Share to: share facebook share twitter share wa share telegram print page

Karbonhidrat

Laktoz, hayvan sütünde bulunan bir disakkarittir. Bir D-galaktoz molekülünden ve beta-1-4 glikosidik bağ ile bağlanmış bir D-glikoz molekülünden oluşur.

Karbonhidrat, karbon (C), hidrojen (H) ve oksijen (O) atomlarından oluşan, genellikle hidrojen-oksijen atomu oranı (suda) 2:1 olan bir biyomoleküldür ve dolayısıyla ampirik (deneysel) formülü Cm(H2O)n şeklindedir. m, n'den farklı da olabilir olmaya da bilir. Ancak, tüm karbonhidratlar bu kesin stokiyometrik tanıma uymaz (örneğin üronik asitler, fukoz gibi deoksi şekerler) ve bu tanıma uyan tüm kimyasallar otomatik olarak karbonhidratlar (örneğin formaldehit ve asetik asit) olarak sınıflandırılmaz.

Terim; nişasta ve selüloz içeren bir grup olan sakkarit ile eşanlamlı olduğu için biyokimyada en yaygın olanıdır. Sakkaritler; monosakkaritler, disakkaritler, oligosakkaritler ve polisakkaritler olmak üzere dört kimyasal gruba ayrılır. En küçük (düşük moleküler ağırlıklı) karbonhidratlar olan monosakkaritler ve disakaritler, genellikle şekerler olarak adlandırılır.[1] Sakkarit kelimesi, "şeker" anlamına gelen Eski Yunanca'da σάκχαρον (sákkharon) kelimesinden gelmektedir.[2] Karbonhidratların bilimsel terminolojisi karmaşık olsa da, monosakkaritler ve disakkaritlerin adları genellikle, "şarap, şıra" ve hemen hemen tüm şekerler için kullanılır. (Örneğin fruktoz (meyve şekeri), sakkaroz (kamış veya pancar şekeri), riboz, amiloz, laktoz (süt şekeri) gibi.)

Karbonhidratlar canlı organizmalarda çok sayıda rol oynar. Polisakkaritler, enerjinin (örneğin nişasta ve glikojen) depolanmasında ve vücuttaki bazı yapısal bileşenler (örneğin bitkilerde selüloz ve eklembacaklılarda kitin) olarak görev alır. Bir pentoz olan riboz, koenzimlerin (örneğin ATP, FAD ve NAD) önemli bir bileşenidir ve RNA'nın yapısında yer alır. Ribozla ilişkili olan deoksiriboz ise DNA'nın yapısındadır. Sakkaritler, vücutta önemli rol oynayan diğer birçok önemli biyomolekülü içerir ve bağışıklık sistemi, döllenme, patogenezi önleme, kan pıhtılaşması ve canlılarda gelişmede rol oynar.[3]

Karbonhidratlar beslenmenin merkezinde yer alır ve çok çeşitli doğal ve işlenmiş gıdalarda bulunur. Nişasta bir polisakkarittir. Tahıllarda (buğday, mısır, pirinç), patateslerde ve ekmek, pizza veya makarna gibi tahıl unu bazlı işlenmiş gıdalarda bol miktarda bulunur. Şekerler, insan beslenmesinde temel olarak sofra şekeri (şeker kamışı veya şeker pancarından elde edilen sakkaroz), laktoz (süt şekeri), balda, birçok meyvede ve bazı sebzelerde doğal olarak bulunan glikoz ve fruktoz olarak ortaya çıkar. İçeceklere ve reçel, bisküvi ve kek gibi birçok hazır gıdaya genellikle sofra şekeri, süt veya bal eklenir.

Tüm bitkilerin hücre duvarlarında bulunan bir polisakkarit olan selüloz, çözünmeyen diyet lifinin ana bileşenlerinden biridir. İnsanlar tarafından sindirilmemesine rağmen, selüloz ve çözünmeyen diyet lifi genellikle bağırsak hareketlerini kolaylaştırarak sağlıklı bir sindirim sisteminin korunmasına yardımcı olur.[4] Diyet lifinde bulunan diğer polisakkaritler arasında kalın bağırsağın mikrobiyotasındaki bazı bakterileri besleyen ve bu bakteriler tarafından kısa zincirli yağ asitleri vermek üzere metabolize edilen dirençli nişasta ve inülin bulunur.[5][6]

Terminoloji

Bilimsel literatürde "karbonhidrat" terimi, "şeker" (geniş anlamda), "sakkarit", "oz",[2] "glusit",[7] "karbon hidratı", "polihidroksi" ya da "aldehit veya keton içeren bileşikler" gibi birçok eş anlamlıya kavrama sahiptir. Bu terimlerden bazıları, özellikle "karbonhidrat" ve "şeker", başka anlamlarda da kullanılmaktadır.

Gıda biliminde ve pek çok resmi olmayan bağlamda, "karbonhidrat" terimi genellikle "kompleks karbonhidrat nişastası bakımından özellikle zengin olan herhangi bir gıda" (örneğin makarna, ekmek, tahıl) anlamına gelir.

USDA Ulusal Besin Veri Tabanı gibi beslenme bilgisi listelerinde genellikle "karbonhidrat" terimi su, protein, yağ, kül ve etanol dışındaki her şey için kullanılır.[8] Bu, normalde karbonhidrat olarak kabul edilmeyen asetik veya laktik asit gibi kimyasal bileşikleri ve aynı zamanda bir karbonhidrat olan ancak gıda enerjisine katkıda bulunmayan diyet lifini içerir. Tam anlamıyla "şeker", çoğu insan gıdasında kullanılan tatlı, çözünür karbonhidratlar için kullanılır.

