Srednja strukovna škola Tomislavgrad

Tomislavgrad

Struka: Prehrambena biotehnološka

Zanimanje: kemijski laborant

MATURALNA RADNJA

Naziv teme: Ugljikohidrati

Mentor: Učenik:

LidijaŠimić Ivona Klarić

Tomislavgrad, svibanj, 2015

SADRŽAJ

UVOD.........................................................................................................................................3

1. UGLJIKOHIDRATI..............................................................................................................4

1.1. Podjela ugljikohidrata..........................................................................................................4

1.2. Monosaharidi.......................................................................................................................5

1.3. Oligosaharidi......................................................................................................................10

1.4. Polisaharidi.........................................................................................................................11

2. METABOLIZAM UGLJIKOHIDRATA.............................................................................14

ZAKLJUČAK...........................................................................................................................16

POPIS LITERATURE..............................................................................................................17

2

UVOD

Ugljikohidrati su složeni organski spojevi bogati energijom koje proizvode biljke uz

pomoć reakcije fotosinteze. Po svojoj kemijskoj strukturi ugljikohidrati su šećeri

polihidroksialdehidi ili polihidroksiketoni, što znači da u molekuli, uz više hidroksilnih

skupina, imaju i karbonilnu. Najveći broj jednostavnih ugljikohidrata je općenite empirijske

formule: (CH2O)n; n≥3. Ugljikohidrati su velike biološke molekule sastavljene od ugljikovih,

vodikovih i kisikovih atoma, obično s omjerom atoma vodika i kisika 2:1.

Postoje neke iznimke poput deoksiriboze, šećerne komponente DNA, koja ima empirijsku

formulu C5H10O4. Ugljikohidrati su u tehničkom pogledu hidrati ugljika, premda ih je

strukturalno bolje promatrati kao polihidroksialdehide i ketone. Naziv je najčešći

u biokemiji gdje se kao sinonimi za njih rabe nazivi saharidi ili šećeri. Ugljikohidrati se

najčeće dijele na četiri velike skupine: monosaharide, disaharide, oligosaharide i polisaharide.

O svakoj toj skupini ćemo u ovom radu reći zasebno.. Općenito se monosaharidi i

disaharidi, kao maleni ugljikohidrati (male molekularne mase), obično nazivaju šećerima.

Riječ saharid potječe od grčke riječi σάκχαρον (sákharon) što znači "šećer". Iako je

znanstvena nomenklatura ugljikohidrata složena, imena monosaharida i disaharida vrlo često

završava sufiksom -oza. Na primjer, grožđani šećer jest monosaharid glukoza, trščani

šećer jest disaharid saharoza, a mliječni šećer jest disaharid laktoza Ugljikohidrati izvršavaju

mnoge uloge u živim organizmima. Polisaharidi služe kao spremišta energije

(npr. škrob i glikogen) i strukturalne komponente (npr. celuloza u biljaka i hitin u

člankonožaca). Saharidi i njihovi derivati uključuju mnogo ostalih važnih biomolekula koje

igraju ključne uloge u imunosnom sustavu, fertilizaciji, sprečavanju patogeneze, zgrušavanju

krvi i razvoju. U bromatologiji ili znanosti o hrani i u mnogim drugim neformalnim

kontekstima naziv ugljikohidrat često označava svaku hranu koja je posebno bogata složenim

ugljikohidratom škrobom (poput žitarica, kruha i tjestenine) ili jednostavnim ugljikohidratima

poput šećera (prisutna u slatkišima, džemovima i desertima).

3

1. UGLJIKOHIDRATI

1.1. Podjela ugljikohidrata

Ugljikohidrati su veoma rašireni u biljnomu svijetu. Za razliku od namirnica biljnoga

podrijetla, nalazimo ih veoma malo u namirnicama životinjskoga podrijetla. Ugljikohidrati iz

hrane ponajprije jesu izvor energije za rad mišića i čitavog tijela.(26,28). Osim toga

potpomažu probavu i upijanje drugih sastojaka hrane, sudjeluju u metabolizmu masti i

bjelančevina. Ugljikohidrati su brzi izvor energije. Prehrana bogata ugljikohidratima

preporučuje se kod dugotrajnih napora i športskih vježbi.(29,38) Najvažniji ugljikohidrati u

hrani jesu: šećer, škrob i celuloza. Jednostavni se šećer, na primjer iz meda ili iz voća, veoma

lako probavlja, a za probavu disaharida, kao što je stolni šećer, treba određena količina

energije. Škrob pripada skupini polisaharida. Grana molekule škroba je veoma složena, a

razgradnja sporija i za nju trebaju odgovarajući enzimi. Celuloza je uglavnom neprobavljiva i

ne smatra se izvorom energije. Međutim, celuloza je važna za rad crijeva i izlučivanje

otpadnih tvari iz tijela.

Disaharidi i škrob razgranuju se u tijelu do jednostavnih šećera: glukoze i fruktoze.

Dio glukoze, tzv. krvni šećer, služi kao izvor energije (gorivo) za moždano tkivo, živčani

sustav i mišiće. Manji dio glukoze pretvara se u glikogen i pohranjuje se u jetri i mišićima, a

višak se pretvara u masti i pohranjuje se u tijelu kao pričuvni izvor energije. Ako se

pohranjene masti koriste kao izvor energije, tjelesna se masa smanjuje. Lagani menuobroci,

bogati jednostavnim šećerima i škrobom, osiguravaju instant energiju jer se koncentracija

šećera u krvi naglo poveća. Međutim, razina se šećera u krvi brzo smanjuje, potičući želju za

novom slatkom hranom, a može nastati i slabost, vrtoglavica, nemir i glavobolja. Prevelika

količine hrane bogate škrobom i šećerima, može rezultirati nedovoljnim unosom drugih

esencijalnih hranjivih tvari, što može prouzročiti ozbiljan prehrambeni manjak. Namirnice

bogate rafiniranim ugljikohidratima najčešće su siromašne vitaminima, mineralima i

celulozom. Budući da naše tijelo može proizvesti ugljikohidrate iz nekih aminokiselina i

glicerola (alkohol, sastavni dio masti i ulja), smatra se da ne postoje neki posebni zahtjevi za

ugljikohidratima u prehrani. Razlike u bazalnom metabolizmu, težini rada, veličini tjelesne

mase i jačini i duljini trajanja tjelesnih napora, utječu na količinu ugljikohidrata koju treba

unijeti hranom. Posljedica nedovoljnoga unosa ugljikohidrata može biti ketoza, gubitak

energije, depresija i razgradnja esencijalnih bjelančevina u tijelu. Pojam ugljikohidrata

obuhvaća sve jednostavne i složene šećere: saharide i polisaharide. Ugljikohidrati se u prirodi 4

nalaze u različitim oblicima. Dijele se u dvije velike skupine: - jednostavne i složene

ugljikohidrate.

Jednostavni ugljikohidrati građeni su od jedne ili dviju molekula šećera. Najpoznatiji mono- i

disaharidi jesu:

- glukoza (krvni šećer, grožnani šećer, dekstroza),

- fruktoza (voćni šećer),

- galaktoza,

- saharoza, 'stolni' ili 'kuhunjski' šećer je disahard a sastoji se od

glukoze i fruktoze,

- maltoza je disaharid sastavljen od dviju molekula glukoze,

- laktoza (u mlijeku) je disaharid a sastoji se od molekule glukoze i molekule galaktoze.

Slika 1. Podjela ugljikohidrata

Izvor: Hrvoje Zrnčić, Kemija, 2012.

1.2. Monosaharidi

Sadrže ili jednu aldehidnu ili jednu ketonsku skupinu. Najzastupljeniji monosaharid je

glukoza. Monosaharidi s četiri ili više ugljikova atoma imaju prstenaste (cikličke) strukture.

Molekule monosaharida, jednostavnih šećera ne mogu se razgraditi na jednostavnije molekule

šećera. To su aldehidi ili ketoni koji sadrže najmanje dvije -OH skupine. Prema broju C-

atoma dijele se na treoze, tetroze, pentoze, heksoze itd. Ako je karbonilna skupina na kraju

lanca C-atoma, monosaharid se zove aldoza, a ako nije, monosaharid se zove ketoza. Neki od

najvažnijih monosaharida su: (aldoheksoza) glukoza; (ketoheksoza) fruktoza; (aldopentoza)

riboza. Aldoze i ketoze uvijek spontano cikliziraju ako pri tome mogu nastati šesteročlani ili

5

peteročlani ciklički spojevi (poluacetali i poluketali). Monosaharidi se mogu klasificirati

prema broju karbonovih atoma u molekuli:

– tri karbona – trioze

– četiri karbona – tetroze

– pet karbona – pentoze

– šest karbona – heksoza

Nastavak –oza u imenu spoja ukazuje da je neki spoj karbohidrat. Klasificiranja

monosaharida prema funkcionalnoj grupi:

– Aldoza – aldehidna funkcionalna grupa(riboza je aldopentoza: molekula šećera

koja ima pet atoma karbona i aldehidnu grupu).

