Fig. 2.4. Monozaharidele: glucoza, galactoza și fructoza

Bazele chimice ale anatomiei și fiziologiei (Biologie Barron's, p. 27)

Figura prezintă trei monozaharide, adică glucide simple (zaharide) alcătuite dintr-o singură unitate moleculară. Glucidele sunt compuse din carbon, hidrogen și oxigen, iar organismul le folosește atât ca materiale structurale, cât și ca sursă de energie. În panoul (a) este glucoza, în cele două forme ale ei, iar în panoul (b) alte două monozaharide. Toate moleculele sunt desenate atom cu atom: fiecare carbon al lanțului este scris separat, cu atomii și grupările legate de el, liniile dintre atomi sunt legăturile dintre ei, iar acolo unde apar două linii, ca la gruparea C=O\ce{C=O}, legătura este dublă.

(a) Cele două forme ale glucozei

Glucoza (CX6HX12OX6\ce{C6H12O6}) este cea mai frecvent întâlnită monozaharidă din corpul uman și combustibilul de bază al organismului. Ea se dizolvă în fluidele corpului și este transportată în toate celulele, unde este degradată chimic, eliberând energie.

Cele două săgeți dintre desene, una spre dreapta și una spre stânga, arată că molecula trece dintr-o formă în cealaltă:

  • Forma aciclică este un lanț deschis de șase atomi de carbon, cu atomi de hidrogen și grupări hidroxil (OH\ce{-OH}) legate de o parte și de alta a lanțului. Primul carbon, cel de sus, poartă gruparea C=O\ce{C=O}.
  • Forma ciclică apare când lanțul se închide într-un inel. Inelul este format din cinci atomi de carbon și un atom de oxigen, iar al șaselea carbon rămâne în afara lui, în gruparea CHX2OH\ce{CH2OH} desenată deasupra.

(b) Galactoza și fructoza

Cele două monozaharide sunt desenate doar în formă aciclică și au aceeași formulă moleculară ca glucoza, CX6HX12OX6\ce{C6H12O6}, adică același număr și același tip de atomi. Diferă doar felul în care atomii sunt aranjați în moleculă, iar moleculele aflate în această situație se numesc izomeri. Așezate lângă lanțul glucozei, cele două își arată deosebirile atom cu atom:

  • Galactoza are gruparea C=O\ce{C=O} tot la capătul lanțului, ca glucoza. Se deosebește la al patrulea carbon, unde gruparea OH\ce{-OH} este scrisă în stânga lanțului, nu în dreapta.
  • Fructoza are gruparea C=O\ce{C=O} pe al doilea carbon, nu la capătul lanțului. Primul carbon poartă o grupare OH\ce{-OH}.

Aranjamentul diferit nu este un simplu detaliu de desen, pentru că dispoziția atomilor în moleculă îi determină proprietățile.

Raportul dintre hidrogen și oxigen

În glucide, ponderea atomilor de hidrogen față de cei de oxigen este, de obicei, 2:1. Formula CX6HX12OX6\ce{C6H12O6} respectă exact această regulă: 12 atomi de hidrogen la 6 atomi de oxigen.

Ce se construiește din monozaharide

Glucidele sunt compuse din monozaharide. Două unități legate covalent formează o dizaharidă, iar în organismul uman sunt importante trei: maltoza, zaharoza și lactoza. Zaharoza, zahărul de masă, se obține prin unirea glucozei cu fructoza, iar lactoza, principala zaharidă din lapte, este compusă din glucoză și galactoză. Mai departe, din mii de unități glucidice se formează polizaharidele, cum este amidonul (Figura 2.5).