En informativ artikel med detaljer om socker.
Socker räknas till de organiska föreningarna. Det finns oorganiska och organiska föreningar.
Organiska föreningar kännetecknas oftast av att de huvudsakligen består av kol- och väteatomer. De stabiliseras genom kovalenta bindningar.
Naturligtvis finns det undantag bland de organiska föreningarna, liksom oorganiska föreningar med kol, som koldioxid eller kolmonoxid. Annars avser man vanligtvis ämnen som vatten, salter, syror och baser när man talar om oorganiska föreningar.
Båda typerna är nödvändiga för ämnesomsättningen och förekommer nästan överallt och när som helst.
Kolhydrater
Kolhydrater bildas i gröna växter under fotosyntesen från koldioxid och vatten. Solljus lagras som kemisk energi i kolhydrater och är tillgänglig för alla levande varelser.
Kolhydrater består av elementen kol, väte och syre. I människokroppen fungerar kolhydrater främst som en snabbt tillgänglig energikälla. Man skiljer kolhydrater efter deras kedjelängd i monosackarider, disackarider och polysackarider.
Roll. Man delar in kolhydrater efter deras storlek i monosackarider, disackarider och polysackarider.
Monosackarider
Monosackarider (mono = en, sackarider = socker) är enkla, ringformade sockermolekyler. Den viktigaste enkla sockret i människokroppen är glukos (druvsocker, dextros). Glukos kan användas av de flesta celler för energiproduktion. Därför är glukos den viktigaste energibäraren i människokroppen. Andra vanliga monosackarider är fruktos (fruktsocker) och galaktos.
Disackarider
När två enkla sockerarter reagerar med varandra bildas en disackarid (di = två). Rörsocker eller betsocker (Sackaros) bildas av glukos och fruktos, mjölksocker (Laktos) av glukos och galaktos. Disackarider kan åter brytas ner till enkla sockerarter.
Polysackarider
Vissa disackarider kan binda sig med ytterligare enkla sockerarter och bilda polysackarider ("mångsocker"). Då bildas mycket stora molekyler, så kallade makromolekyler. Ett exempel på detta är stärkelse (amylos). Det utgör växternas lagringsform av glukos som bildats genom fotosyntes. Potatis, majs och vete innehåller särskilt mycket stärkelse.
När en människa äter en stärkelsehaltig måltid bryts stärkelsen ner i matsmältningskanalen. Den delas upp i mindre bitar. Då bildas återigen glukos, som sedan tas upp i blodet. När en människa äter en stärkelsehaltig måltid bryts stärkelsen ner i matsmältningskanalen till mindre bitar. Då bildas återigen glukos, som tas upp i blodet.
Energiproduktion från glukos
Som "bränsle" för den livsnödvändiga energiproduktionen föredrar de flesta mänskliga celler glukos. De viktigaste stegen i energiproduktionen visas därför genom nedbrytningen av glukos.
Nedbrytningen av glukos kan delas in i fyra steg:
1. Glykolysen – energiproduktion utan syre.
Glykolysen omfattar många enzymatiska reaktioner.
Här bryts en glukosmolekyl slutligen ner till två molekyler pyruvat (pyrodruvsyra). Den omedelbara energiutvinningen från denna reaktionskedja är låg: två ATP bildas per glukosmolekyl. Å andra sidan har glykolysen, som sker i cytoplasman, fördelen att celler kan producera energi även utan syre.
Vid syrebrist kan framförallt skelettmuskelceller inte bryta ner pyruvat vidare. Det omvandlas till laktat (= mjölksyra) och transporteras via blodcirkulationen till levern. Intressant nog kan hjärtmuskelceller vid hög belastning täcka en del av sitt energibehov från laktat.
ATP betyder adenosintrifosfat. ATP är den viktigaste energirika föreningen inom cellen. Det är ett ämne som förekommer i alla levande varelser och fungerar som energikälla för många metaboliska processer. ATP bildas vid energiproducerande processer från adenosindifosfat (ADP).
2. Acetyl-Coenzym-A – den centrala molekylen i energimetabolismen
Vid tillräcklig syretillförsel når pyruvat, slutprodukten av glykolysen, mitokondrien och reagerar med koenzym A till acetyl-koenzym-A, kort acetyl-CoA. Acetyl-koenzym-A är en väsentlig molekyl i hela energimetabolismen.
Vid tillräcklig syretillförsel når det glykolytiska slutprodukten pyruvat mitokondrien och binder sig med koenzym A, kort CoA-SH, den aktiva formen av pantotensyra, till acetyl-koenzym-A, alltså acetyl-CoA. Även om inget ATP bildas direkt, kan det bildade NADH, den reducerade formen av NAD (nikotinamid-adenin-dinukleotid), senare användas energigivande i andningskedjan.
3. Citronsyracykeln
Citronsyracykeln är nästa serie enzymatiskt styrda reaktioner som sker i mitokondrierna.
