פחמימות: חד-סוכרים, דו-סוכרים ורב-סוכרים

פחמימות

• פחמימות הן תרכובות המורכבות מפחמן, מימן וחמצן.

חד-סוכרים

• מכילים כמות שווה של פחמן וחמצן, וכמות מימן כפולה מכמות הפחמן.
• הנוסחה הכימית הכללית היא CnH2nOn.
• גלוקוז הוא דוגמה לחד-סוכר, והנוסחה שלו היא C6H12O6.
• מיוצרים בצמחים אך לא בבעלי חיים.
• משמשים להפקת אנרגיה ומהווים חומרי בניין לתאים.
• מוצקים, לבנים, מתוקים ומסיסים במים.

דו-סוכרים

• מורכבים משתי טבעות של פחמן, מימן וחמצן המחוברות זו לזו.
• מיוצרים בעיקר על ידי צמחים, אך גם על ידי בעלי חיים.
• מספקים אנרגיה לגוף לאחר פירוק לחד-סוכרים.
• משמשים כחומר בונה תאים.
• מוצקים, לבנים, מתוקים ומסיסים במים.

רב-סוכרים

• מורכבים ממולקולות רבות של חד-סוכרים המחוברות יחד.
• מבנה של טבעות רבות של חד-סוכרים (גלוקוז) המחוברות זו לזו.
• שונים זה מזה בסדר ובכמות החד-סוכרים המרכיבים אותם.
• אינם מתוקים ואינם מסיסים במים.

סוגי רב-סוכרים

עמילן

• מיוצר על ידי צמחים בלבד.
• משמש כחומר תשמורת לאגירת עודפי גלוקוז, המספק אנרגיה עקיפה לצמח - ביום הצמח מחבר גלוקוז לעמילן ובלילה מפרק עמילן לגלוקוז.

גליקוגן

• מיוצר על ידי בעלי חיים (כולל בני אדם) בלבד.
• מיוצר בכבד ובשרירים.
• משמש כחומר תשמורת בבעלי חיים לאגירת עודפי גלוקוז, מהווה מאגר אנרגיה עקיף.

תאית

• מיוצר על ידי צמחים בלבד.
• משמש לבניית דופן התא בצמחים.
• אינו מהווה מקור אנרגיה לצמח מכיוון שאינו מתפרק לגלוקוז.
• תאית שאוכלים לא מתפרקת לגלוקוז ולכן אינה מספקת אנרגיה אבל חשובה לתפקוד מערכת העיכול.

תפקידי הפחמימות

• הפקת אנרגיה בתא - כל היצורים החיים מפיקים אנרגיה מפירוק גלוקוז בתהליך שמתחיל בגליקוליזה.
• בנייה - מבנים פיזיים רבים, במיוחד בעולם הצומח, עשויים פחמימות (בעיקר תאית ועמילן).
• DNA ו-RNA - חומצות הגרעין מכילות סוכרים (ריבוז ב-RNA ודאוקסיריבוז ב-DNA).
• זיהוי תאים - פחמימות על ממברנות תאים משמשות לזיהוי בתהליכים ביולוגיים כמו פעולת מערכת החיסון.
• חומרי תשמורת - חומרים הנאגרים בתאים ובעת הצורך מפורקים ליחידות בניין.
• קשה להמיסם במים.
• בבעלי חיים הם בעיקר שומנים או גליקוגן ונאגרים בכבד ובשרירים.
• בצמחים הם עמילן, חלבונים וחומרים שומניים.

מסיסות ומתיקות

• מסיסות היא מדד ליכולת של חומר להתערבב עם חומר אחר וליצור תערובת הומוגנית.
• חד סוכר - מסיס במים ומתוק.
• רב סוכר - לא מסיס במים ולא מתוק.
• דו סוכר - מסיס במים ומתוק.

אינדיקטורים

• יוד - מזהה עמילן.
• תמיסת בנדיקט בהרתחה - מזהה גלוקוז.
• מקלון בודק גלוקוז - מזהה גלוקוז.

פוטוסינתזה

• תהליך בו צמחים הופכים אנרגיה מהשמש לסוכרים.
• הצמח משתמש בפחמן דו-חמצני מהאוויר ובמים מהקרקע כדי ליצור פחמימות (סוכר), תוך שחרור חמצן כתוצר לוואי.
• התהליך תלוי בטמפרטורה ובחשיפה לאור ומתרחש רק במהלך היום.
• הנוסחה של פוטוסינתזה הפוכה היא: C6H12O6 + 6O2 → אור + 6H2O + 6CO2

נשימה תאית

• גליקוליזה - פירוק הגלוקוז לשתי מולקולות תלת פחמניות (פירובט), תוך קבלת אנרגיה. הפירובט משמש ליצירת גליצרול, שהוא מרכיב בליפידים.
• מעגל קרבס ("מעגל חומצת הלימון") - בסופו מתקבלות מולקולות ATP המאפשרות אגירת אנרגיה. בנוסף, תוצרי הגליקוליזה מומרים לחומצות אמינו (חומר הגלם של החלבונים).
• זרחון חמצוני - אלקטרונים עוברים לתוצרי מעגל קרבס ומתקבל השלב העיקרי בהפקת האנרגיה.
• הנוסחה של נשימה תאית היא: C6H12O6+6O2 →6CO2+6H2O+ אנרגיה

אינדקס גליקמי

• מדד המדרג פחמימות על פי השפעתן על רמת הגלוקוז בדם.

רגישות לאינסולין

• אופן התמודדות הגוף עם הפרשת ההורמון אינסולין.

תנגודת לאינסולין

• מצב בו תאי הגוף אינם מגיבים היטב להורמון אינסולין או מפתחים עמידות כלפיו, וכתוצאה מכך התאים אינם סופגים סוכר.
• קשור לגנטיקה ולעודף משקל.

שומנים

• שומנים בנויים מגליצרול ושלוש חומצות שומן, היוצרים יחד טריגליצריד.
• גליצרול הוא מולקולה קטנה הבנויה משלושה אטומי פחמן (C).
• חומצת שומן היא שרשרת של אטומי פחמן (C) ומימן (H), שבקצה שלה יש קבוצה קרבוקסילית (-COOH).

תפקידי השומנים

• חלק חשוב ביצירת קרומי התאים וקרומי אברוני התאים.
• יש להם תפקיד חשוב בהעברת אותות בין תאים, וחלקם מהווים ויטמינים (A, D, E ו-K).
• משמשים לגוף גם מקור אנרגיה חשוב
• נאגרים בגוף האדם ברקמת שומן.
• רקמות שומן משמשות כמבודדות חום וגם סוג של ריפוד לאיברים הפנימיים.

חומצות שומן חיוניות

• אלו חומצות שומן שהגוף אינו יכול לייצר בעצמו, ויש לצרוך אותן ממקורות מזון שונים.
• דוגמאות: חומצה לנולאית, חומצה לינולנית.

טריגליצרידים

• סוג של שומן הנפוץ ביותר בדם.
• מיוצר בכבד ובמעי.
• עיקר השימוש בצורת אנרגיה זו מתרחש במצב של רעב.

מסיסות שומנים

• שומנים אינם מסיסים במים.
• ויטמינים A, D, E, K מסיסים בשומן.

שומן רווי ובלתי רווי

שומנים רוויים

• מלאים באטומי מימן ואין להם קשרים כפולים במבנה הכימי שלהם.

שומנים בלתי רווים

• נוזליים בטמפרטורת החדר.
• במבנה הכימי שלהם מכילים קשר כפול אחד או יותר.
• ניתן לסווג אותם עוד יותר כ:
• שומנים חד בלתי רווים: מכילים רק קשר כפול אחד (למשל, שמן זית).
• שומנים רב בלתי רווים: מכילים שני קשרים כפולים או יותר (למשל, שמן חמניות).
• שומנים חד ורב בלתי רוויים מפחיתים רמות כולסטרול LDL מזיקות ודלקות, ומספקים חומרים מזינים לגוף.

שומן טראנס

• סוג של שומן בלתי רווי המופיע במזונות מעובדים המיוצרים עם שומנים מוקשים חלקית.
• צריכת שומני טראנס קשורה בסיכון מוגבר למחלות לב וכלי דם.

כולסטרול

• חומר הנמצא בכל התאים בגוף, הגוף צריך כולסטרול כדי לייצר הורמונים, ויטמין D וחומרים שעוזרים לעכל מזון.
• HDL, LDL ו-VLDL הם ליפופרוטאינים (שילוב של שומן מסוג ליפיד וחלבון). השומנים צריכים להיות מחוברים לחלבונים כדי שיוכלו לנוע בדם.
• HDL (ליפופרוטאין בצפיפות גבוהה): נקרא כולסטרול "טוב", עוזר לגוף להיפטר מהכולסטרול ה"רע" על ידי העברתו לכבד.
• LDL (ליפופרוטאין בצפיפות נמוכה): נקרא כולסטרול "רע", רמה גבוהה שלו מובילה להצטברות פלאק בעורקים (טרשת עורקים).
• VLDL נושא בעיקר טריגליצרידים ו-LDL נושא בעיקר כולסטרול.