Yapısı

Eskiden "karbonhidrat" adı kimyada Cm(H20)n formülüne sahip herhangi bir bileşik için kullanılıyordu. Bu tanımı takiben, bazı kimyacılar formaldehitin (CH2O) en basit karbonhidrat olduğunu düşünürken,[9] diğerleri glikolaldehit için bu unvanı iddia etti.[10] Günümüzde bu terim, genellikle sadece bir veya iki karbonlu bileşikleri hariç tutan ve bu formülden sapan birçok biyolojik karbonhidratı içeren biyokimya anlamında anlaşılmaktadır. Örneğin, yukarıdaki temsili formüller yaygın olarak bilinen karbonhidratlarmış gibi görünse de, her yerde bulunan ve bol karbonhidratlar genellikle bundan sapar (bu formüle sahip değildir.). Örneğin, karbonhidratlar sıklıkla, N-asetil (örn. kitin), sülfat (örn . glikozaminoglikanlar), karboksilik asit ve deoksi modifikasyonları (örn. fukoz ve sialik asit) gibi kimyasal gruplar sergiler.

Doğal sakkaritler genellikle, n'nin üç veya daha fazla olduğu genel formül (CH20)n ile monosakkaritler adı verilen basit karbonhidratlardan yapılır. Tipik bir monosakkarit, H–(CHOH)x(C=O)–(CHOH)y–H, yapısına sahiptir, yani birçok hidroksil grubu eklenmiş bir aldehit veya keton fonksiyonel grubu, genellikle her bir karbon atomunda bir tane değildir. Monosakkarit örnekleri glikoz, fruktoz ve gliseraldehitlerdir. Bununla birlikte, yaygın olarak "monosakaritler" olarak adlandırılan bazı biyolojik maddeler bu formüle uymaz (örneğin üronik asitler ve fukoz gibi deoksi şekerler). Bu formüle uyan ancak monosakkarit olarak kabul edilmeyen birçok kimyasal vardır. (Örneğin formaldehit CH2O ve inositol (CH20)6)[11]

Bir monosakkaritin açık zincirli formu, genellikle aldehit/keton karbonil grubu karbon (C=O) ve hidroksil grubunun (–OH) yeni bir C–O–C köprüsü ile bir hemiasetal oluşturarak reaksiyona girdiği kapalı bir halka formuyla birlikte bulunur.

Monosakkaritler, çok çeşitli şekillerde polisakaritler (veya oligosakkaritler) olarak adlandırılan birimlerin oluşması için birbirine bağlanabilir. Birçok karbonhidrat, bir veya daha fazla grubun değiştirildiği veya çıkarıldığı bir veya daha fazla modifiye monosakkarit birimi içerir. Örneğin, DNA'nın bir bileşeni olan deoksiriboz, ribozun değiştirilmiş bir versiyonudur. Kitin, azot içeren bir glikoz formu olan N-asetil glukozamin'in tekrar eden birimlerinden oluşur.

Türleri

Karbonhidratlar, polihidroksi aldehitler, ketonlar, alkoller, asitler, bunların basit türevleri ve asetal tipi bağlantılara sahip polimerleridir. Polimerizasyon derecelerine göre sınıflandırılabilirler ve başlangıçta şekerler, oligosakkaritler ve polisakkaritler olmak üzere üç ana gruba ayrılabilirler.[12]

Başlıca diyet karbonhidratları
Sınıf
(Polimerizasyon derecesi)		 Alt grup Bileşenler
Şekerler (1–2) Monosakkaritler Glukoz, galaktoz, fruktoz, ksiloz
Disakkaritler Sükroz, laktoz, maltoz, izomaltüloz, trehaloz
Polioller Sorbitol, mannitol
Oligosakkaritler (3–9) Malto-oligosakkaritler Maltodekstrinler
Diğer oligosakkaritler Raffinoz, stachyose, frukto-oligosakkaritler
Polisakkaritler (>9) Nişasta Amiloz, Amilopektin, modifiye nişastalar
Nişasta olmayan polisakkaritler Glikojen, selüloz, Hemiselüloz, Pektinler, Hidrokolloidler

Monosakkaritler

D-glikoz, (CH2O)6 formülüne sahip bir D şekeridir. Kırmızı atomlar aldehit grubunu vurgular ve mavi atomlar aldehitten en uzaktaki asimetrik merkez öğesini vurgular.
Ana madde: Monosakkarit

Monosakkaritler, daha küçük karbonhidratlara hidroliz edilemedikleri için en basit karbonhidratlardır. İki veya daha fazla hidroksil grubuna sahip aldehitler veya ketonlardır. Modifiye edilmemiş bir monosakkaritin genel kimyasal formülü (CH2O)n şeklindedir. Monosakaritler, önemli moleküllerinin yanı sıra nükleik asitlerin yapı taşlarıdır. "n=3" olan en küçük monosakkaritler, dihidroksiaseton ve D- ve L-gliseraldehitlerdir.