– Ketoza – ketonska funkcionalna grupa

(fruktoza je ketoheksoza: molekula šećera koja sadrži šest atoma karbona i keto grupu)

Slika 2. Piranozni i furanozni prsteni monosaharida

Izvor:Milan Sikirica-Karmen Holenda, Kemija istraživanja, 2008.

Monosaharidi s pet ili šest ugljikova atoma mogu stvarati piranozni odnosno furanozni prsten.

Prsteni su imena dobili prema piranu, odnosno furanu.

Slika 3. Piranozni odnosno furanozni prsten

Izvor:Milan Sikirica-Karmen Holenda, Kemija istraživanja, 2008.

6

Što se tiče reakcija i povezivanja monosaharida, možemo reći kako se, monosaharidi

povezuju s alkoholima ili aminima glikozidnim vezama. Povezivanje alkohola ili amina sa

šećerom odvija se na anomerinim ugljikovim atomima. Anomerni atom šećera reagira s

hidroksilnom skupinom alkohola te nastaje O-glikozidna veza. Na sličan način anomerni C-

atom šećera reagira s aminima, te nastaju konjugati povezani N-glikozidnim vezama.

Slika 3. Derivati nastali reakcijama s alkoholom

Izvor: Boris Mildner, Ugljikohidrati, 2010.

Slika 4. Derivat nastao reakcijom s aminom.

Izvor: Boris Mildner, Ugljikohidrati, 2010.

7

Sada ćemo prijeći na najvažnije predstavnike monosaharida.Prvo ćemo reći nešto o glukozi.

Glukoza je dobila ime prema grčkoj riječi za slatka (grč.: γλυκύς - sladak) vina. U prirodi je

rijetko slobodna. Glukoza, gotovo u pravilu, sudjeluje u grani disaharida, oligosaharida i

polisaharida. Slobodnu je, u većim količinama, nalazimo u voću, osobito u grožđu (grožđani

šećer ili slador) i povrću (crveni luk). Zajedno s fruktozom, glavni je sastojak meda. Ima je u

krvi (krvni šećer). Glukoza se dobiva iz škroba i služi kao sirovina u proizvodnji raznovrsnih

pripravaka. Kao izvor energije u prehrani zdravih ljudi nema nikakvu prednost u odnosu na

stolni šećer - saharozu. Pogodna je za posebno propisane visokoenergetske načine prehrane,

jer je slatkoća glukoze gotovo upola slabija od saharoze.

Slika 5. Molekula glukoze.

Izvor:Milan Sikirica-Karmen Holenda, Kemija istraživanja, 2008.

Molekula glukoze ima oblik šesteročlanog prstena s atomom kisika u prstenu. Hidroksilne

skupine vezane na prsten zauzimaju točno određen razmještaj u prostoru. Crvene kuglice

predstavljaju atome kisika.

Slika 6. Strukturna formula i simbol glukoze.

Izvor: Boris Mildner, Ugljikohidrati, 2010.

8

Fruktoza (voćni šećer) je najslađi šećer. Ime ovoga monosaharida dolazi od latinske riječi

fructus (voće, plod). Poznata je i kao 'levuloza' (lat. laevus - lijevi), lijevi šećer. U prirodi je

slobodnu nalazimo u voću, povrću i medu. Fruktoza je sastavni dio invertnoga šećera, koji se

dobiva hidrolitičkom razgradnjom saharoze i koji ima veoma široku primjenu u prehrambenoj

industriji. Fruktozni se sirup proizvodi iz kukuruza i koristi za zaslađivanje brojnih napitaka.

