background image

 /كلية طب نينوى/ د بسام

55

-

56

 

5

 

C

C

a

a

r

r

b

b

o

o

h

h

y

y

d

d

r

r

a

a

t

t

e

e

s

s

 

 

(

(

C

C

H

H

O

O

)

)

 

 

 

Introduction 

  CHO are widely distributed in plants & animals.  
   In plants, glucose is synthesized by photosynthesis. 
  Animals  can  synthesize  CHO  from  amino  acids  &  other 
compounds, however, most of  animal CHO is derived from plants.  
  The  main  disease  associated  with  CHO  metabolism  is  diabetes 
mellitus.
 

 

C

C

l

l

a

a

s

s

s

s

i

i

f

f

i

i

c

c

a

a

t

t

i

i

o

o

n

n

 

 

o

o

f

f

 

 

C

C

a

a

r

r

b

b

o

o

h

h

y

y

d

d

r

r

a

a

t

t

e

e

s

s

 

 

 CHO are classified into: 
(1) Monosaccharides. 
(2)-Disaccharides.
 
(3) Oligosaccharides. 
(4)
 Polysaccharides. 
 

Monosaccharides 

 They  are  simple  CHO  (because  can  not  be  hydrolyzed  to  a 
simplest  form),  it  may  contain  3,  4,  5,  6  or  more  carbon  atoms 
(known  respectively  as  trioses,  tetroses,  pentoses,  hexoses  &  so 
on). It may be aldoses or ketoses depending whether they have an 
aldehyde or ketone group respectively. 

 

   Most  important  monosaccharides  are  hexoses  like  glucose, 
galactose  &  fructose  which  are  reducing  substances  because  it 
contains aldehyde or ketone groups.  
  

Glucose 

  Glucose is the most important monosaccharide because: 
1)-

It’s major metabolic fuel in human specially CNS, fetus & RBC. 

2)- Precursor for synthesis of all other CHO in the body. 
3)-Other hexoses like fructose & galactose are converted inside the 

body into glucose. 


background image

 /كلية طب نينوى/ د بسام

55

-

56

 

2

 

 

Glucose Structure 

  The structure of glucose can be represented in three ways: 
1- Straight-chain structural formula (aldohexose) 

 

2-Cyclic  structure:  Formed  by  reaction  between  aldehyde  group 
& hydroxyl group.  

 

3- Chair form: The cyclic structure is actually in the form of a chair. 

 

Glucose Isomerism 

 The most important types of isomerism found with glucose are: 
(1)-  D  &  L  isomerism:  The  orientation  of 

—H  &  —OH  groups 

around the carbon atom adjacent to the terminal carbon (carbon  5 
in glucose) determines whether glucose (or other sugar) belongs to 
the D or of its mirror image as the L form. When the 

—OH group on 

this carbon is on the right,  its the D isomer & when on the left, its 
the L isomer.  

    

Most  of  the  monosaccharides  occurring  in  human  including 

glucose are D isomers. 


background image

 /كلية طب نينوى/ د بسام

55

-

56

 

3

 

 

(

2)  Pyranose  &  furanose  ring  structures:  The  ring  structures  of 

monosaccharides  are  similar  to  the  ring  structures  of  either  pyran 
(a six-membered ring) or furan (a five-membered ring). For glucose 
in solution, more than 99% is in the pyranose form. 

 

 (3)  Alpha  &  beta  anomers:

 

In  solution  the  cyclic  structure  of 

glucose is retained but isomerism occurs about position 1( carbonyl 
or anomeric carbon atom) 

to give a mixture of α-D-Glucopyranose 

(38%) & 

β-D-Glucopyranose (62%). Less than 0.3% is represented 

by α & β anomers of D-Glucofuranose. 

 


background image

 /كلية طب نينوى/ د بسام

55

-

56

 

4

 

(4)  Epimers:  The  isomers  differing  as  a  result  of  variations  in 
configuration  of  the 

—OH  &  —H  on  carbon  atoms  2,  3  &  4  of 

glucose  are  known  as  epimers.  Biologically,  the  most  important 
epimers  of  glucose  are  mannose  &  galactose,  formed  by 
epimerization at carbons 2 & 4 respectively. 

 

(5) Aldose-ketose isomerism:

 

The main example of aldose-ketose 

isomerism is fructose which has a potential keto group in position 2, 
whereas there is a potential aldehyde group in position 1 of glucose 

 

Examples of aldoses of physiological importance are:- 
 1-D-Glucose. 
 2-D-Glycerose (D-Glyceraldehyde) 
 3-D-Erythrose. 
 4-D-Xylose. 
 5-D-Arabinose. 
 6-D-Ribose.  
 7-D-Galactose. 
 8-D-Mannose. 
Examples of ketoses of physiological importance are:- 
 1-Dihydroxyacetone. 
 2-D-Xylulose. 
 3-D-Ribulose. 
 4-D-Fructose. 


background image

 /كلية طب نينوى/ د بسام

55

-

56

 

5

 