Monosakkaritlerin sınıflandırılması

Glikozun α ve β anomerleri.[13]

Monosakkaritler üç farklı özelliğe göre sınıflandırılır: karboksil grubunun yerleşimi, içerdiği karbon atomlarının sayısı ve kiral kullanımı. Karbonil grubu bir aldehit ise, monosakkarit bir aldozdur; karbonil grubu bir keton ise, monosakkarit bir ketozdur. Üç karbon atomlu monosakkaritlere trioz, dört karbonlulara tetroz, beşine pentoz, altısına heksoz (vb.) denir.[14] Bu iki sınıflandırma sistemi genellikle birleştirilerek kullanılır. Örneğin, glikoz bir aldoheksoz (altı karbonlu bir aldehit), riboz bir aldopentoz (beş karbonlu bir aldehittir) ve fruktoz bir ketoheksozdur (altı karbonlu bir keton).

Halka-düz zincir izomerizmi

Glikoz, hem düz zincir hem de halka halinde bulunabilir.

Düz zincirli bir monosakkaritin aldehit veya keton grubu, farklı bir karbon atomu üzerindeki bir hidroksil grubu ile geri dönüşümlü olarak reaksiyona girerek bir hemiasetal veya hemiketal oluşturur ve iki karbon atomu arasında bir oksijen köprüsü olan bir heterosiklik halka oluşturur. Beş ve altı atomlu halkalar sırasıyla furanoz ve piranoz formları olarak adlandırılır ve düz zincir formuyla dengede bulunur.[15]

Düz zincirli formdan siklik forma dönüşüm sırasında, anomerik karbon olarak adlandırılan karbonil oksijeni içeren karbon atomu, iki olası konfigürasyonla stereojenik bir merkez haline gelir: Oksijen atomu, düzlemin üstünde veya altında bir pozisyon alabilir. Ortaya çıkan olası stereoizomer çiftine anomerler denir. α anomerinde, anomerik karbon üzerindeki -OH ikamesi, CH2OH yan dalından halkanın karşı tarafında (trans) bulunur. CH2OH sübstitüentinin ve anomerik hidroksilin halka düzleminin aynı tarafında (cis) olduğu alternatif forma β anomer denir.

Canlı organizmalarda kullanımı

Monosakkaritler, hem enerji kaynağı (bitkilerde fotosentez ürünü olduğu için doğada en önemli olanglikozdur) hem de biyosentezde kullanılan metabolizma için ana yakıt kaynağıdır. Monosakkaritler hemen gerekli olmadığında, genellikle daha fazla alan verimli formlara, polisakaritlere dönüştürülürler. İnsanlar da dahil olmak üzere birçok hayvanda, bu depolama şekli, özellikle karaciğer ve kas hücrelerinde glikojendir. Bitkilerde nişasta aynı amaçla kullanılır. En bol bulunan karbonhidrat olan selüloz, bitkilerin ve birçok alg formunun hücre duvarının yapısal bir bileşenidir. Riboz, meyve şekerinin bir bileşenidir, birçok bitki ve insanda bulunur, karaciğerde metabolize edilir, sindirim sırasında doğrudan bağırsaklarda emilir ve menide bulunur. Böceklerin başlıca şekerlerinden biri olan trehaloz, sürekli uçuşu desteklemek için hızla iki glikoz molekülüne hidrolize edilir. Deoksiriboz, DNA'nın bir bileşenidir. Liksoz, insan kalbinde bulunan liksozinin bir bileşenidir.[16] Pentoz fosfat yolunda ribüloz ve ksilüloz oluşur Süt şekeri laktozunun bir bileşeni olan galaktoz bitki hücre zarlarındaki galaktolipidlerde ve birçok dokudaki glikoproteinlerde bulunur. Mannoz, insan metabolizmasında, özellikle belirli proteinlerin glikozilasyonunda meydana gelir.

Disakkaritler

Ana madde: Disakkarit
Sofra şekeri olarak da bilinen sükroz (sakkaroz), yaygın bir disakkarittir. İki monosakkaritten oluşur: D-glikoz (solda) ve D-fruktoz (sağda).

Birleştirilmiş iki monosakkaride disakkarit denir ve bunlar en basit polisakkaritlerdir. Sakkaroz ve laktoz birer disakkarit örneğidir. Bir dehidrasyon reaksiyonu yoluyla oluşturulan ve bir monosakaritten bir hidrojen atomunun ve diğerinden bir hidroksil grubunun kaybıyla sonuçlanan bir glikosidik bağ olarak bilinen bir kovalent bağ ile birbirine bağlanan iki monosakkarit biriminden oluşurlar. Değiştirilmemiş disakkaritlerin formülü C12H22O11'dir. Çok sayıda disakkarit türü olmasına rağmen, bazı disakkaritler özellikle diğerlerine göre daha önemlidir.

Sakkaroz, en bol bulunan disakkarittir ve karbonhidratların bitkilerde taşındığı ana formdur. Bir D-glikoz molekülü ve bir D-fruktoz molekülünden oluşur. Sistematik adı O-α-D-glucopyranosyl-(1→2)-D-fructofuranoside şeklindedir.

  • Monosakkarit: Glikoz ve fruktoz
  • Halka tipleri: glikoz bir piranozdur ve fruktoz bir furanozdur.
  • Bağlanma şekli: α-D-glukozun 1 numaralı (C1) karbonundaki oksijen, D-fruktozun C2'sine bağlıdır.
  • -oside soneki (sucrose), her iki monosakkaritin anomerik karbonunun glikosidik bağa katıldığını gösterir.