Ovaj monosaharid ima sve važnije mjesto u prehrani. Za razliku od glukoze i galaktoze,

upijanje se fruktoze u probavnom sustavu ne odvija aktivnim prijenosom nego olakšanom

difuzijom. U nedostatku inzulina, fruktoza se u jetri može pretvarati u glukozu i tako

doprinositi rastu glukoze u krvi, umjesto da se skladišti kao glikogen.

Slika 7. Molekula fruktoze.

Izvor: Boris Mildner, Ugljikohidrati, 2010.

Slika 8. Strukturna formula i simbol fruktoze.

Izvor: Boris Mildner, Ugljikohidrati, 2010.

9

1.3. Oligosaharidi

Izgrađeni od kratkih lanaca monosaharida koji se međusobno povezuju glikozidnom vezom.

Najzastupljeniji oligosaharidi su disaharidi. Svi monosaharidi i disaharidi u nastavku imena

imaju –oza. Disaharidi su složeni šećeri od dva monosaharida povezana preko kisikova atoma

(glikozidna veza). Disaharidi zagrijavanjem u kiselom mediju lako hidroliziraju dajući

monosaharide od kojih su sastavljeni. Neki od najvažnijih disaharida su: saharoza (obični

jestivi šećer) izgrađen od glukoze i fruktoze; maltoza izgrađena od dvije molekule glukoze.

Saharoza je najčešći i najpoznatiji disaharid koji se koristi u prehrani. Sirovine za industrijsku

proizvodnju saharoze jesu šećerna repa i šećerna trska. 'Stolni' ili 'kuhinjski' šećer sadrži oko

99% saharoze i danas je najvažniji prehrambeni izvor ovoga disaharida. Saharoze u maloj

količini ima u nekom voću i povrću. Pod utjecajem kiselina i enzima ovaj se disaharid lako

razgranjuje na glukozu i fruktozu. Otopina saharoze skreće polarizirano svjetlo udesno.

Budući da je dosada nađena samo u mlijeku, laktoza se smatra disaharidom koji je svojstven

sisavcima. Prirodni je sastojak mlijeka i mliječnih proizvoda. Kod djece lako dolazi do

hidrolitičke razgradnje laktoze pod utjecajem enzima laktaze. Neke etničke skupine taj enzim

gube odrastanjem, što za posljedicu ima laktoza-netoleranciju. Maltoza (njem. Malz, slad) ili

sladni šećer je disaharid, građen od dviju molekula α- glukoze. Maltoza je produkt

hidrolitičke razgradnje škroba. Amilaze ne mogu raskinuti vezu izmeñu dviju molekula

glukoze, nego za to treba enzim maltaza. Ovoga disaharida u većoj količini ima u ječmu

(sirovina za dobivanje ječmenoga slada za pivarstvo i neke vrste namirnica)

Slika 9. Saharoza

Izvor: Boris Mildner, Ugljikohidrati, 2010.

10

Slika 10. Strukture maltoza, saharoze i laktoze.

Izvor: Skupina autora, Kemijska građa, 2000.

1.4. Polisaharidi

Polisaharidi, koje nazivamo i glikanima, međusobno se razlikuju po monosaharidima koji su u

njih ugrađeni, po dužini lanaca, po vrsti veza kojima su monosaharidi međusobno povezani

kao i po stupnju grananja lanaca.

11

Homopolisaharidi izgrađeni su od istovrsnih monosaharida, a mogu graditi ravne lance ili biti

razgranani. Heteropolisaharidi su izgrađeni od dva ili više različita monosaharida, a mogu

graditi ravne ili razgranane lance.

Polisaharidi su polimeri šećera koji imaju najmanje dvadeset povezanih

monosaharidnih jedinica, a neki mogu imati i do tisuću ili više mosaharidnih jedinica. Mogu

biti linearni, npr. celuloza, ili razgranani, npr. glikogen. I celuloza i glikogen izgrađeni su od

