الكربوهيدرات تشمل السكريات والنشويات ، فضلا عن عنصر هام ولكن لا غنى عنه في النظام الغذائي ، والألياف. ترتبط هذه الفئات الثلاثة من الكربوهيدرات ارتباطًا وثيقًا كيميائيًا. وهي مكونة من وحدة سكر واحدة أو أكثر ، تسمى أحاديات السكريات ، وكل واحدة منها تتكون من عناصر الكربون والهيدروجين والأكسجين. السمة المميزة لوحدة سكر الكربوهيدرات هي أنها تحتوي على صيغة كيميائية تكون فيها كمية الكربون مساوية لكمية الأكسجين ، وهناك ضعف عدد ذرات الهيدروجين مثل ذرات الكربون.
كربون
مثل العديد من المركبات العضوية ، بمعنى جزيئات الحياة ، تحتوي الكربوهيدرات على ما يسمى "العمود الفقري للكربون". وهذا يعني أن الشكل الكلي للجزيء يتم تحديده بواسطة الكربون ، ولكن بينما يحدد الكربون بنية الجزيء ، فإنه لا يشارك بشكل عام في نسبة كبيرة من التفاعلات الكيميائية للجزيء. يمكن أن تحتوي الكربوهيدرات على أعداد مختلفة من ذرات الكربون ، ولكن الأكثر شيوعا من السكريات الأحادية ، وكتلة البناء لمعظم الكربوهيدرات ، هو الجلوكوز ، الذي يحتوي على ست ذرات كربون. شرح الدكاترة. ريجينالد غاريت وتشارلز غريشام في كتابهما "الكيمياء الحيوية" ، يتكون جزيء الجلوكوز من حلقة من خمس ذرات كربون وذرة أكسجين واحدة ، مع ذرة كربون سادسة ملحقة كذراع جانبي في الحلقة.
أكسجين
الأكسجين هو شائع في الجزيئات العضوية ، وهو مكون من جميع المغذيات الكبيرة الثلاثة - البروتين والدهون وكذلك الكربوهيدرات. في الكربوهيدرات ، الأكسجين لا يساعد فقط على تحديد الشكل الكلي لحلقات السكر - هناك ذرة أكسجين كعضو في حلقة الجلوكوز الرئيسية بالإضافة إلى حلقات السكريات الأحادية الشائعة - بل يساعد أيضًا على زيادة قابلية الذوبان في الماء للسكريات. . شرح الدكاترة. ماري كامبل وشون فاريل في كتابهما "الكيمياء الحيوية" ، ست ذرات الأكسجين في الجلوكوز والعديد من ذرات الأكسجين في الكربوهيدرات الأخرى تجعل الجزيئات قادرة على إذابة في مجرى الدم وغيرها من السوائل المستندة إلى الماء.
هيدروجين
بالكم الهائل ، تمثل ذرات الهيدروجين ما يقرب من نصف جميع الذرات في أي كربوهيدرات. يتكون الجلوكوز ، على سبيل المثال ، من إجمالي 24 ذرة ، منها 12 ذرة هيدروجين. بخلاف الكربون ، الذي يحدد البنية الكلية وشكل الجزيء ، لا تشارك ذرات الهيدروجين بشكل خاص في تحديد الشكل. ومع ذلك ، يمكنهم المشاركة في التفاعلات الكيميائية. في حالة الجلوكوز والكربوهيدرات الأخرى ، يساعد الهيدروجين على زيادة قابلية الذوبان في الماء للجزيء حيث يرتبط بالأكسجين ، وكذلك حسابات قدرة العديد من وحدات السكر على الارتباط بعضها ببعض لتشكيل سلسلة طويلة من الكربوهيدرات ، مثل النشا ، وشرح د. . غاريت وغريشام.