Bir D-galaktoz molekülü ve bir D-glikoz molekülünden oluşan bir disakkarit olan laktoz, memeli sütünde doğal olarak bulunur. Laktozun sistematik adı O-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-D-glucopyranose şeklindedir. Diğer önemli disakkaritler arasında maltoz ve selobiyoz bulunur. Disakkaritler, indirgeyici ve indirgeyici olmayan disakkaritler olarak ikiye ayrılır. Fonksiyonel grup başka bir şeker birimi ile bağda mevcutsa, buna indirgeyici disakkarit veya biyoz denir.

Beslenme

Yulaf, arpa ve buğdaydan yapılmış tahıl ürünleri karbonhidrat içerir.

Beslenme ile alınan karbonhidratların vücutta üç önemli fonksiyonu bulunmaktadır. İlki, vücudun başlıca enerji kaynağı olmasıdır. İkincisi, glikoprotein ve glikolipid gibi türevlerle vücudun tüm doku ve hücrelerinde yapı taşı olarak kullanılmasıdır. Üçüncüsü ise sindirilemeyen karbonhidratların (diyet liflerinin) sindirime olan olumlu etkileridir.[17]

Yiyeceklerde tüketilen karbonhidrat, diğer birçok gıdada basit şekerler için gram başına 3.87 kilokalori,[18] ve kompleks karbonhidratlar için gram başına 3.57 ila 4.12 kilokalori arası enerji verir.[19] Nispeten yüksek karbonhidrat seviyeleri; tatlılar, kurabiyeler ve şekerlemeler, sofra şekeri, bal, alkolsüz içecekler, ekmekler ve krakerler, reçeller ve meyve ürünleri, makarnalar ve kahvaltılık tahıllar dahil olmak üzere işlenmiş gıdalar veya bitkilerden yapılan rafine gıdalar ile ilişkilidir. Daha düşük miktarlarda karbonhidrat genellikle fasulye, yumru kökler, pirinç ve rafine edilmemiş meyveler dahil olmak üzere rafine edilmemiş gıdalarla ilişkilendirilir.[20] Süt yüksek oranda laktoz içermesine rağmen, hayvansal bazlı gıdalar genellikle en düşük karbonhidrat seviyelerine sahiptir.

Organizmalar tipik olarak tüm karbonhidrat türlerini enerji elde etmek için metabolize edemezler. Glikoz her yerde erişilebilir bir enerji kaynağıdır. Birçok organizma aynı zamanda diğer monosakkaritler ve disakkaritleri metabolize etme yeteneğine de sahiptir, ancak genellikle önce glikoz metabolize olur. Örneğin Escherichia coli'de, lak operon mevcut olduğunda laktozun sindirimi için enzimler devreye girecektir, ancak hem laktoz hem de glikoz mevcutsa, lak operon bastırılır, bu da ilk önce glikozun kullanılmasına neden olur. Polisakkaritler aynı zamanda yaygın enerji kaynaklarıdır. Birçok organizma nişastaları kolayca glikoza parçalayabilir. Ancak çoğu organizma, selüloz, kitin ve arabinoksilanlar gibi diğer polisakkaritleri metabolize edemez. Bu karbonhidrat türleri bazı bakteri ve protistler tarafından metabolize edilebilir. Örneğin geviş getiren hayvanlar ve termitler, selülozu işlemek için mikroorganizmaları kullanır. Bu kompleks karbonhidratlar çok sindirilebilir olmasalar da, insanlar için diyet lifi adı verilen önemli bir diyet öğesini temsil ederler. Lif, diğer faydalarının yanı sıra sindirimi artırır.[21]

Ulusal Tıp Enstitüsü, Amerikalı ve Kanadalı yetişkinlerin diyet enerjisinin %45 ila 65'ini tam tahıllı karbonhidratlardan almasını önermektedir.[22] Gıda ve Tarım Örgütü ve Dünya Sağlık Örgütü ortaklaşa, ulusal beslenme kılavuzlarının toplam enerjinin %55-75'ini karbonhidratlardan, ancak yalnızca %10'unu doğrudan şekerlerden belirlemesini önermektedir.[23] 2017 tarihli bir Cochrane Sistematik İncelemesi, tam tahıl diyetlerinin kardiyovasküler hastalıkları etkileyebileceği iddiasını destekleyecek yeterli kanıt olmadığı sonucuna varmıştır.[24]

Sınıflandırma

Beslenme uzmanları genellikle karbonhidratları basit veya karmaşık olarak adlandırır. Ancak, bu gruplar arasındaki kesin ayrım belirsiz olabilir. Karmaşık karbonhidrat terimi ilk olarak, şekerleri diğer karbonhidratlardan (beslenme açısından daha üstün olarak algılanan) ayırmanın amaçlandığı ABD Senatosu Beslenme ve İnsan İhtiyaçları Seçilmiş Komitesi yayını olan Dietary Goals for the United States (1977) (Amerika Birleşik Devletleri için Diyet Hedefleri (1977)) yayınında kullanılmıştır.[25] Rapor, polisakkaritlerin yanı sıra şeker içerebilecek olmasına rağmen, karmaşık karbonhidrat sütununa "meyve, sebze ve tam tahıllar" koydu. Bugün bazı beslenme uzmanları karmaşık karbonhidrat terimini, lif, vitamin ve minerallerin de bulunduğu (enerji sağlayan ancak diğer birkaç besin maddesi sağlayan işlenmiş karbonhidratların aksine) bir bütün gıdada bulunan sindirilebilir her türlü sakkariti belirtmek için kullandığından, bu karışıklık devam etmektedir. Ancak standart kullanım, karbonhidratları kimyasal olarak sınıflandırmaktır: Şekerlerse basit (monosakkaritler ve disakkaritler) ve polisakkaritler (veya oligosakaritler) ise karmaşık karbonhidratlardır.[26]

Her durumda, basit ve karmaşık kimyasal ayrımının karbonhidratların beslenme kalitesini belirlemek için çok az değeri vardır.[26] Bazı basit karbonhidratlar (örneğin fruktoz) kan şekerini hızla yükseltirken, bazı karmaşık karbonhidratlar (nişastalar) kan şekerini yavaş yükseltir. Sindirim hızı, karbonhidratla birlikte hangi diğer besinlerin tüketildiği, yiyeceğin nasıl hazırlandığı, metabolizmadaki bireysel farklılıklar ve karbonhidratın kimyası gibi çeşitli faktörler tarafından belirlenir.[27] Karbonhidratlar bazen ince bağırsakta emilen "yararlı karbonhidratlar" ve kalın bağırsağa geçen ancak "alınamayan karbonhidratlar" olarak ikiye ayrılır.[28]

Amerika Birleşik Devletleri Tarım Bakanlığı tarafından yayınlanan Dietary Guidelines for Americans 2010 (Amerikalılar için 2010 Diyet Yönergeleri)'ne göre her gün altı bir ons porsiyon tahıl gıdaları içeren dengeli bir diyetten orta ila yüksek karbonhidrat tüketimini, en az yarısının tam tahıl kaynaklarından ve geri kalanının zenginleştirilmiş gıdalardan alınması gerekmektedir.[29]

Glisemik indeks (GI) ve glisemik yük kavramları, insan sindirimi sırasında gıda davranışını karakterize etmek için geliştirilmiştir. Karbonhidrat açısından zengin yiyecekleri kan şekeri seviyeleri üzerindeki etkilerinin hızına ve büyüklüğüne göre sıralarlar. Glisemik indeks, gıda glikozunun ne kadar hızlı emildiğinin bir ölçüsüdür; glisemik yük ise gıdalardaki toplam emilebilir glikozun bir ölçüsüdür. İnsülin indeksi, yiyecekleri glikoz (veya nişasta) ve yiyeceklerdeki bazı amino asitlerin neden olduğu kan insülin seviyeleri üzerindeki etkilerine göre sıralayan ve daha yeni bir sınıflandırma yöntemidir.

Diyet karbonhidrat kısıtlamasının sağlığa etkileri

Ana madde: Düşük karbonhidratlı diyet

Düşük karbonhidratlı diyetler, baklagiller ve bakliyatlar, tam tahıllar, meyveler ve sebzelerde bulunan yüksek kaliteli karbonhidratların sağladığı diyet lifi alımının artması gibi sağlık avantajlarını kaçırabilir.[30][31] Diyetin dezavantajları arasında ağız kokusu, baş ağrısı ve kabızlık sayılabilir ve genel olarak karbonhidrat kısıtlı diyetlerin potansiyel olumsuz etkileri, özellikle olası osteoporoz ve kanser insidansı riskleri açısından yeterince araştırılmamıştır.[32]

Karbonhidrat kısıtlı diyetler, genel kalori alımı azaldığında kısa vadede kilo vermeye yardımcı olmada düşük yağlı diyetler kadar etkili olabilir.[33] Bir Endokrin Derneği bilimsel bildirisinde, "kalori alımı sabit tutulduğunda [...] vücut yağ birikiminin, diyetteki yağ ve karbonhidrat miktarındaki çok belirgin değişikliklerden bile etkilenmediği görülüyor" dedi.[33] Uzun vadede, etkili kilo kaybı veya bakımı, bir diyetteki makro besinlerin oranına değil, kalori kısıtlamasına bağlıdır.[33][34] Diyetin mantığı, karbonhidratların kan insülinini artırarak aşırı yağ birikimine neden olduğunu savunur.düzeyleri ve düşük karbonhidratlı diyetlerin "metabolik avantajı" olduğu klinik kanıtlarla desteklenmemektedir.[33][35] Ayrıca, iki inceleme karbonhidrat kısıtlamasının kardiyovasküler hastalık riskinin lipid belirteçlerini iyileştirebileceğini gösterse de, düşük karbonhidratlı diyetin kardiyovasküler sağlığı nasıl etkilediği tam olarak belli değildir.[36][37]

Karbonhidrat kısıtlı diyetler, tip 2 diyabetin başlamasını önlemede geleneksel sağlıklı diyetten daha etkili değildir, ancak tip 2 diyabetli kişiler için kilo vermek veya glisemik kontrole yardımcı olmak için uygun bir seçenektir.[38][39][40] Tip 1 diyabetin yönetiminde düşük karbonhidratlı diyetin rutin kullanımını destekleyen sınırlı kanıt vardır.[41] Amerikan Diyabet Derneği, diyabetli kişilerin karbonhidrat veya diğer makro besinlere odaklanan bir diyet yerine genel olarak sağlıklı bir diyet benimsemelerini önermektedir.[40]

Düşük karbonhidratlı diyetin daha ileri bir şekli olan ketojenik diyet, epilepsi tedavisi için tıbbi bir diyet olarak kurulmuştur.[42] 21. yüzyılın başlarında ünlülerin desteğiyle, kilo verme aracı olarak moda bir diyet haline geldi, ancak düşük enerji seviyeleri ve artan açlık, uykusuzluk, mide bulantısı ve gastrointestinal rahatsızlık gibi istenmeyen yan etki riskleri vardır.[42] İngiliz Diyetisyenler Derneği, ketojenik diyeti 2018'de “kaçınılması gereken en kötü 5 ünlü diyetinden biri" olarak adlandırdı.[42]

Metabolizma

Ana madde: Karbonhidrat metabolizması

Karbonhidrat metabolizması, canlı organizmalarda karbonhidratların oluşumundan, parçalanmasından ve birbirine dönüştürülmesinden sorumlu bir dizi biyokimyasal işlemdir

En önemli karbonhidrat, bilinen hemen hemen tüm organizmalar tarafından metabolize edilen basit bir şeker(monosakkarit) olan glikozdur. Glikoz ve diğer karbonhidratlar, türler arasında çok çeşitli metabolik yolların bir parçasıdır. Bitkiler, emilen enerjiyi dahili olarak, genellikle nişasta veya lipit şeklinde depolayan fotosentez yoluyla karbondioksit ve sudan karbonhidrat sentezler. Bitki bileşenleri hayvanlar ve mantarlar tarafından tüketilir ve hücresel solunum için yakıt olarak kullanılır. Bir gram karbonhidratın oksidasyonu yaklaşık 16 kJ (4 kcal), bir gram lipidin oksidasyonu yaklaşık 38 kJ (9 kcal) verir. İnsan vücudu, vücut ağırlığına bağlı olarak 300 ila 500 g karbonhidrat depolar ve depolamanın büyük bir kısmına iskelet kası katkıda bulunur.[43] Metabolizmadan elde edilen enerji (örneğin, glikozun oksidasyonu) genellikle hücrelerde ATP formunda geçici olarak depolanır.[44] Anaerobik ve aerobik solunum yapabilen organizmalar, yan ürünler olarak karbondioksit ve su ile enerjiyi serbest bırakmak için glikoz ve oksijeni metabolize eder.

Katabolizma

Katabolizma, hücrelerin daha büyük molekülleri parçalamak ve enerji çıkarmak için maruz kaldığı metabolik reaksiyondur. Monosakkarit katabolizmasının iki ana metabolik yolu vardır: glikoliz ve sitrik asit döngüsü

Glikolizde, oligo- ve polisakaritler, önce glikozit hidrolazlar adı verilen enzimler tarafından daha küçük monosakaritlere bölünür. Monosakkarit birimleri daha sonra monosakkarit katabolizmasına girebilir. Glikozun glikoz 6-fosfat'a (G6P) ve Fruktoz 6-fosfat'ın (F6P) Fruktoz 1,6-bifosfata (FBP) fosforile edilmesi için glikolizin ilk adımlarında 2 ATP gereklidir, bu nedenle reaksiyonu geri döndürülemez şekilde ilerletir.[43] Bazı durumlarda, insanlarda olduğu gibi, gerekli sindirim ve metabolik enzimler bulunmadığından tüm karbonhidrat türleri kullanılamaz.

Karbonhidrat kimyası

Karbonhidrat kimyası, organik kimyanın büyük ve ekonomik açıdan önemli bir dalıdır. Karbonhidratları içeren ana organik reaksiyonlardan bazıları şunlardır:

  • Amadori yeniden düzenlemesi
  • Karbonhidrat asetalizasyonu
  • Karbonhidrat sindirimi
  • Siyanohidrin reaksiyonu
  • Koenigs-Knorr reaksiyonu
  • Lobry de Bruyn–Van Ekenstein dönüşümü
  • Nef reaksiyonu
  • Wohl bozulması

Ayrıca bakınız

Konuyla ilgili yayınlar

Dış bağlantılar

Wikimedia Commons'ta Karbonhidrat ile ilgili ortam dosyaları bulunmaktadır.
Vikisöz'de Karbonhidrat ile ilgili sözleri bulabilirsiniz.

