פחמימה

פחמימות הן קבוצת תרכובות אורגניות נפוצה מאוד בכדור הארץ. תאית היא התרכובת האורגנית השכיחה ביותר.

כימית, פחמימות הן אלדהידים או קטונים עם כמה קבוצות הידרוקסיל (OH). כלומר מדובר בפוליהידרוקסי-קטונים או פוליהידרוקסי-אלדהידים (מולקולות עם קבוצות OH רבות ועוד קבוצה קטונית או אלדהידית).

מפחמימות בטבע אפשר להבדיל שלוש קבוצות עיקריות: חד-סוכרים, דו-סוכרים ורב-סוכרים. אפשר גם לקרוא להם סוכרים, אוליגוסכרידים ופוליסכרידים.

חד-סוכרים הם המולקולות הפשוטות ביותר. הדוגמה המוכרת היא D-גלוקוז (דקסטרוז), שיש לה שישה אטומי פחמן. מונוסכרידים עם יותר מארבעה פחמנים נוטים להיסגר לטבעת.

רוב הפחמימות כיראליות, כלומר יש להן איזומרים מרחביים שונים. אותו נוסחא יכולה ליצור סוכרים שונים כמו גלוקוז וגלקטוז.
היטל פישר הוא שיטה לצייר סוכרים כדי להציג את הסידור התלת־ממדי שלהם על פני דף.

קריטריונים כימיים מגדירים חד-סוכר. לדוגמה, גלוקוז הוא אלדוהקסוז: קבוצת אלדהיד ו־6 אטומי פחמן. כשהוא נסגר לטבעת הוא נקרא גלוקופיראנוז.

אוליגוסכרידים מורכבים מ־3 עד 9 חד־סוכרים. הקשרים שמחבריםם נקראים קשרים גליקוזידיים. בתא, אוליגוסכרידים ארוכים יכולים להתחבר לחלבונים או לשומנים.

פוליסכרידים הם שרשראות של מונוסכרידים, יותר מ־8 יחידות. יש פוליסכרידים ליניאריים כמו תאית, ואחרים מסועפים כמו גליקוגן. הם שונים בסוגי הקישורים ובחד־הסוכרים הבונים אותם.

לפחמימות ארבעה תפקידים מרכזיים:
- מקור אנרגיה: פירוק גלוקוז מתחיל בגליקוליזה.
- בנייה: מבנים צמחיים רבים עשויים תאית ועמילן.
- DNA ו־RNA: כל נוקלאוטיד מכיל סוכר, ריבוז ב־RNA ודיאוקסיריבוז ב־DNA.
- זיהוי תאים: סוכרים על הממברנה מסייעים לזהות סוגי תאים, ותפקיד זה חשוב למערכת החיסון.

פוטוסינתזה בצמחים יוצרת פחמימות מהמים ומהפחמן הדו־חמצני, כשהאנרגיה מגיעה מאור השמש. הקיבוע במחזור מטבולי זה נקרא מעגל קלווין.

גוף האדם מפיק אנרגיה מגליקוליזה, תהליך אנאירובי (ללא חמצן) שיוצר חומצה פירובית. בהמשך יש נשימה אירובית שנותנת אנרגיה נוספת.
כשמפסיקים לאכול מספיק פחמימות, הגוף משתמש בשומנים לייצור אנרגיה. בכבד השומנים יוצרים גופי קטון, מצב שנקרא קיטוזיס. אצל חולים עם סוכר גבוה בדם זה עלול לגרום לחמצת.
חוסר חמור בפחמימות עלול להביא לפרוק חלבון ולהחלשת השרירים (Marasmus).

עודף פחמימות הופך בשומן שמצטבר בגוף. סוכר מזוקק מזיק לשיניים כי חיידקים מפרקים אותו ומשחררים חומצה, מה שעלול להביא לעששת.
צריכה גבוהה של פחמימות עלולה לתרום להשמנה ולסיכון לסוכרת.
דו"ח מ־1999 ציין שחצי מהקלוריות בתזונה המערבית מגיעות משומנים מרוכזים וסוכרים מזוקקים. מחקרים ב־2015, 2016 הצביעו על השפעת מימון שלא דווח על הידע בנושא נזקי סוכר.

המושג נוצר משילוב של פחמן ומים. נוסחתן הכללית של רבות מהפחמימות היא Cn(H2O)n, ולכן השם פחמימה (carbohydrate) מתאר פחמן + מים.

המילה סוכר מקורית בסנסקריט ומשמעותה הייתה "אבנים קטנות". היום, בשפה היומיומית, סוכר משמש בעיקר כדי לתאר סוכרוז, הסוכר הלבן שהאדם משתמש בו להמתקה.

המונח "סוכרים" יכול להתייחס לחד־סוכרים ולדו־סוכרים. בשיח תזונתי מדברים על פחמימות פשוטות ומורכבות, אך ההבחנה אינה תמיד ברורה. פחמימות מורכבות עשויות להיות רב־סוכרים או מאכלים עשירים בחומרים מזינים.

פחמימות הן חומרים אורגניים שמצויים בצמחים ובאוכל. תאית היא החומר האורגני הנפוץ ביותר.

פחמימות הן מולקולות עם קבוצות OH רבות. OH זה סימן להידרוקסיל, קבוצת מים שמתחברת לפחמן.

יש שלושה סוגים עיקריים: חד־סוכרים, דו־סוכרים ורב־סוכרים.

חד־סוכר הוא הסוכר הפשוט. גלוקוז הוא חד־הסוכר החשוב ביותר בטבע.
רוב החד־סוכרים נסגרים לטבעת קטנה.

אוליגוסכרידים הם שרשראות קצרות של סוכרים. פוליסכרידים הם שרשראות ארוכות. תאית היא פוליסכריד ליניארי. גליקוגן הוא פוליסכריד מסועף.

פחמימות עושות ארבעה דברים חשובים:
- נותנות אנרגיה לגוף כשמפרקים אותן.
- בונות חלקים בצמחים, כמו תאית.
- חלק מהסוכרים הם חלק מ־DNA ו־RNA, שהם חומרי התורשה.
- עוזרות לזהות תאים על פני הממברנה.

צמחים מייצרים פחמימות מהאוויר ומהמים בעזרת אור השמש. התהליך נקרא פוטוסינתזה. את החומר הזה הצמח קובע בעזרת מעגל שנקרא מעגל קלווין.

כאשר הגוף צריך אנרגיה הוא שורף גלוקוז. אם אין מספיק פחמימות, הגוף משתמש בשומנים. זה יכול ליצור גופי קטון, מצב שנקרא קיטוזיס.

יותר מדי סוכר הופך לשומן בגוף. סוכר מזוקק פוגע בשיניים בגלל חיידקים.
עודף פחמימות יכול להוביל להשמנה ולסיכון לסוכרת.

המילה פחמימה נגזרה מפחמן וממים, כי הרבה פחמימות נראות כ־פחמן + מים.

המילה סוכר הגיעה מסנסקריט ומשמעותה המקורית היתה "אבנים קטנות". היום סוכר בדרך כלל מתייחס לסוכרוז, הסוכר הלבן שאנשים משתמשים בו להמתקה.