Монозахариди – същност, функции и видове

Въглехидратите се класифицират в няколко вида – монозахариди, дизахариди, олигозахариди и полизахариди. Подробна информация за тях ще откриете в статията Въглехидрати – всичко, което трябва да знаем за тях.

Монозахаридите (от гръцки „monos“ – единичен и „sacchar“ – захар) се наричат още и прости захари.  Те съдържат между 3 и 8 въглеродни атома. В следващите редове ще разгледаме по-подробно монозахаридите като най-простата форма на въглехидрати. Каква е тяхната същност, функции и какви видове монозахариди има.

Същност на монозахаридите

Монозахаридите служат като градивен елемент на въглехидратите. Състоят се от една захарна единица, която не може допълнително да се разгради на по-прости захари. Представляват твърди кристални вещества, които се разтварят във вода и имат сладък вкус.

Монозахариди в храните и напитките са глюкоза, галактоза и фруктоза. Могат да се свържат един с друг и да образуват сложни въглехидрати.

При свързването на:

• 2 монозахарида се образува дизахарид
• От 3 до 10 монозахарида се образуват олигозахариди
• 11 или повече монозахарида се образуват полизахариди

Монозахаридите са енергиен източник. Повечето от тях осигуряват около 4 калории (kcal) на грам, точно както другите въглехидрати.

Човешкият организъм има способността да произведе монозахаридите от други хранителни вещества, за да функционира правилно. Не е нужно да си ги набавяме с храната.

Усвояване на монозахаридите и влияние върху кръвната захар

Монозахаридите се транспортират през стената на тънките черва, откъдето отиват в порталната вена, която ги отвежда директно в черния дроб. Начинът на транспорт варира между монозахаридите. Някои от тях могат да се усвоят, без предварително да се разграждат от ензимите в червата.

Глюкозата и фруктозата се усвояват относително бързо в зависимост от това какви други хранителни вещества се ядат едновременно с тях. Ако консумирате ястие или храна, които съдържат протеини и мазнини, усвояването на захарите ще бъде по-бавно, отколкото когато се ядат самостоятелно.

След консумация на глюкоза и галактоза бързо се повишават нивата на кръвната захар, тъй като имат висок гликемичен индекс. Фруктозата повишава леко и постепенно кръвната захар, тъй като има нисък гликемичен индекс.

По време на процеса храносмилане всички въглехидрати трябва да се разградят до монозахариди, за да се усвоят в организма ни.

Усвояване на глюкозата

Глюкозата с ниска концентрация се транспортира през лигавицата в епителните клетки на червата с помощта на натриево зависим транспортер. При по-високи концентрации се включва втори улесняващ транспортер. От епителните клетки глюкозата се премества в околните капиляри чрез дифузия.

По-голямата част от глюкозата, консумирана с храната, се транспортира през кръвния поток до периферните тъкани. Там, при нормални обстоятелства, хормонът инсулин й позволява да се поеме от клетките и да бъде употребена като енергиен източник по метаболитен път, известен като гликолиза.

Тъй като глюкозата е най-важният източник на енергия за тялото, и по-специално за мозъка, тялото се опитва да поддържа основно ниво на кръвна глюкоза от около 4-5 mmol/L. Този механизъм на хомеостаза се контролира предимно от действията на гликогена и инсулина.

Усвояване на галактозата

Галактозата се усвоява в тънките черва по същия начин като глюкозата, тоест с помощта на транспортни протеини в лигавицата на тънките черва.

Глюкозо-галактозна малабсорбция е рядко генетично нарушение, при което усвояването на галактоза и глюкоза е намалено.

По-голямата част от абсорбираната галактоза навлиза в черния дроб, където основно се превръща в глюкоза. След това или се съхранява като гликоген, или се използва за енергия.

Усвояване на фруктозата

Фруктозата се движи изцяло чрез улеснена дифузия. Процесът използва различен транспортер от глюкозата при навлизане в ентероцитите. Фруктозата и глюкозата използват един и същ транспортер, за да навлезнат от ентероцита в капилярите. Усвояването на фруктозата е много по-бавно от това на глюкозата и е в ограничени количества.

Доказано е, че консумацията на големи количества фруктоза води до ниво на фруктозна малабсорбция в почти всички случаи. Едновременното поглъщане на глюкоза с фруктоза улеснява усвояването на фруктозата.

Попадайки в черния дроб, галактозата и фруктозата се отделят от кръвта и се превръщат в други метаболити. Когато се консумира в умерени количества, повечето фруктоза се поема от черния дроб и се превръща в глюкоза, гликоген и лактат. Част от тези елементи също могат да бъдат окислени или превърнати в мастни киселини и пикочна киселина.

Само малки количества фруктоза достигат кръвта, така че концентрацията на фруктоза в кръвта обикновено винаги е ниска.

Функции на монозахаридите

Монозахаридите изпълняват две основни функции в клетките:

• Монозахаридите се използват за съхранение и производство на енергия. Глюкозата е особено важна енергийна молекула, от която се освобождава енергия при разрушаването на химичните й връзки.
• Монозахаридите се използват и като градивни елементи за образуването на по-сложни захари (дизахриди, олигозахриди и полизахариди), които са важни структурни елементи. Пример за такъв е полизахаридът целулоза, който се произвежда от растенията.