Kaynakça

  1. ^ Flitsch SL, Ulijn RV (January 2003). "Sugars tied to the spot". Nature. 421 (6920): 219-20. Bibcode:2003Natur.421..219F. doi:10.1038/421219a. ISSN 0028-0836. PMID 12529622. 
  2. ^ a b Avenas P (2012). "Etymology of main polysaccharide names" (PDF). Navard P (Ed.). The European Polysaccharide Network of Excellence (EPNOE). Wien: Springer Science+Business Media. 9 Şubat 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Ocak 2018. 
  3. ^ Maton, Anthea; Hopkins, Jean; McLaughlin, Charles William; Johnson, Susan; Warner, Maryanna Quon; LaHart, David; Wright, Jill D. (1993). Human Biology and Health. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice Hall. ss. 52-59. ISBN 978-0-13-981176-0. 
  4. ^ USDA National Nutrient Database, 2015, s. 14
  5. ^ Cummings, John H. (2001). The Effect of Dietary Fiber on Fecal Weight and Composition (3.3url=https://www.crcpress.com/CRC-Handbook-of-Dietary-Fiber-in-Human-Nutrition-Third-Edition/Spiller/p/book/9780849323874 bas.). Boca Raton, Florida: CRC Press. ss. 184. ISBN 978-0-8493-2387-4. 2 Nisan 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Nisan 2022. 
  6. ^ Byrne CS, Chambers ES, Morrison DJ, Frost G (September 2015). "The role of short chain fatty acids in appetite regulation and energy homeostasis". International Journal of Obesity. 39 (9): 1331-8. doi:10.1038/ijo.2015.84. PMC 4564526 $2. PMID 25971927. 
  7. ^ Fearon WF (1949). Introduction to Biochemistry (2.2yer= Londra bas.). Heinemann. ISBN 9781483225395. 27 Temmuz 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Nisan 2022. 
  8. ^ USDA National Nutrient Database, 2015, s. 13
  9. ^ Coulter, John Merle; Barnes, Charler Reid; Cowles, Henry Chandler (1930). A Textbook of Botany for Colleges and Universities. ISBN 9781113909954. 17 Nisan 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Nisan 2022. 
  10. ^ Burtis, Carl A.; Ashwood, Edward R.; Tietz, Norbert W. (2000). Tietz fundamentals of clinical chemistry. ISBN 9780721686349. 24 Haziran 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Nisan 2022. 
  11. ^ Matthews CE, Van Holde KE, Ahern KG (1999). Biochemistry (3. bas.). Benjamin Cummings. ISBN 978-0-8053-3066-3. [sayfa belirt]
  12. ^ "Chapter 1 – The role of carbohydrates in nutrition". Carbohydrates in human nutrition. FAO Food and Nutrition Paper – 66. Food and Agriculture Organization of the United Nations. 
  13. ^ Bertozzi, Carolyn R; Rabuka, David (2017). "Structural Basis of Glycan Diversity". Essentials of Glycobiology (3.3yayıncı= Cold Spring Harbor Laboratory Press bas.). Cold Spring Harbor (NY). ISBN 978-1-621821-32-8. 
  14. ^ Campbell, Neil A.; Williamson, Brad; Heyden, Robin J. (2006). Biology: Exploring Life. Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall. ISBN 978-0-13-250882-7. 2 Kasım 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Nisan 2022. 
  15. ^ Pigman, Ward; Anet, E.F.L.J. "Chapter 4: Mutarotations and Actions of Acids and Bases". Pigman and Horton (Ed.). The Carbohydrates: Chemistry and Biochemistry Vol 1A (2.2yıl=1972 bas.). San Diego: Academic Press. ss. 165-94. ISBN 9780323138338. 
  16. ^ "lyxoflavin". Merriam-Webster. 31 Ekim 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Nisan 2022. 
  17. ^ PhD, Halil Ibrahim Akgul (8 Ekim 2021). "Karbonhidratlar; Vücuttaki Görevleri, Önemi ve Günlük İhtiyaç". Gıda ve Sağlık (İngilizce). 22 Aralık 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 22 Aralık 2022. 
  18. ^ "Show Foods". usda.gov. 3 Ekim 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Haziran 2014. 
  19. ^ "Calculation of the Energy Content of Foods – Energy Conversion Factors". fao.org. 1 Eylül 2004 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  20. ^ "Carbohydrate reference list" (PDF). www.diabetes.org.uk. 14 Mart 2016 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Ekim 2016. 
  21. ^ Pichon L, Huneau JF, Fromentin G, Tomé D (May 2006). "A high-protein, high-fat, carbohydrate-free diet reduces energy intake, hepatic lipogenesis, and adiposity in rats". The Journal of Nutrition. 136 (5): 1256-60. doi:10.1093/jn/136.5.1256. PMID 16614413. 
  22. ^ Food and Nutrition Board (2002/2005). Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrate, Fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein and Amino Acids 10 Şubat 2007 tarihinde Archive.is sitesinde arşivlendi. Washington, D.C.: The National Academies Press. s. 769 12 Eylül 2006 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. 0-309-08537-3.
  23. ^ Joint WHO/FAO expert consultation (2003). [1] (PDF). Geneva: Dünya Sağlık Örgütü. s. 55–56. 92-4-120916-X.
  24. ^ Kelly SA, Hartley L, Loveman E, Colquitt JL, Jones HM, Al-Khudairy L, Clar C, Germanò R, Lunn HR, Frost G, Rees K (2017). "Whole grain cereals for the primary or secondary prevention of cardiovascular disease" (PDF). The Cochrane Database of Systematic Reviews. 8: CD005051. doi:10.1002/14651858.CD005051.pub3. PMC 6484378 $2. PMID 28836672. 28 Eylül 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 27 Eylül 2018. 
  25. ^ Joint WHO/FAO expert consultation (1998), Carbohydrates in human nutrition, chapter 1 15 Ocak 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. 92-5-104114-8.
