السكريات الأحادية هي مكونات مهمة في النظام الغذائي، حيث تجذب حلاوة هذه السكريات الشائعة الحيوانات لتأكل الأنسجة التي تتواجد فيها – وخاصة الفواكه والسكريات الأعلى والتي هي مكونات موجودة في كل مكان في الطبيعة أيضًا، كما أنها تشمل السكريات الثنائية، السكريات قليلة السكاريد والسكريات المتعددة.
ما هو الجالاكتوز
يعد الجالاكتوز من الكربوهيدرات الأساسية لعملية التمثيل الغذائي الخلوي، حيث إنه يساهم في إنتاج الطاقة وتخزينها في العديد من الأنسجة البشرية، بينما يعد أيضًا مقدمة للارتباط بالجليكوزيل، وتمارس (glycoconjugates Galactosylated)، مثل البروتينات السكرية والبروتيوغليكان المحتوي على كبريتات الكيراتان والجليكوليبيدات، عددًا كبيرًا من الوظائف البيولوجية.
بما في ذلك الدعم الهيكلي والالتصاق الخلوي والإشارات داخل الخلايا وغيرها الكثير، كما يستلزم كذلك الأهمية البيولوجية للجالاكتوز من خلال عدد الحالات المسببة للأمراض الناتجة عن عيوب في ارتباط الجالاكتوز وتوازن الجالاكتوز، إذ أن العدد المتزايد من الاضطرابات الخلقية النادرة التي تنطوي على الجالاكتوز إلى جانب تطبيقاته العلاجية الحديثة يلفت الانتباه بشكل متزايد إلى استقلاب الجالاكتوز.
ما هو الفركتوز
الفركتوز يعتبر أحادي السكاريد، ويرتبط الفركتوز بالجلوكوز، أو السكريات الأحادية الأخرى، أو السكروز، أو سكر المائدة، ويوجد الفركتوز أيضًا بشكل طبيعي بوفرة في الفواكه، وبكميات أقل في الخضار الدرنية مثل البصل والبطاطس، كما تساهم هذه المصادر وحدها بحوالي 40-60٪ من إجمالي مدخول الفرد من الفركتوز، ومع ذلك فإن المصدر الرئيسي للفركتوز كمكون في الغذاء هو من تحلل النشا إلى الجلوكوز، والذي يتحول بعد ذلك إلى سكر الفواكه.
عملية تحلل السكر
تحلل الجلوكوز هو عملية تقويضية لتحلل الجلوكوز المائي اللازم للطاقة والوسائط التخليقية الحيوية، في حين أن عملية تكوين الجلوكوز هي عملية إنتاج الجلوكوز المهمة للحفاظ على مستويات الجلوكوز في الدم أثناء الجوع، وعلى الرغم من أنها تشترك في العديد من الإنزيمات، إلا أن هاتين العمليتين ليستا مجرد عكس بعضهما البعض بل يتم تنظيمهما بشكل متبادل.
دور الجالاكتوز في تحلل السكر
يدخل الجالاكتوز، الذي يتم استقلابه من سكر الحليب، اللاكتوز (ثنائي السكاريد من الجلوكوز والجالاكتوز)، في تحلل السكر عن طريق تحويله إلى الجلوكوز -1 فوسفات (G1P)، كما يحدث هذا من خلال سلسلة من الخطوات التي يشار إليها باسم مسار ليلوار، الذي سمي على اسم لويس فيديريكو ليلوار الذي حدد العملية الشاملة لاستخدام الجالاكتوز.
يمكن أن يوجد الجالاكتوز في شكلين مختلفين من الأيزوميرات الفراغية؛ (α-D-galactose وβ-D-galactose)، ونوع α هو الذي يتم استقلابه في مسار ليلوار، ويتطلب تحويل شكل β من الجالاكتوز إلى الشكل α إنزيم الجالاكتوز (mutarotase) المشفر بواسطة جين GALM (المعروف أيضًا باسم aldose 1-epimerase)، ويعتبر أول تفاعل لمسار ليلوار هو فسفرة (α-D-galactose بواسطة galactokinase) لإنتاج الجالاكتوز -1 فوسفات.
دور الفركتوز في تحلل السكر
يمكن فهم استقلاب الفركتوز بشكل أفضل من خلال النظر في ثلاثة إنزيمات: الفركتوكيناز، الفركتوز ثنائي الفوسفات ألدولاز ب، والأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) – المعتمد على ثنائي هيدروكسي أسيتون كيناز (أو تريوكيناز)، وقد تم العثور على كل هؤلاء الثلاثة فقط في كبد وكليتي البشر، وفي الكبد يتحول الفركتوز بسرعة إلى فركتوز 1 فوسفات عبر الفركتوكيناز، ومن ثم يتم تحويل الفركتوز 1-فوسفات إلىثنائي هيدروكسي أسيتون وغليسيرالديهيد عبر ألدولاز ب.
يعمل (Aldolase B) أيضًا في الكبد لتحلل السكر الطبيعي(ايض الجلوكوز)، ومن ثم يتم تحويل (Glyceraldehyde) إلى (glyceraldehyde-3-phosphate عبر triokinase)، وحتى هذه النقطة في استقلاب الفركتوز، لم تكن هناك خطوات لتحديد المعدل، ونتيجة لذلك، يوجد هناك كمية متزايدة من الركيزة تؤدي إلى مسارات التمثيل الغذائي من ثلاثي الفوسفات (مثل تحلل السكر، وتكوين الجليكوجين، وتكوين الجليكوجين، وتكوين الدهون، وأسترة الأحماض الدهنية).
يتم استقلاب (Glyceraldehyde-3-phosphate) بعد ذلك إلى البيروفات عبر إنزيم يحد من المعدل، بيروفات كيناز، ويعزز الفركتوز تنشيط بيروفات كيناز، وبالتالي يؤدي إلى زيادة تدفق البيروفات في دورة كريبس، وتجدر الإشارة إلى أن استقلاب الفركتوز لا يعززاستجابة الأنسولين.
أخيرا، هناك العديد من أنواع السكر المختلفة، ويعني تركيبها الكيميائي أنها تتفكك بشكل مختلف، وبشكل عام، يتم تصنيف السكريات على أنها السكريات الأحادية، والسكريات الثنائية، والسكريات بناءً على عدد اللبنات الأساسية التي يجب تكسيرها ليتم استقلابها، وتتم معالجة السكر الموجود في الفاكهة (الفركتوز، السكاريد الأحادي) بشكل مختلف عن الكربوهيدرات الموجودة في العدس (النشا، عديد السكاريد).
