Karbohidratet

Një karbohidrat është një molekulë biologjike e përbërë nga atomet e karbonit (C), hidrogjenit (H) dhe oksigjenit (O), zakonisht me një përpjestim midis atomeve  hidrogjen dhe oksigjen prej 2:1 (si në ujë) dhe me formulën empirike ${\ce {C_{m}(H2O)_{n}}}$ (ku m dhe n mund të jenë të ndryshëm ose jo). Megjithatë, jo të gjitha karbohidratet përputhen me këtë përkufizim (p.sh., acidet uronike, deoksi-sheqernat si fukoza), dhe as të gjitha kimikatet që përputhen me këtë përkufizim nuk klasifikohen automatikisht si karbohidrate (p.sh. formaldehidi dhe acidi acetik).how are you?

Termi “karbohidrat” është më i zakonshëm në biokimi, i cili është sinonim i saharidit, një grup që përfshin sheqernat, niseshtenë dhe celulozën. Saharidet ndahen në katër grupe kimike që janë monosakaridet (një), disakaridet (dy), oligosakaridet (pak) dhe polisakaridet (shumë). Monosakaridet dhe disakaridet, që janë karbohidratet më të vogla (me peshë molekulare më të ulët), zakonisht quhen sheqerna. Fjala saharid vjen nga fjala greke σάκχαρον (sákkharon), që do të thotë "sheqer". Ndërsa emërtimi shkencor i karbohidrateve është i ndërlikuar, emrat e monosakarideve dhe disakarideve shumë shpesh përfundojnë me prapashtesën -oza, e cila është marrë fillimisht nga glukoza, nga greqishtja e lashtë γλεῦκος (gleûkos, "verë, musht") dhe përdoret për pothuajse të gjitha sheqernat, p.sh fruktoza (sheqer frutash), saharoza (kallam sheqeri ose panxhari), riboza, amiloza, laktoza (sheqer qumështi), etj.

Laktoza

Karbohidratet kryejnë role të shumta në organizmat e gjallë. Polisakaridet shërbejnë për ruajtjen e energjisë  (p.sh. niseshteja dhe glikogjeni) dhe si përbërës strukturorë (p.sh. celuloza tek bimët dhe kitina tek artropodët). Riboza me 5 monosakaride karboni është një komponent i rëndësishëm i koenzimave (p.sh. ATP, FAD dhe NAD) dhe e shtyllës kurrizore e molekulës gjenetike të njohur si ARN. Deoksiriboza është një përbërës i ADN-së. Saharidet dhe derivatet e tyre përfshijnë shumë biomolekula të tjera të rëndësishme që luajnë role kyçe në sistemin imunitar, fekondimin, parandalimin e patogjenezës, mpiksjen e gjakut dhe rritjen.

Karbohidratet janë thelbësore për ushqyerjen dhe gjenden në një shumëllojshmëri të gjerë ushqimesh natyrale dhe të përpunuara. Niseshteja është një polisakarid. Është i bollshëm në drithëra (grurë, misër, oriz), patate dhe ushqime të përpunuara të bazuara në miell drithërash, të tilla si buka, picat ose makaronat. Sheqernat shfaqen në dietën e njeriut kryesisht si sheqer i tryezës (saharozë, e nxjerrë nga kallami ose panxhari i sheqerit), laktoza (e bollshme në qumësht), glukoza dhe fruktoza, të cilat të dyja gjenden natyrshëm tek mjalti, tek shumë fruta dhe tek disa perime. Sheqeri i tryezës, qumështi ose mjalti shpesh shtohen në pije dhe shumë ushqime të përgatitura si reçeli, biskotat dhe ëmbëlsirat.

