وظائف الجلوكوز مونوهيدرات

يعد الجلوكوز مصدرًا مهمًا للطاقة للعديد من الخلايا، بما في ذلك خلايا المخ وخلايا الدم الحمراء. كما تستخدمه بعض خلايا الكبد والأنسجة الدهنية لتخزين الطاقة.

يتم إنتاج الجلوكوز أثناء عملية التخليق الضوئي في النباتات ويتم إنتاجه في البشر عن طريق تكوين الجلوكوز الكبدي. ويتحلل في الجسم في سلسلة من التفاعلات الخلوية، بدءاً بتحلل السكر.
طاقة

الجلوكوز هو المصدر الرئيسي للطاقة لمعظم الكائنات الحية. وهو مقدمة للعديد من المركبات الهامة بما في ذلك النشا والسليلوز والجليكوجين (بالإضافة إلى السكريات قليلة التعدد).

تستخدم العديد من الإنزيمات الجلوكوز المفسفر لإضافة مجموعة سكر إلى جزيئات أخرى في عملية كيميائية عضوية تسمى الارتباط بالجليكوزيل. يمكن أن يكون هذا مهمًا جدًا لعمل البروتينات والدهون.

يوجد الجلوكوز في شكلين طبيعيين، L-glucose وD-glucose. كلاهما يحتوي على جزيئات الجلوكوز متطابقة ولكن مرتبة في انعكاسات المرآة. يستقطب شكل الجلوكوز D الضوء في اتجاه عقارب الساعة ويستقطب شكل الجلوكوز L عكس اتجاه عقارب الساعة.
الكربوهيدرات

الجلوكوز هو المصدر الرئيسي للطاقة للكائنات الحية. وهو أيضًا الأساس للعديد من العمليات الخلوية. ومن أهمها إنتاج بوليمرات الجلوكوز (السكريات) مثل النشا والسليلوز والجليكوجين؛ الدهون. والسكريات قليلة التعدد تتكون من الجلوكوز والسكريات الأخرى.

علاوة على ذلك، يضاف الجلوكوز إلى البروتينات والدهون في عملية تسمى الارتباط بالجليكوزيل لمنحها البنية. كما أنها تستخدم كركيزة في عملية التخمير لإنتاج الإيثانول، وهو كحول.

توجد الكربوهيدرات في مجموعة واسعة من الأطعمة، وتأتي بأشكال وأنواع مختلفة. يعد تناول الكربوهيدرات من مصادر صحية مثل الحبوب الكاملة والخضروات والفواكه والفاصوليا مفتاحًا لنظام غذائي جيد.

توفر الكربوهيدرات الوقود للجهاز العصبي المركزي والطاقة للعضلات العاملة طوال اليوم. ومع ذلك، فإنها يمكن أن تكون ضارة عند تناولها بكميات زائدة. اتباع نظام غذائي عالي نسبة السكر في الدم يمكن أن يزيد من خطر الإصابة بأمراض القلب والسكري والسمنة.
الجليكوجين

الجليكوجين هو آلية تخزين الطاقة الرئيسية في الجسم. يتم تخزينه بشكل رئيسي في الكبد والعضلات ويتم توزيعه على الأنسجة الأخرى على شكل جلوكوز حر.

يحتوي الجليكوجين على بنية بوليمر مع سلاسل خطية طويلة من بقايا الجلوكوز مرتبطة بروابط جليكوسيدية a-1,4. تشكل وحدات الجلوكوز هذه بوليمرًا حلزونيًا حيث تشكل كل عشر وحدات بنائية تقريبًا فرعًا بسلسلة أخرى من بقايا الجلوكوز.

ترتبط هذه الفروع معًا برابطة ألفا أسيتال، -C(OH)H-O-، والتي تحدث عندما ترتبط مجموعتان ألكوكسي بنفس ذرة الكربون (C-1 وC-4 أو C-5). في المحاليل، توجد أشكال مفتوحة السلسلة من الجلوكوز في حالة توازن مع عدة أيزومرات حلقية، يحتوي كل منها على حلقة من الهيدروكسيل مغلقة بواسطة ذرة أكسجين واحدة.

يمثل الجليكوجين في العضلات ما يقرب من 1-2٪ من وزن العضلات، ويقع بشكل أساسي في المناطق بين الليفية العضلية. عندما ينضب الجليكوجين في العضلات، يقوم بروتين ناقل يسمى هيكسوكيناز بتكسيره وإطلاق الجلوكوز في مجرى الدم.
السكريات

السكريات هي كربوهيدرات معقدة ومتفرعة تتشكل عندما ترتبط السكريات الأحادية أو السكريات معًا بواسطة روابط جليكوسيدية. وتتكون هذه الروابط بواسطة ذرة الأكسجين بين حلقتين من الكربون.

تتمتع سلاسل السكريات بخصائص فريدة تختلف عن بعضها البعض، بما في ذلك تركيبها وترابطها ودرجة تفرعها وأوزانها الجزيئية. هذه الخصائص الهيكلية مهمة في فهم أنشطتها الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية.

ترتبط جميع السكريات تقريبًا بروابط جليكوسيدية. تتشكل هذه الروابط أثناء تفاعل الجفاف، عندما تتم إزالة جزيء الماء من بقايا السكر وفقدان مجموعة الهيدروكسيل من الكربون.

تستخدم السكريات كمكونات هيكلية لجدران الخلايا والهياكل خارج الخلية في النباتات والحشرات والفطريات. ويعمل بعضها أيضًا كمخزن للطاقة. ومن الأمثلة على ذلك السليلوز والكيتين. كما أنها موجودة في حمض الهيالورونيك، وهي مادة مهمة لسائل المفاصل والأنسجة الضامة.