפרי יכיל יותר סוכרים טבעיים כשהמצב בשל.

בערך, משהו, הא? התבונן בשורות המזונות הבאות שיש להן סוכרים טבעיים, כגון:

1. ירקות

ירקות טריים מכילים סוכרים טבעיים. עם זאת, הוא מורכב לא רק מגלוקוז אלא גם מפרוקטוז. פרוקטוז הוא סוג אחר של סוכר פשוט אשר נכלל גם במעמד החד-סוכר של פחמימות. לפני העיבוד הרגיל, הירקות מכילים גלוקוז ופרוקטוז בין 0.1 ל -1.5 גרם למנה (100 גרם).

תכולת הסוכר הטבעית הנמוכה ביותר, שהיא כ 0.1 גרם, היא בברוקולי טרי. בינתיים, כרוב לבן מכיל 1.5 עד 1.9 גרם סוכר טבעי לאחר רתיחה.

2. בננות

פרי צהוב זה משמש לעיתים קרובות עמוד תווך לעיכוב או חסימת רעב. הסיבה היא שבננות מכילות סיבים כמו גם סוכר טבעי עם כמות קטנה של חלבון וויטמינים. בננות מכילות 5.82 גרם גלוקוז לפרסי (100 גרם).

3. תפוחים

מלבד בננות, תפוחים הם גם עמוד תווך לאנשים שרוצים לרדת במשקל. כן, פרי זה מכיל כ- 1.7 עד 2.2 גרם סוכר טבעי לכל 100 גרם. בין אם תכולת הסוכר בתפוחים תלויה בסוג והתבגרות של התפוחים שאתם אוכלים.

4. יין

כפי שהשם מרמז, הסוכר אכן טעים מתוק ולכן לרוב המאכלים המתוקים יש אחוז סוכר גבוה. זה אותו דבר עם יין. פרי זה מכיל 7.1 גרם סוכר טבעי למנה.

5. תפוזים

מלבד היותם מקור לוויטמין C, התפוזים מכילים גם די הרבה סוכר טבעי, כלומר 8.51 גרם סוכר טבעי לכל 100 גרם. מלבד גלוקוז, התפוזים מכילים גם סוגים אחרים של סוכר שימושיים לגוף, כמו סוכרוז. למרות שהם מכילים סוכרים טבעיים, התפוזים למעשה דלים בשומן, ולכן הם מומלצים מאוד להפחתת צריכת השומן.

6. תאריכים

מי לא מכיר את האוכל המתוק הפופולרי הזה לשבירת הצום על זה? כן, תמרים נקראו הפירות המכילים את הסוכרים הטבעיים ביותר בהשוואה לפירות אחרים. מנה אחת של תמרים (100 גרם) מכילה 32 גרם גלוקוז.

כלומר, עליכם לשים לב כמה תמרים אתם אוכלים כדי שצריכת הסוכר היומית שלכם לא תהיה מוגזמת.

תהליך חילוף החומרים של הגלוקוז בגוף האדם

בנוסף לתפקידו המורכב, תהליך חילוף החומרים של גלוקוז וסוגים אחרים של פחמימות בגוף הוא די מורכב. ישנם מסלולי תגובה ביוכימיים שונים כאשר הגוף מטבוליזם מסוגי מזון אלה, כלומר גליקוליזה, חמצון פירובט ומחזור חומצת לימון.

בתחילה, מזון פחמימות יתפרק על ידי אנזימי עיכול בפה לחלקים פשוטים יותר, כלומר גלוקוז. ואז, הסוכר הפשוט הזה ייספג וייכנס לדם. כאשר הסוכרים הטבעיים ממזונות אלה כבר נמצאים בזרם הדם, זה מכונה סוכר בדם. אז אתה יכול להבחין בין גלוקוז במזון לזה שבדם, נכון?

יתר על כן, סוכר זה יופץ בגוף, במיוחד במוח, בכבד, בשרירים, בכדוריות הדם האדומות, בכליות, ברקמות השומן וברקמות אחרות. ריבוי האיברים והרקמות הדורשים חמצן מביא לצריכה גדולה של סוכר בגוף. לכן תרכובות אלו נכללות בחומרים מזינים (חומרים מזינים שהגוף זקוק להם בכמויות גדולות).

רוב הגלוקוז שנכנס לכבד ולשרירים הופך לגליקוגן בתהליך הגליקוגנזה. גליקוגן זה הוא מאגר אנרגיה שתוכלו להשתמש בו כשאין צריכת מזון. בעת הצורך, הגליקוגן יתפרק חזרה לסוכרים פשוטים כמקור אנרגיה.

חילוף חומרים של גלוקוז בגוף יכול להיות גם בעייתי

למרות שגוף זקוק לפחמימות בכמויות גדולות, אין זה אומר שתוכלו לאכול מזונות המכילים סוכר כרצונם. גם אם מדובר בפירות או ירקות המכילים סוכרים טבעיים, ולא ממתיקים מלאכותיים.

תהליך חילוף החומרים בפחמימות מווסת על ידי הורמון האינסולין, המיוצר על ידי תאי בטא בלבלב. המטרה היא שרמות הסוכר הטבעיות מהמזון שנכנס לדם יישארו יציבות.

אחת הבעיות הבריאותיות שתוקפות אינסולין היא סוכרת. מחלה זו עלולה לגרום לשיבוש בתהליך חילוף החומרים של מזונות ממותקים, וכתוצאה מכך מופיעים תסמינים שונים, כגון עייפות, רעב, שתן תכופה, פציעות גוף וקשיי ריפוי, גירוד בעור ותופעות לא נעימות אחרות.

אם רמות הסוכר בדם לא נשלטות, הסוכרת תחמיר. זה יכול אפילו להוביל לסיבוכים, כמו אי ספיקת כליות, גנגרנה (פגיעה בחלק בגוף שגורם נזק לרקמות), מחלות לב ורטינופתיה (נזק לעיניים).

איקס