Celuloza, një polisakarid që gjendet në muret qelizore tek të gjitha bimët, është një nga përbërësit kryesorë të fibrave dietike të patretshme. Edhe pse nuk është e tretshme tek njerëzit (përtypet në përgjithësi tek disa insekte à veçanërisht termitet, kanë tretje më komplekse dhe mund të tresin celulozën), celuloza dhe fibra dietike e patretshme në përgjithësi ndihmojnë në ruajtjen e një sistemi të shëndetshëm tretës duke lehtësuar lëvizjen nëpër zorrën e trashë (dmth. defekimi). Polisakaridet e tjera të përfshira në fibrat dietike përfshijnë niseshtenë rezistente dhe inulinën, të cilat ushqejnë disa baktere në mikrobiotën e zorrës së trashë dhe metabolizohen nga këto baktere për të prodhuar acide yndyrore me zinxhir të shkurtër.

Terminologjia

Në literaturën shkencore, termi "karbohidrat" ka shumë sinonime, si "sheqer" (, "sakarid", "ose", "glucid", "hidrat i karbonit" ose "polihidroksi". komponimet me aldehid ose keton"). Disa nga këto terma, veçanërisht "karbohidrate" dhe "sheqer", përdoren edhe me kuptime të tjera.

Në shkencën e ushqimit dhe në shumë kontekste joformale, termi "karbohidrat" shpesh nënkupton çdo ushqim që është veçanërisht i pasur me niseshtenë komplekse të karbohidrateve (të tilla si drithërat, buka dhe makaronat) ose karbohidratet e thjeshta, si sheqeri (që gjendet në karamele, reçel dhe ëmbëlsirat). Ky informalitet është ndonjëherë konfuz pasi ngatërron strukturën kimike dhe tretshmërinë tek njerëzit.

Shpesh në listat e informacionit ushqyes, siç është Baza e të Dhënave Kombëtare të Ushqyesve të USDA, termi "karbohidrate" përdoret për gjithçka tjetër përveç ujit, proteinave, yndyrës, hirit dhe etanolit. Këtu përfshihen komponime kimike si acidi acetik ose laktik, të cilët zakonisht nuk konsiderohen karbohidrate. Ai përfshin gjithashtu fibra dietike, e cila është një karbohidrate, por që nuk kontribuon me energji ushqimore (kilokalori) tek njerëzit, edhe pse shpesh përfshihet në llogaritjen e energjisë totale të ushqimit njësoj sikur të ishte. Në kuptimin e ngushtë, "sheqeri" përdoret për karbohidratet e ëmbla, të tretshme, shumë prej të cilave përdoren në ushqimin e njeriut.

Struktura

Më parë emri "karbohidrat" përdorej në kimi për çdo përbërje me formulën C_m (H₂O)n. Pas këtij përkufizimi, disa kimistë e konsideruan formaldehidin (CH2O) si karbohidratin më të thjeshtë, ndërsa të tjerë e përdorën atë titull për glikolaldehidin. Sot, ky term kuptohet përgjithësisht në kuptimin biokimik, i cili përjashton përbërjet me vetëm një ose dy karbone dhe përfshin shumë karbohidrate biologjike të cilat devijojnë nga kjo formulë. Për shembull, ndërsa formulat e mësipërme përfaqësuese duket se kapin karbohidratet me të njohura, karbohidratet e kudogjendura dhe të bollshme shpesh devijojnë nga kjo. Për shembull, karbohidratet shpesh shfaqin grupe kimike si: N-acetil (p.sh. kitin), sulfate (p.sh. glikozaminoglikane), acid karboksilik dhe modifikime deoksi (p.sh. fukozë dhe acid sialik).Saharidet natyrale në përgjithësi përbëhen nga karbohidrate të thjeshta të quajtura monosakaride me formulë të përgjithshme (CH2O)n ku n është e barabartë me tre ose më shumë. Një monosakarid tipik e ka strukturën H–(CHOH)x(C=O)–(CHOH)y–H, domethënë një aldehid ose keton me shumë grupe hidroksili të shtuar, zakonisht një në çdo atom karboni që nuk është pjesë e grupit funksional aldehid ose keton. Shembuj të monosakarideve janë glukoza, fruktoza dhe gliceraldehidet. Megjithatë, disa substanca biologjike që zakonisht quhen "monosakaride" nuk përputhen me këtë formulë (p.sh. acidet uronike dhe deoksi-sheqernat si fukoza) dhe ka shumë kimikate që përputhen me këtë formulë, por që nuk konsiderohen të jenë monosakaride (p.sh. formaldehidi CH₂O dhe inozitoli (CH₂O)₆).