D-glukoznih jedinica, ali povezivanje monosaharidnih jedinica glikozidnim vezama je

različito u ova dva polimera. Polisaharidi su polimeri, uglavnom vrlo velike molekulske mase,

u kojima su molekule monosaharida povezane glikozidnim vezama. Jedan takav polisaharid

izgrađen od puno molekula glukoze je celuloza. Povežu li se molekule glukoze na nešto

drukčiji način nastaju makromolekule škroba. I celuloza može potpuno hidrolizirati i dati

molekule glukoze. Škrob razgradnjom na manje dijelove (hidrolizom) daje dekstrin koji

daljnjom razgradnjom daje disaharid maltozu, a ona slobodnu glukozu. Škrob se u velikoj

količini nalazi u sjemenkama žitarica, u korijenju nekog povrća i u bananama. Građen je od

mnogobrojnih molekula glukoze povezanih glikozidnim vezama. Iznimka je artičokov šrob

koji je građen od jedinica fruktoze i koji je neprobavljiv. Asimilacijski (ili primarni) škrob

nastaje u fotosintetskom tkivu biljaka (u kloroplastima) pod utjecajem sunčeva svjetla.

Prvotni proizvod fotosinteze je glukoza koja postupno prelazi u netopljivi škrob, čime se

sprječava povećanje osmotskoga tlaka u stanici. Noću se škrob postupno razgrađuje i prenosi

u druga biljna tkiva pa se ondje izgrađuju zrnca pričuvnoga škroba (u amiloplastima). Škrob

se u biljkama nalazi u obliku sitnih zrnaca (granula) vidljivih pod mikroskopom. Škrobne

granule su glavni izvor ugljikohidrata i energije u ljudskoj prehrani. Gomolji (na primjer

krumpir) mogu sadržavati 30%, a pšenična zrna i do 70 % škroba. Sirovi je škrob teško

probavljiv, jer granule nisu dostupne enzimima. Oblik i veličina granula svojstveni su biljnoj

vrsti. Na primjer, veličina škrobnih granula u riži je mala (oko 2- 5 m) a u krumpiru mnogo

veća (do 70m). Osim škroba, granule sadržavaju vodu (oko 10 –20%) i male količine

bjelančevina, masti i minerala. (12, 42-45). Opća kemijska formula škroba je (C6H10O5)n.

Škrob je građen od dva polisaharida: amiloze i amilopektina. Odnos amiloze i amilopektina

nije uvijek isti, zavisi o podrijetlu škroba. Više od tri četvrtine ukupne mase škroba je

amilopektin, iako škrob sadržava mnogo više molekula amiloze nego molekula amilopektina.

Molekule amiloze su male u odnosu na molekulu amilopektina i zbog toga je maseni udio

amiloze u škrobu mnogo manji.

12

Slika 11. Amiloza u škrobu

Izvor: Skupina autora, Kemijska građa, 2000.

U tijelu ljudi, i životinja, glukoza se pohranjuje kao glikogen. Ovaj veoma razgranati

polimer sastoji se od dugih lanaca građenih od molekula glukoze, povezanih α-1,4

glikozidnom vezom ili α-1,6 glikozidnom vezom (na mjestu granjanja). Po svojoj strukturi

glikogen je sličan amilopektinu. U odnosu na amilopektin, glukozni lanci su više razgranati, a

bočni lanci kraći (oko 13 glukoznih jedinica). Glukozni lanci, međusobno povezani acetalnom

vezom, tvore loptasta zrnca (granule glikogena). Ustroj glukoznih lanaca u granuli sliči

razgranatoj krošnji stabla. Granula glikogena građena je od dvanaest slojeva koji obavijaju

glikogen, bjelančevinu koja se smatra začetnikom gradbe glikogena i koja se nalazi u središtu

glikogenskoga zrnca. Jedna granula može sadržavati oko 30.000 molekula glukoze. Glikogen

se, u obliku zrnaca, nalazi pohranjen u citosolu mnogih stanica i lako je dostupan izvor

energije. Najviše ga ima u stanicama jetre. Ukupna količina glikogena u jetri odrasle osobe,

nakon jela, može biti 100-120 grama. Količina glikogena u mišićima je relativno mala (oko 1

- 2% od ukupne mišićne mase) a može se višestruko povećati vježbanjem i načinom prehrane.

Pod utjecajem amilaza, glikogen se veoma lako razgrađuje do glukoze radi dobivanja

energije. Glikogena može biti u namirnicama životinjskog podrijetla. Za razliku od škroba,

glikogen je, uglavnom, zanemarivi izvor ugljikohidrata u prehrani ljudi.