  26. ^ a b "Carbohydrates". The Nutrition Source. Harvard School of Public Health. 18 Eylül 2012. 13 Ocak 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Nisan 2013. 
  27. ^ Jenkins DJ, Jenkins AL, Wolever TM, Thompson LH, Rao AV (February 1986). "Simple and complex carbohydrates". Nutrition Reviews. 44 (2): 44-9. doi:10.1111/j.1753-4887.1986.tb07585.x. PMID 3703387. 
  28. ^ Hedley, C. L. (2001). Carbohydrates in Grain Legume Seeds: Improving Nutritional Quality and Agronomic Characteristics (İngilizce). CABI. s. 79. ISBN 978-0-85199-944-9. 24 Nisan 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Nisan 2022. 
  29. ^ DHHS ve USDA, Dietary Guidelines for Americans 2010 20 Ağustos 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi..
  30. ^ Seidelmann, Sara B; Claggett, Brian; Cheng, Susan; Henglin, Mir; Shah, Amil; Steffen, Lyn M; Folsom, Aaron R; Rimm, Eric B; Willett, Walter C; Solomon, Scott D (2018). "Dietary carbohydrate intake and mortality: a prospective cohort study and meta-analysis". The Lancet. Public Health (Meta-analysis). 3 (9): e419-e428. doi:10.1016/s2468-2667(18)30135-x. ISSN 2468-2667. PMC 6339822 $2. PMID 30122560. 
  31. ^ Reynolds A, Mann J, Cummings J, Winter N, Mete E, Te Morenga L (10 Ocak 2019). "Carbohydrate quality and human health: a series of systematic reviews and meta-analyses" (PDF). Lancet (Review). 393 (10170): 434-445. doi:10.1016/S0140-6736(18)31809-9. PMID 30638909. 11 Ağustos 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 17 Nisan 2022. 
  32. ^ Churuangsuk C, Kherouf M, Combet E, Lean M (2018). "Low-carbohydrate diets for overweight and obesity: a systematic review of the systematic reviews" (PDF). Obesity Reviews (Systematic review). 19 (12): 1700-1718. doi:10.1111/obr.12744. PMID 30194696. 23 Eylül 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 17 Nisan 2022. 
  33. ^ a b c d Schwartz MW, Seeley RJ, Zeltser LM, Drewnowski A, Ravussin E, Redman LM (2017). "Obesity Pathogenesis: An Endocrine Society Scientific Statement". Endocrine Reviews. 38 (4): 267-296. doi:10.1210/er.2017-00111. PMC 5546881 $2. PMID 28898979. 
  34. ^ Butryn ML, Clark VL, Coletta MC (2012). Akabas SR (Ed.). Behavioral approaches to the treatment of obesity. Textbook of Obesity. John Wiley & Sons. s. 259. ISBN 978-0-470-65588-7. Taken together, these findings indicate that calorie intake, not macronutrient composition, determines long-term weight loss maintenance. 
  35. ^ Hall KD (2017). "A review of the carbohydrate-insulin model of obesity". European Journal of Clinical Nutrition (Review). 71 (3): 323-326. doi:10.1038/ejcn.2016.260. PMID 28074888. 
  36. ^ Mansoor N, Vinknes KJ, Veierød MB, Retterstøl K (February 2016). "Effects of low-carbohydrate diets v. low-fat diets on body weight and cardiovascular risk factors: a meta-analysis of randomised controlled trials". The British Journal of Nutrition. 115 (3): 466-79. doi:10.1017/S0007114515004699. PMID 26768850. 
  37. ^ Gjuladin-Hellon T, Davies IG, Penson P, Amiri Baghbadorani R (2019). "Effects of carbohydrate-restricted diets on low-density lipoprotein cholesterol levels in overweight and obese adults: a systematic review and meta-analysis" (PDF). Nutrition Reviews (Systematic review). 77 (3): 161-180. doi:10.1093/nutrit/nuy049. PMID 30544168. 6 Mayıs 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 17 Nisan 2022. 
  38. ^ Brouns F (2018). "Overweight and diabetes prevention: is a low-carbohydrate-high-fat diet recommendable?". Eur J Nutr (Review). 57 (4): 1301-1312. doi:10.1007/s00394-018-1636-y. PMC 5959976 $2. PMID 29541907. 
  39. ^ Meng Y, Bai H, Wang S, Li Z, Wang Q, Chen L (2017). "Efficacy of low carbohydrate diet for type 2 diabetes mellitus management: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials". Diabetes Research and Clinical Practice. 131: 124-131. doi:10.1016/j.diabres.2017.07.006. PMID 28750216. 
  40. ^ a b American Diabetes Association Professional Practice Committee (2019). "Professional Practice Committee: Standards of Medical Care in Diabetes—2019". Diabetes Care. 42 (Supplement 1): s46-s60. doi:10.2337/dc19-S005. PMID 30559231. 18 Aralık 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Nisan 2022. 
  41. ^ Seckold R, Fisher E, de Bock M, King BR, Smart CE (2019). "The ups and downs of low-carbohydrate diets in the management of Type 1 diabetes: a review of clinical outcomes". Diabet. Med. (Review). 36 (3): 326-334. doi:10.1111/dme.13845. PMID 30362180. 
  42. ^ a b c "Top 5 worst celeb diets to avoid in 2018". British Dietetic Association. 7 Aralık 2017. 6 Şubat 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Aralık 2020. The British Dietetic Association (BDA) today revealed its much-anticipated annual list of celebrity diets to avoid in 2018. The line-up this year includes Raw Vegan, Alkaline, Pioppi and Ketogenic diets as well as Katie Price's Nutritional Supplements. 
  43. ^ a b Maughan, Ron (June 2013). "Surgery Oxford". www.onesearch.cuny.edu. [ölü/kırık bağlantı]
  44. ^ Mehta, Sweety (9 Ekim 2013). "Energetics of Cellular Respiration (Glucose Metabolism)". Biochemistry Notes, Notes. 17 Kasım 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
Kembali kehalaman sebelumnya