Forma me zinxhir të hapur të një monosakaridi shpesh bashkëjeton me një formë unazore të mbyllur ku karboni i grupit aldehid/keton karbonil (C=O) dhe grupi hidroksil (–OH) reagojnë duke formuar një hemiacetal me një urë të re C–O–C.

Monosakaridet lidhen së bashku dhe formojnë polisakaride (ose oligosakaride) në mënyra të ndryshme. Shumë karbohidrate përmbajnë një ose më shumë njësi monosakaride të modifikuara që kanë zëvendësuar ose hequr një ose më shumë grupe. Për shembull, deoksiriboza, një përbërës i ADN-së, është një version i modifikuar i ribozës; kitina përbëhet nga njësi të përsëritura të N-acetil glukozaminës, një formë e glukozës që përmban azot.

Divisioni

Karbohidratet janë polihidroksi aldehide, ketone, alkoole, acide, derivatet e tyre të thjeshtë dhe polimeret e tyre që kanë lidhje të tipit acetal. Ato mund të klasifikohen sipas shkallës së polimerizimit dhe mund të ndahen fillimisht në tre grupe kryesore, përkatësisht sheqerna, oligosakaride dhe polisaharide.[12]

Monosakaridet

Monosakaridet janë karbohidratet më të thjeshta në atë që nuk mund të hidrolizohen në karbohidrate më të vogla. Ato janë aldehide ose ketone me dy ose më shumë grupe hidroksil. Formula e përgjithshme kimike e një monosakaridi të pamodifikuar është (C•H2O)n, fjalë për fjalë një "hidrat karboni". Monosakaridet janë molekula të rëndësishme të karburantit, si dhe blloqe ndërtuese për acidet nukleike. Monosakaridet më të vogla, për të cilët n=3, janë dihidroksiaceton dhe D- dhe L-gliceraldehidet.

Klasifikimi i monosakarideve

Monosakaridet klasifikohen sipas tre karakteristikave të ndryshme: vendosja e grupit të tij karbonil, numri i atomeve të karbonit që ai përmban dhe aftësia e tij kirale. Nëse grupi karbonil është një aldehid, monosakaridi është një aldozë; nëse grupi karbonil është një keton, monosakaridi është një ketozë. Monosakaridet me tre atome karboni quhen trioza, ato me katër quhen tetroza, pesë quhen pentoza, gjashtë janë heksoze etj.[14] Këto dy sisteme klasifikimi shpesh kombinohen. Për shembull, glukoza është një aldohekzozë (një aldehid me gjashtë karbon), riboza është një aldopentozë (një aldehid me pesë karbon), dhe fruktoza është një ketohekzozë (një keton me gjashtë karbon).

Çdo atom karboni që mban një grup hidroksil (-OH), me përjashtim të karbonit të parë dhe të fundit, është asimetrik, duke i bërë ato qendra stereo me dy konfigurime të mundshme secila (R ose S). Për shkak të kësaj asimetrie, një numër izomerësh mund të ekzistojnë për çdo formulë të dhënë monosakaride. Duke përdorur rregullin Le Bel-van't Hoff, aldoheksoza D-glukoza, për shembull, ka formulën (C·H2O)6, nga të cilat katër nga gjashtë atomet e karbonit të saj janë stereogjenë, duke e bërë D-glukozën një nga 24=16 të mundshme. stereoizomerët. Në rastin e gliceraldehideve, një aldotriozë, ekziston një palë stereoizomerësh të mundshëm, të cilët janë enantiomere dhe epimerë. 1, 3-dihidroksiaceton, ketoza që korrespondon me gliceraldehidet aldozë, është një molekulë simetrike pa qendra stereo. Caktimi i D ose L bëhet sipas orientimit të karbonit asimetrik më të largët nga grupi karbonil: në një projeksion standard Fischer nëse grupi hidroksil është në të djathtë, molekula është një sheqer D, përndryshe është një sheqer L. Parashtesat "D-" dhe "L-" nuk duhet të ngatërrohen me "d-" ose "l-", të cilat tregojnë drejtimin që sheqeri rrotullon dritën e polarizuar në plan. Ky përdorim i "d-" dhe "l-" nuk ndiqet më në kiminë e karbohidrateve.[15]