Sada ćemo nešto reći o neškrobnim polisaharidima. U ovom slučaju o celulozi i

hemicelulozi su neškrobni polisaharidi. Celuloza je najvažnija sastavnica krute stanične

stijenke biljnih stanica. Po svojoj gradbi, celuloza je linearni polisaharid velike molekularne

mase, građen od mnoštva glukoznih jedinica (do 10000). Za razliku od škroba, molekule

glukoze međusobno su povezane β-acetalnim vezama. Ta razlika u načinu povezivanja

rezultira velikom razlikom u probavljivosti tih dvaju polisaharida. Celulozni polimeri,

međusobno povezani jakim vodikovim vezama, tvore mikrovlakna i vlakna koja grade

13

stabilne. Za razliku od ljudi, bakterije koje žive u tlu i životinje (krave, konji, ovce i koze,

termiti) imaju enzime potrebne za razgradnju β-acetalne veze. Neprobavljiva, celuloza je

vlakno koje olakšava rad probavnoga sustava. Hemiceluloze su heterogena skupina

razgranatih polisaharida. Za razliku od celuloze, hemiceluloze su topljive u vodi. Glavni i

bočni lanci ovih polimera mogu biti sastavljeni od različitih monosaharida. Hemiceluloze se

klasificiraju prema najzastupljnijem monosaharidu u glavnom lancu polimera (na primjer:

ksilani, galaktani, manani) i najzastupljenijem monosaharidu u bočnim lancima (na primjer:

arabinoza, galaktoza). Galaktomanani su osobitost mahunarki. Glavni lanac ovih polimera

izgrađen je od manoze a bočni lanci od glukoze i galaktoze. Namirnice bogate

hemicelulozama jesu: cjelovita zrna, brokule, korijen repe. Pektini su razgranati polimeri

galaktouronske kiseline, sastavni dio (15-40%) primarne stanične stjenke viših biljaka.

Najpoznatiji su ramnogalaktourani i arabinogalaktani. Osnovni polimer ramnogalaktourana

građen je od ramnoze i galaktouronske kiseline, a bočni lanci od galaktoze i arabinoze. Kod

arabinogalaktana, osnovni lanac je građen od galaktoze a kratki bočni lanci od arabinoze.

Pektini mogu biti djelimično esterificirani metoksi grupama. Dobar izvor pektina u hrani jesu

voće i povrće (na primjer: jabuke, ribizl, karfiol, kupus, suhi grašak, krumpir, jagode, maline i

kupine). Industrijska sirovina za proizvodnju pektina su: pulpa jabuka i albedo agruma.

2. METABOLIZAM UGLJIKOHIDRATA

Osnovni metabolički putovi ugljikohidrata obuhvaćaju dva osnovna procesa, a to su:

Glikoliza i glukoneogeneza. Sada ćemo ih objasniti.

Glikoliza je glavni metabolički put razgradnje glukoze koji se događa u citosolu svih

sisavaca, a pretvara glukozu C6H12O6u piruvat CH3COCOO− + H+. Slobodna se energija

oslobođena u tom procesu koristi za sintezu energijom bogatih spojeva kao što

su ATP (adenozin trifosfat) i NADH (reducirani oblik nikotinamid adenin dinukleotida).

Glukoza je najčešće najvažnije metaboličko gorivo, a potrebe se za istom razlikuju

među tkivima pa je tako mozak organ s iznimno velikim potrebama za glukozom. Glikoliza se

može odvijati areobno i anaerobno ovisno o dostupnosti kisika i lancu za prijenos elektrona.

Osim glukoze, glikoliza je glavni metabolički put i fruktoze, galaktoze i

drugih ugljikohidrata iz hrane.

Većina je reakcija glikolize reverzibilna, a 3 su reakcije izrazito egzergone te se kao takve u

fiziološkim uvjetima smatraju ireverzibilnima. To su reakcije koje kataliziraju heksokinaza,

fosfofruktokinaza i priruvat-kinaza te su stoga one glavna mjesta regulacije glikolize.

14

1. Fosfofruktokinaza je značajno inhibirana pri uobičajenim unutarstaničnim koncentracijama

ATP-a. Ta se inhibicija može brzo ukloniti pomoću 5'-AMP-a koji se stvara u početku

nakupljanja ADP-a signalizirajući tako potrebu za povećanjem brzine glikolize.