För varje inträdande acetyl-CoA bildas ett energirikt fosfat (guanosintrifosfat, kort GTP), som direkt kan omvandla ADP till ATP. Dessutom bildas de reducerade koenzymerna NADH och FADH2 (FAD = flavin-adenin-dinukleotid), som först används i andningskedjan (detaljer om oxidation och reduktion se nedan).
Citronsyracykeln är dock inte bara viktig för nedbrytningen av glukos. Många katabola metaboliska vägar mynnar indirekt eller direkt i citronsyracykeln, och samtidigt tillhandahåller citronsyracykeln utgångssubstrat för många anabola metaboliska reaktioner. Därför kallas den med rätta för metabolismens "nav".
4. Andningskedjan
I de tidigare beskrivna faserna av glukosnedbrytningen binder reduktionsreaktioner elektroner till koenzymer. Andningskedjan, alltså elektrontransportkedjan, överför dessa elektroner till syre. Då bildas vatten och stora mängder energi, som används för att nybilda ATP.
Stegvis bildas totalt 36 ATP-molekyler från en glukosmolekyl.
Med "regenerering av ATP" menar man att ADP binds med fosfat, alltså fosforyleras. Andningskedjan och ATP-fosforylering är direkt kopplade, därför säger man oxidativ fosforylering. Under andningskedjan når elektronerna från NADH och FADH2 inte direkt syre. De tas istället upp och vidarebefordras av enzymer och koenzymer. På så sätt bildas även de 36 ATP-molekylerna stegvis.
Den oxidativa nedbrytningen, det vill säga nedbrytning med syre, av kolhydrater och fetter ger energi. Denna energivinande process av oxidativ nedbrytning kallas sammanfattande för cellandning. För glukos blir balansen exempelvis följande:
Glukos + 36 ADP + 36 P + 6 O2 " 6 CO2 + 6 H2O + 36 Glykogen, eller korrekt ATP.
Om människokroppen är tillräckligt försedd med glukos kan den lagra det i glykogen. Mänskligt glykogen och växtstärkelse är liknande uppbyggda och består endast av glukoskedjor. Glykogen lagras främst i lever och skelettmuskulatur.
En vuxen kan totalt lagra cirka 400 g glykogen, vilket motsvarar ungefär 2000 kcal. Av detta finns cirka 150 g i levern och ungefär 250 g i musklerna. Om ytterligare kolhydrater ändå intas, till exempel genom ständig konsumtion av sötsaker, uppstår ett överskott. Detta överskott av glukos omvandlas till fett och lagras i lever och fettvävnad. Personen i fråga går upp i vikt och levern blir fet.
Glukoneogenes (nybildning av glukos)
Hjärnan och erytrocyterna kan endast använda glukos för energiproduktion. Dessutom är glukos det enda ämnet som skelettmusklerna kan använda för energiproduktion vid syrebrist. Glukoneogenesen, alltså bildningen av glukos från icke-kolhydratförstadier som vissa aminosyror, glycerin eller laktat, säkerställer tillräckliga glukosnivåer även utan matintag och vid tömda glykogenlager.
Man kan betrakta glukoneogenesen som en omvänd process av glykolysen.
Glukoneogenesen sker dock endast under energiförbrukning, alltså med användning av ATP.
Cirka 90% av glukoneogenesen sker i levern, ungefär 10% i njurbarken.
Socker i vardagen
Socker anses av många vara en snabb energikälla och humörhöjare. Genom insulinutsöndring främjar det kortvarigt serotoninproduktionen i hjärnan, vilket ökar välbefinnandet. Denna positiva effekt är dock endast kortvarig. Därefter följer ofta en snabb blodsockersänkning med trötthet, koncentrationsproblem, nervositet eller sug – den välkända "sockerbluesen". Särskilt kritiskt är konsumtionen av strösocker i sötsaker, läskedrycker och raffinerade mjöler, som saknar naturliga följeslagare som fiber, vitaminer och mineraler.
Studier visar att hög sockerkonsumtion inte bara ökar risken för karies, utan också är kopplad till övervikt, diabetes och hjärt-kärlsjukdomar. Risken för för tidig dödlighet ökar också. Även hjärnan kan ta skada: minne och mental kapacitet kan försämras, och hos barn diskuteras samband med hyperaktivitet och neurokognitiva brister. Dessutom kan stora svängningar i blodsockernivån försvaga immunsystemet och öka mottagligheten för infektioner.
Socker är dock inte bara socker. Naturligt socker från frukt eller fullvärdiga livsmedel bromsas av fiber och mikronäringsämnen. Därför stiger blodsockernivån långsammare och mer kontrollerat. Strösocker däremot – en blandning av glukos och fruktos – kommer ofta i stora mängder och utan skyddande följeslagare in i kroppen. Detta gynnar kraftiga blodsockertoppar, hög insulinfrisättning, hypoglykemifaser och långsiktiga ämnesomsättningsstörningar. Överskott av fruktos omvandlas dessutom lätt till fett och kan främja förhöjda blodfettsnivåer samt fettlever.