Някои бактерии могат да образуват подобие на клетъчна стена с помощта на по-различни полизахариди. Дори животинските клетки се обграждат със сложно междуклетъчно вещество от полизахариди, изградени от по-малки монозахариди.

Видове монозахариди

Видовете монозахариди са:

• Глюкоза (декстроза) – съдържа в структурата си само една молекула захар; използва се за енергия като основно гориво за телесните клетки; намира се в кръвта на животните и се произвежда в процеса на фотосинтеза от растенията.
• Фруктоза (плодова захар) – съдържа се в плодовете и зеленчуците; участва в метаболизма.
• Галактоза – може да се открие в млякото; намира се в еритроцитите на хората с кръвна група B.
• Маноза – намира се в много плодове; среща се естествено в някои клетки в човешкото тяло.
• Рибоза – изгражда структурата на РНК.
• Дезоксирибоза – захарна молекула, която е част от дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК) в хромозомите (част от генетичния материал в нашите клетки).

Монозахаридите фруктоза, глюкоза и галактоза могат да образуват различни комбинации помежду си и да се превърнат в дизахариди. Нека разгледаме монозахаридите малко по-подробно.

Глюкоза (декстроза)

Простите захари са изградени от 1 или 2 захарни единици. Най-често срещаният вид проста захар е глюкозата или така наречената декстроза. Това е захарта, която тялото и мозъкът ни използват за енергия всеки ден.

Глюкозата е важен монозахарид, тъй като осигурява както енергия, така и структура на много организми. Молекулите на глюкозата се разграждат в процеса гликолиза, осигурявайки енергия и предшественици за клетъчното дишане.

Ако клетката не се нуждае от повече енергия, глюкозата може да се съхрани като се свърже в къси или дълги вериги с други монозахариди. Растенията съхраняват дългите вериги монозахариди като нишесте (целулоза), което по-късно може да се разгради и използва за енергия.

Целулозата е една от най-разпространените молекули на Земята. Всяко растение използва целулоза, за да обгради клетките си, създавайки здрави клетъчни стени, които им помагат да стоят прави и да останат твърди. Без способността на монозахаридите да се свързват в дълги вериги, растенията биха били плоски и намачкани.

Ако бихме могли да претеглим всичката целулоза на Земята, тя ще тежи милиони тонове.

Животните съхраняват глюкозата под формата на полизахарида гликоген, който може да складира големи количества енергия.

Фруктоза (плодова захар)

Фруктозата е вид проста захар, която представлява 50% от трапезната захар (захароза). Фруктозата трябва да се превърне в глюкоза от черния дроб, преди да се използва от организма.

Среща се в различни захарни подсладители като царевичен сироп с високо съдържание на фруктоза и сироп от агаве. В сладките плодове и зеленчуци също се съдържа, но в относително малки количества.

Някои хора не могат да усвоят фруктозата, която приемат. Това състояние е известно като фруктозна малабсорбция. Характеризира се с прекомерни газове и храносмилателен дискомфорт. При малабсорбцията, фруктозата действа като ферментиращ въглехидрат и се категоризира като FODMAP.

За разлика от глюкозата, както вече споменахме, фруктозата причинява леко покачване на кръвната захар. Прекомерният прием обаче може да допринесе за развитието на някои метаболитни нарушения.

Галактоза

Галактозата (от гръцки език „gala“ – мляко и „ose“ – захар) може да се образува в човешкото тяло от глюкоза или да се набави от храната.

В организма ни по-голямата част от консумираната галактоза се превръща в глюкоза. Може да се свърже с глюкозата, за да се образува дизахарида лактоза, който се съдържа в майчината кърма. Свързва се и с липиди, за да образуват гликолипиди (молекули, които съставляват кръвните групи A, B и AB). Галактозата, когато се съедини с протеини, се получават гликопротеини (например в клетъчните мембрани).

Основни хранителни източници на галактозата е лактозата от прясното и киселото мляко, която се усвоява до галактоза и глюкоза в тялото ни.

Храните, съдържащи малки количества свободна галактоза, са:

• Мляко с ниско съдържание на лактоза или без лактоза.
• Някои кисели млека, сирена, сметани, сладоледи и други храни, изкуствено подсладени с галактоза.
• Естествените храни (плодове, зеленчуци, ядки, зърнени храни, месо, яйца, мляко) обикновено съдържат по-малко от 0,3 г галактоза на порция.
• Някои лекарства могат да съдържат галактоза като пълнител.

Храни, съдържащи монозахариди

Източниците на прости захари (монозахариди) са:

• Плодове и плодови сокове (глюкоза, фруктоза)
• Мед (глюкоза, фруктоза)
• Бонбони (глюкоза)
• Сиропи: течна глюкоза, царевичен сироп с високо съдържание на фруктоза и инвертна захар (глюкоза и фруктоза), фруктозен сироп, нектар от агаве (с високо съдържание на фруктоза)
• Сладки вина (глюкоза, фруктоза)
• Храни с добавени прости захари: безалкохолни, спортни и енергийни напитки, ликьори, шоколад, подсладени млечни продукти, десерти (главно глюкоза)

Приемането на прекомерни количества от тези храни може да доведе до редица проблеми със здравето ни.

Намаляването им и спазването на диета с ниско съдържание на въглехидрати (особено на прости захари) може да предпази от затлъстяване, диабет, сърдечни болести и други заболявания. Подробна информация може да откриете във Въглехидрати – всичко, което трябва да знаем за тях.