Izomerizmi i zinxhirit unazë të drejtë

The aldehyde or ketone group of a straight-chain monosaccharide will react reversibly with a hydroxyl group on a different carbon atom to form a hemiacetal or hemiketal, forming a heterocyclic ring with an oxygen bridge between two carbon atoms. Rings with five and six atoms are called furanose and pyranose forms, respectively, and exist in equilibrium with the straight-chain form.

During the conversion from straight-chain form to the cyclic form, the carbon atom containing the carbonyl oxygen, called the anomeric carbon, becomes a stereogenic center with two possible configurations: The oxygen atom may take a position either above or below the plane of the ring. The resulting possible pair of stereoisomers is called anomers. In the α anomer, the -OH substituent on the anomeric carbon rests on the opposite side (trans) of the ring from the CH₂OH side branch. The alternative form, in which the CH₂OH substituent and the anomeric hydroxyl are on the same side (cis) of the plane of the ring, is called the β anomer.

Përdorimi në organizmat e gjallë

Monosakaridet janë burimi kryesor i karburantit për metabolizmin, duke u përdorur si burim energjie (glukoza është më e rëndësishmja në natyrë pasi është produkt i fotosintezës në bimë) dhe në biosintezë. Kur monosakaridet nuk nevojiten menjëherë, ato shpesh shndërrohen në forma më efikase në hapësirë (d.m.th., më pak të tretshme në ujë), shpesh polisaharide. Në shumë kafshë, duke përfshirë njerëzit, kjo formë depozitimi është glikogjen, veçanërisht në qelizat e mëlçisë dhe muskujve. Në bimë, niseshteja përdoret për të njëjtin qëllim. Karbohidrati më i bollshëm, celuloza, është një përbërës strukturor i murit qelizor të bimëve dhe shumë formave të algave. Riboza është një përbërës i ARN-së. Deoksiriboza është një përbërës i ADN-së. Liksoza është një përbërës i liksoflavinës që gjendet në zemrën e njeriut.[17] Ribuloza dhe ksiluloza ndodhin në shtegun e pentozës fosfat. Galaktoza, një përbërës i laktozës së sheqerit të qumështit, gjendet në galaktolipide në membranat qelizore bimore dhe në glikoproteina në shumë inde. Manoza shfaqet në metabolizmin e njeriut, veçanërisht në glikozilimin e disa proteinave. Fruktoza, ose sheqeri i frutave, gjendet në shumë bimë dhe njerëz, metabolizohet në mëlçi, absorbohet drejtpërdrejt në zorrët gjatë tretjes dhe gjendet në spermë. Trehaloza, një sheqer kryesor i insekteve, hidrolizohet me shpejtësi në dy molekula glukoze për të mbështetur fluturimin e vazhdueshëm.

Disakaridet

Dy monosakaride të bashkuara quhen disaharide, lloji më i thjeshtë i polisaharidit. Shembujt përfshijnë saharozën dhe laktozën. Ato përbëhen nga dy njësi monosakaride të lidhura së bashku nga një lidhje kovalente e njohur si një lidhje glikozidike e formuar nëpërmjet një reaksioni dehidrimi, duke rezultuar në humbjen e një atomi hidrogjeni nga një monosakarid dhe një grup hidroksil nga tjetri. