الكربوهيدرات Carbohydrates

الكربوهيدرات Carbohydrates : مركبات تنتمي إلى مجموعة من المركبات العضوية التي لها الصيغة الكيميائية التالية C_m(H₂O)_n ، لذا تظهر و كأنها ماءات (هيدرات) الكربون و هي غير ذلك بالطبع. الكربوهيدرات، كصنف، هي من أكثر المركّبات العضوية وفرة في الطبيعة. فهي تنتج من خلال النباتات الخضراء عن طرق البكتيريا بعملية تعرف بـالبناء الضوئي، حيث يؤخذ ثاني اكسيد الكربون من الهواء الجوي و ينتج الكربوهيدرات بالإضافة إلى مركبات كيميائية أخرى تحتاجها الكائنات للبقاء و النمو.

تتضمّن مجموعة كربوهيدرات أساسا من السكّريات و النشا و الدكسترين، و السيليلوز، و الجليكوجين و هي مواد التي تشكّل جزء مهم من الغذاء الإنساني و العديد من الحيوانات. فأبسط المركبات الهيدروكربونية هي السكريات أو السكريات الأحادية و التي تحتوي على مجموعة ألدهيد أو كيتون . و أكثرها أهمية هو الجلوكوز. أما إذا اتحد جزيئين متشابهين أو مختلفين من السكريات الأحادية بترابط إيثيري مع إزالة لجزيء الماء فإنه يتكون سكر ثنائي ، و من أهم السكريات الثنائية هو السكروز (سكر القصب)، و اللاكتوز ، و المالتوز.

أما سكريات العديدة فإنها تتكون من اتحاد عددا من السكريات الأحادية المتشابهة أو المختلفة ، فمثلا في الجليكوجين توجد عشرة جزيئات من السكريات الأحادية ، و النشا خمس و عشرون و السيليلوز من 100 – 200 جزيء سكر أحادي .

تلعب الكربوهيدرات دورها هاما في أعضاء الكائنات الحية فالسكريات مثلا و خصوصا الجلوكوز حيث تعلب دورا هاما بتحويل الطعام إلى طاقة . و تلعب السكريات العديدة و النشا كحافظات للطاقة في النباتات .

و تشتمل المواد الكربوهيدراتية و كما أشرنا سابقا على مجموعة كبيرة من المركبات التي تنتشر في المملكة النباتية وهي قليلة الوجود في المملكة الحيوانية . ومن أهم المواد الكربوهيدراتية الناتجة من النبات السليلوز ( في جميع النباتات ) وسكر القصب ( قصب السكر – البنجر- الفواكه ) والنشا ( القمح – الذرة – الأرز – البطاطس والبطاطا ) والفركتوز والجلوكوز ( في الفواكه ) . أما في المملكة الحيوانية فإن المواد الكربوهيدراتية المهمة الموجودة بها هي : سكر الحليب ( اللاكتوز) والجليكوجين في الكبد والعضلات .

 

وظائف المواد الكربوهيدراتية :

1 – هي المصدر الرئيسي للطاقة في الجسم ، ويحصل الإنسان منها على حوالي 2000سعر حراري من مجموع السعرات اللازمة يومياً ، والتي تبلغ 3000 كيلو كالوري ، والتي تختلف طبقاً لعديد من العوامل منها النوع والجنس والنشاط وغيرها .
2 – تخزن على شكل جليكوجين في الكبد ، والذي يستخدم عند الحاجة حيث تبلغ كمية الجليكوجين المخزونة حوالي 200جرام .
3 – تدخل في تكوين الأحماض النووية التي توجد في الخلايا .
4 – تمد الجسم بالجلوكوز وتعمل على بقاء نسبته بالجسم ثابته .
5 – تدخل في تكوين بعض مرافقات الأنزيمات Co-enzymes.
6 – تتحول إلى مواد دهنية تخزن بالجسم .
7 – تكون المواد الكربوهيدراتية حامض الجلوكورونيك في الكبد ، لاستخدامه في إزالة سمية بعض المركبات التي تدخل الجسم .

وكلمة الكربوهيدرات تعني تميؤ الكربون ( Hydrate of carbon) وهذه الكلمة مأخوذة من مشاهدة الكيميائيون الأوائل إنه عند حرق الجلوكوز لمدة طويلة في انبوبة يكون مصحوباً بتكوين قطرات من الماء يمكن تكثيفها وبقايا سوداء من الكربون .

وتنقسم الكربوهيدرات بصفة عامة إلى : كربوهيدرات بسيطة Simple وكربوهيدرات مركبة أو معقدة Complex .

والكربوهيدرات البسيطة هي عبارة عن السكريات الأحادية Monosaccharides C_nH_nO_n والسكريات الثنائية Disaccharides C_n(H₂O)_n-1 ومن السكريات الأحادية الجلوكوز والفركتوز والجالاكتوز Glucose,Fructose & Galactose وجميعها سداسية الكربون وتركيبها العام C₆H₁₂O₆ . هذا وتتحول الكربوهيدرات داخل الجسم إلى جلوكوز والذي يعتبر تركيزه مهماً جداً في قيام الجسم بوظائفه الحيوية ويتراوح تركيزه في الدم في الحالة الطبيعية من 70-110مجم/100مليلتر ويعتبر الجلوكوز مصدر الطاقة الوحيد للجسم والمخ والأعصاب وخلايا الجسم المختلفة للقيام بوظائفها الحيوية .

 

وهناك عدة عوامل تعمل على بقاء نسبة الجلوكوز في الدم ثابتة، فعندما ترتفع نسبة الجلوكوز في الدم فإن العضو الأول الذي يستجيب هو البنكرياس الذي يقوم بإفراز النسولين ، حيث يعمل على أن تقوم معظم خلايا الجسم بأخذ الجلوكوز من الدم وتقوم بتحويله إلى جليكوجين أو دهون ، ويقوم الكبد بتحويل السكريات والبروتينات الزائدة عن الحاجة إلى دهون يخزنها الجسم ، وعندما تكون نسبة الجلوكوز في الدم قليلة فإن البنكرياس يقوم بإفراز هرمون الجلوكاجون ، الذي يقوم بتحويل الجليكوجين إلى جلوكوز .

ويوجد الجلوكوز في الفاكهة والفركتوز في العسل والفواكه ، ويوجد الجالاكتوز مرتبطاً مع الجلوكوز لتكوين سكر الحليب ( لاكتوز Lactose ) وهو من السكريات الثنائية . ومن أمثلة السكريات الثنائية H₂₂O₁₁C₁₂ : السكروز والمالتوز واللاكتوز Sucrose , Maltose & Lactose ويوجد السكروز في قصب السكر والمالتوز في الشعير واللاكتوز في الحليب .

 

ومن أمثلة الكربوهيدرات المركبة C₆H₁₂O₆)_n ) متعددة السكريات (عديدة السكريات) Polysaccharide مثل النشا والسيلولوز وهي عبارة عن وحدات من الجلوكوز مرتبطة مع بعضها في شكل سلاسل ، وكذلك السليولوز والمواد البكتية Pectic substances والتي تشتمل على البروتوبكتين Protopectin والبكتين Pectin وحامض البكتنيك Pectinic acid وحامض البكتيك Pectic acid .

 

 

 

بوسترات (لوحات) كيميائية بدقة عالية (أكثر من 25 لوحة) من تصميم الأستاذ أكرم أمير العلي

 

تطبيقات كيميائية من تصميم الأستاذ أكرم امير العلي متوفر للجوالات التي تعمل بنظام أندرويد android على سوق جوجل بلاي google play

1 – تطبيق ملصقات الجدول الدوري باللغة العربية : بطاقات تحتوي على معلومات شاملة و مختصرة في نفس الوقت كل عنصر على حدة (اللغة العربية).

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir2

 

2 – تطبيق ملصقات كيميائية: ملصقات بتصميم جميل جدا للكواشف و الأدلة و الزجاجيات المستخدمة في المختبر و كذلك ملصقات و بطاقات لخزانات حفظ المواد و الأدوات الزجاجية .

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir

 

3 – إذا كنت تواجه صعوبة في تحضير المحاليل الكيميائية الأكثر شيوعا في مختبرات الكيمياء و الاحياء، فهذا التطبيق سوف يساعدك كثيرا في تحضير المحاليل :