Disaccharides 

  They 

are 

products 

of 

chemical 

reaction 

between 

monosaccharides  with  loss  of  a  molecule  of  water  (can  be 
hydrolyzed), the linkage between two monosaccharides is known as 
glycosidic link
The physiological important disaccharides are: 
 1-Maltose :- Link of two molecules of glucose by 1      4 glycosidic 
link,  produced by enzymatic hydrolysis of starch. 
2-Lactose:-  Link  of  one  molecule  of  glucose  with  one  molecule  of 
galactose by 1      4 glycosidic link , present in milk. 
 3-Sucrose:- Link of one molecule of glucose with one molecule of 
fructose  by  1            2  glycosidic  link,  present  in  cane  &  beet  sugar 
,some fruits & vegetables. 
 4-Isomaltose:- Link of two molecules of glucose by 1   6 glycosidic 
link, produced by enzymatic hydrolysis of starch. 
  If  the  glycosidic  link  between  aldehyde  or  ketone  group  of  one 
monosaccharide  &  the  hydroxyl  group  of  another  monosaccharide 
the produced disaccharide have reducing property(because contain 
aldehyde  or  ketone  group)    as  in  maltose  &  lactose  while  if  the 
glycosidic  link  between  aldehyde  or  ketone  group  of  the  two 
molecules  of  monosaccharide  the  produced  disaccharide  have  no 
reducing  property  (because  not  contain  aldehyde  or  ketone  group) 
as in sucrose. 

 

 

Oligosaccharides

 

 They are products of condensation of 3-10 monosaccharides as in 
maltotriose. 

Polysaccharides 

They are products of condensation of more than 10 monosaccharide 
units, they can be classified according to their origin or constituent: 


background image

 /كلية طب نينوى/ د بسام

55

-

56

 

6

 

*Classification according to origin 
I-Plant Origin: They include:- 
 A-Starch: Polysaccharide  of  plant  origin  (homopolymer  of  glucose 
forming an 

α-glucosidic chain, called glucosan or glucan) , it consist 

of: 
   1-Amylose (one unbranched chain of glucose molecules linked by        
α-1     4-glucosidic linkages with only terminal aldehyde is free).  
   2-Amylopectin  :consists  of  branched  chains  composed  of  24

–30 

glucose residues united by α1     4 glucosidic linkages in the chains 
& by α 1      6 linkages at the branch points . 
B- Nonstarch polysaccharides: they include mainly: 
  1-  Cellulose  :  It  forms  the  major  component  of  dietary  fiber.  they 
are not digested by human enzymes b

ecause they linked by β 1   4 

link  because  human  intestine  lack  the  enzyme  that  capable  to 
hydrolyze  this  link,

 

however,  there  is  some  bacterial  metabolism  of 

cellulose in the human colon.  
  2-Inulin:  Its  a  polysaccharide  of  fructose  used  to  determine  the 
glomerular  filtration  rate,  but  its  not  hydrolyzed  by  intestinal 
enzymes. 
II-Animal  Origin:  Include  mainly  glycogen  which  is  the  storage 
polysaccharide  in  animals  including  human  &  sometimes  called 
animal  starch.  It  has  structure  similar  to  amylopectin  except  that 
branching is more extensive. 

 

*Classification according to constituent  
  Polysaccharides  are  sometimes  classified  as  hexosans  or 
pentosans,  depending  on  the  identity  of  the  constituent 
monosaccharides.  

Glycosides 

  Glycosides  are  formed  by  condensation  between  the  hydroxyl 
group  of  the  anomeric  carbon  of  a  monosaccharide  &  a  second 
compound that may or may not be another monosaccharide.  

Deoxy Sugars 

  Deoxy sugars are formed when one hydroxyl group is replaced by 
hydrogen(lack oxygen atom),e.g. deoxyribose in DNA

.  

 

Amino Sugars (Hexosamines) 

They include mainly : 
 1- D-glucosamine.  


background image

 /كلية طب نينوى/ د بسام

55

-

56

 

7

 

 2-D-galactosamine.  
 3-D-mannosamine.  
 4-Several antibiotics (e.g., erythromycin) . 

 

Glycosaminoglycans 

(Mucopolysaccharides) 

 

 They are complex CHO containing amino sugars & uronic acids.  

 

Glycoprotein (Mucoprotein) 

  Formed  by  conjugation  of  oligosaccharide  with  protein,  if  CHO 
constitute 5-15% it's called glycoprotein while if CHO constitute 15-
75%  it's  called  mucoprotein.  They  present  mainly  in  cell 
membranes. 
    

Digestion & Absorption of Carbohydrates 

 Carbohydrates account for a large proportion of daily intake. 
The main dietary digestible carbohydrates are: 
 1-starch (60-70%)  
 2- Sucrose (20-30%)   
 3-lactose (5%) 
  Absorption of carbohydrates from small intestine occurs only after 
conversion  of  dietary  carbohydrates  into  monosaccharide  by  the 
following: 
1- 

α-amylase:  Present in  the mouth  (salivary α-amylase)  & in  the 

small intestine (pancreatic 

α-amylase) split α-1,4-glucosidic links of 

starch converting it into maltose, & isomaltose. 
2-Small  intestine:  In  the  brush  border  of  small  intestinal  mucosa, 
the last stage of digestion occur where monosaccharides produced 
to be ready for absorption, this occur by the following enzymes: 
1-Maltase

—hydrolyzes maltose into two glucose molecules. 

 2-Sucrase

—hydrolyzes sucrose into glucose + fructose. 

 3-Lactase

—hydrolyzes lactose into glucose + galactose. 

 4-Isomaltase

—hydrolyze 1, 6 links of isomaltose. 

 The  end  products  of  carbohydrates  digestion  (monosaccharides) 
are  absorbed  by  small  intestinal  cells  into  the  liver  through  the 
portal vein. 

The main dietary indigestible carbohydrate is cellulose which contain 

β-glucosidic links due to lack of β-amylase enzyme in human. 

  




رفعت المحاضرة من قبل: M7md AD
المشاهدات: لقد قام 36 عضواً و 279 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل