Sacharidy II.

V minulém díle jsme se zabývali monosacharidy a to především z chemického hlediska. K pochopení článku dnešního jsou znalosti z minula nezbytné, tzn. pokud ho už nemáte v paměti, zkuste se k němu na pár chvil předem vrátit.

Než se začnu zabývat na dnešek naplánovanou teorií oligo- a polysacharidů, dovolím si jednu odbočku inspirovanou dotazem v našem diskusním fóru ohledně názvosloví sacharidů: synonymem označení sacharidy je termín glycidy, starší názvy uhlohydráty, uhlovodany a karbohydráty se dnes nepoužívají. Označení cukry se používá výhradně pro mono- a oligosacharidy.

Oligosacharidy

Oligosacharidy se odvozují spojením dvou až deseti stejných nebo různých druhů monosacharidových jednotek. Podle tohoto počtu se poté nazývají disacharidy, popř. tri-, tetra-, penta- až dekasacharidy. Kyselou hydrolýzou se z nich opět uvolňují monosacharidy. Nejdůležitějšími oligosacharidy jsou zmíněné disacharidy. Jejich příkladem je např. maltosa (dvě glukosové jednotky), laktosa (D-glukosové a D-galaktosové jednotky) či sacharosa (D-glukosa a D-fruktosa).

• Maltosa - Molekula maltosy se skládá ze dvou molekul D-glukosy. Maltosa (sladový cukr) se uvolňuje ze škrobu při klíčení ječmene (slad) a spolu s isomaltosou při trávení škrobu a glykogenu.

  

• Laktosa - Laktosa je méně sladká než sacharosa, je součástí mléka savců (tvoří 4,8% kravského a 6% lidského mateřského mléka) a představuje hlavní zdroj energie u kojených mláďat. V molekulách laktosy jsou jednotky D-glukosy a D-galaktosy.

  

• Sacharosa - Sacharosa je rozšířená transportní forma sacharidů u rostlin, ve vysoké koncentraci se nachází v bulvě cukrové řepy a ve stéblech třtiny cukrové, z nichž se průmyslově vyrábí. Bývá též proto nazývána řepný či třtinový cukr. Používá se v potravinářství jako nejběžnější sladidlo a jako surovina pro různé biotechnologie.

  

  V molekulách sacharosy jsou tedy spojeny jednotky D-glukosy a D-fruktosy; zpětná přeměna ve směs obou monosacharidů se nazývá inverze sacharosy a produkt reakce invertní cukr.

Mezi oligosacharidy se řadí i např. trisacharidy, jejichž nejrozšířenějším představitelem je rafinosa (složená z D-galaktosy, D-glukosy a D-fruktosy).

Polysacharidy

Polysacharidy mají podobnou strukturu jako oligosacharidy s tím rozdílem, že počet monosacharidových zbytků dosahuje v jejich molekulách mnoha set či tisíc. Na rozdíl od cukrů (tj. monosacharidů) se ve vodě rozpouštějí málo nebo vůbec. Jsou zásobními nebo stavebními látkami rostlinných i živočišných organismů a některé z nich mají i zvláštní biologické funkce. Kyselou nebo enzymovou hydrolýzou vznikají z polysacharidů oligo- až monosacharidy.

Polysacharidy, jejichž hydrolýzou vzniká výhradně D-glukosa se nazývají D-glukany. Nejvýznamnějším představitelem D-glukanů je škrob.

Polysacharidy, jejichž hydrolýzou vzniká výhradně D-fruktosa se nazývají fruktany, podle stejného klíče dále existují i mannany, xylany, galaktany či arabinany.

Z obrovského počtu teoreticky možných kombinací existuje v přírodě jen omezený počet polysacharidů, asi 300.

• Rezervní polysacharidy - V živých systémech tvoří zásobu chemické energie, kterou lze uvolnit jejich odbouráváním. Nacházíme je ve všech typech organismů, v hlízách rostlin (škrob nebo inulin), u mikroorganismů (mannany či dextrany), v játrech a svalech živočichů (glukogen) a pod.

  • Škroby - Mezi fyziologicky nejvýznamnější polysacharidy patří škroby. V přírodě se vyskytují především ve formě škrobových zrn zejména v kořenech, plodech a semenech rostlin. Průmyslovým zdrojem škrobu jsou brambory a obiloviny. Degradací škrobu kyselinami nebo zahříváním na vyšší teplotu vznikají dextriny, užívané k výrobě lepidel. Škroby ale nejsou jednotnou látkou, ale směsí dvou polysacharidů: amylosy (asi 20%) a amylopektinu (asi 80%). Poměrné zastoupení obou těchto složek však může u různých druhů rostlin značně kolísat.

  • Glykogen - Glykogen je rezervním polysacharidem savců. Glykogeny jsou uloženy ve formě granulí v cytoplazmě některých buněk vyšších živočichů. Například lidské jaterní buňky obsahují 18-20% glykogenu v sušině, svalové buňky asi 0,5-1%.

    Průměrný dospělý muž, vážící 75kg (tzn. vlastně tak moc průměrný ani ne:) má v játrech, svalech a krevním oběhu množství sacharidů odpovídající cca 7500kJ (svalový glykogen 6000kJ, jaterní glykogen 1200kJ, krevní glykogen 300kJ). Stejný muž má ve svých tukových zásobách uloženo dalších 250000-400000kJ energie.

• Polysacharidy se stavební funkcí - Tyto polysacharidy vyztužují a zpevňují pletiva rostlin i tkáně nekterých živočichů, dále také buněčné stěny mnoha mikroorganismů. Čelním představitelem těchto polysacharidů je celulosa. Mezi polysacharidy řadíme i chitin, polysacharid obsažený v houbách, který mimo jiné tvoří i součást kostry členovců, rostlinné slizy, klovatiny a dále také aminopolysacharidy, které mají důležitou funkci v různých fyziologických procesech v tělech živočichů (např. heparin snižuje srážlivost krve).

  • Celulosa - Celulosa je polysacharid ve vodě zcela nerozpustný, který je hlavním stavebním materiálem vyšších rostlin. V přírodě se celulosa vyskytuje ve velmi čisté formě jako bavlna, ve dřevě je provázena dalšími látkami, především ligninem a hemicelulosami. Po jejich odstranění se ze dřeva získává surová celulosa zvaná buničina, která slouží jako surovina pro papírenský a textilní průmysl.

  • Pektiny - Pektiny jsou velmi složité polysacharidy, které jsou přítomny zejména v mladých tkáních vyšších rostlin. Získávají se ze slupek ovoce a slouží např. k výrobě džemů.

Příště se podíváme na trávení a otázku glykemického indexu.

Literatura:
Biochemie, Zdeněk Vodrážka
Přehled středoškolské chemie, Jiří Vacík a kol.
Sportovní výživa, Nancy Clarková
Suplementy ve výživě, Thorne a Embleton