2. Stanice koje vrše glukoneogenezu (stvaranje ugljikohidrata) imaju 4 enzima koji mogu

ireverzibilne reakcije glikolize pretvoriti u reverzibilne. To su: glukoza-6-fosfataza, fruktoza-

1,6-bisfosfataza, piruvat-karbokislaza i fosfoenolpiruvat-karboksikinaza.

3. Fruktoza se razgrađuje tako da se prvo fosfolirira u fruktozu-1-fosfat čime se premošćuje

glavni regulacijski korak pa nastaje puno više piruvata, nego što je potrebno za sintezu ATP-

a. To u jetrima i masnom tkivu vodio do povećane lipogeneze pa prekomjerno unošenje

fruktoze može dovesti do debljine ili čak i masne jetre.

Glukoneogeneza je metabolički proces proizvodnje glukoze iz supstrata koji po

sastavu nisu ugljikohidrati. Najčešći supstrati koji ulaze u proces pretvorbe u glukozu

sumliječna kiselina, glicerol i glukogene aminokiseline. Ovaj metabolički put predstavlja

jedan od dva osnovna mehanizma kojim čovjek i gotovo sve životinje održavaju vrijednosti

glukoze u krvi konstantnim u slučaju manjka ugljikohidrata. Drugi je

mehanizam glikogenoliza, tj. razgradnja rezervi glikogena u glukozu. Glukoneogeneza je

sveprisutan proces, kojeg nalazimo u metabolizmu biljaka, životinja, gljiva, bakterija i još

jednostavnijih organizama. Kod viših životinja odvija se uglavnom u jetri, a u manjoj mjeri u

kori (korteksu) nadbubrežne žlijezde. Aktivacija glukoneogeneze karakteristična je za

vrijeme gladi, posta, dijeta s vrlo niskim prinosom ugljikohidrata ili velikog fizičkog napora.

Ovaj metabolički put predviđa niz reakcija koje su egzoergonske (zahtijevaju utrošak

energije), stoga se za vrijeme reakcija troše visokoenergetske molekule kao ATP i GTP.

Gotovo se uvijek tijekom glukoneogeneze pojavljuje i ketoza. Pošto je ovaj proces jedan od

osnovnih izvora glukoze u krvi, proizvedeni su i lijekovi, kao npr. metformin, koji inhibiraju

glukoneogenezu i stimuliraju prijenos glukoze iz krvi u stanice. Ovi su lijekovi postali vrlo

bitni za liječenje dijabetesa tipa 2. Preživači apsorbiraju ugljikohidrate iz hrane proizvedene

tako da mikroorganizmi koji žive buragu razgrađuju celulozu iz prožvakanih biljaka. Kod

preživača se, dakle, glukonegeneza neprestano odvija, nezavisno od gladi, fizičkog napora ili

vrste prehrane.

15

ZAKLJUČAK

Iz svega ovoga što smo rekli možemo zaključitit da su ugljikohidrati glavno metabolitičko

gorivo u biljaka, životinja i čovjeka. Biljke ih mogu sintetizirati, a životinje i čovjek ih moraju

unijeti hranom. Zbog toga su ugljikohidrati bitan dio ljudske prehrane.

Polimerni se ugljikohidrati (škrob, glikogen) prije daljnje metabolitičke razgradnje procesom

glikolize moraju enzimski depolimerizirati u glukozu.

Njihova je uporaba vezana uz razvoj civilizacije (drvene kuće, brodovi, namještaj, papir,

ogrijev, i dr.). I danas su nezamjenljiv izvor materijala u prehrambenoj, farmaceutskoj i

drvnoj industriji. Važna su osnovna sirovina u proizvodnji papira, pamučnih vlakana, umjetne

svile, alkohola, filmova i dr.

16

POPIS LITERATURE

Skupina autora, Kemijska građa, 2000.

Boris Mildner, Ugljikohidrati, 2010.

Milan Sikirica-Karmen Holenda, Kemija istraživanja, 2008.

Hrvoje Zrnčić, Kemija, 2012.

Skupina autora, Organska kemija i biokemija, 2011.

Višnja Katalinić, Temeljno znanje o prehrani, 2011.

Skupina autora, Ugljikohidrati, 2003.

http :// www . irb . hr / users / precali / Znanost . o . Moru / Biokemija / Predavanja / Biokemija _ III _2011

http :// prezi . com / jo 0 ox 343 ep 6 c / kemija - ugljikohidrati /

17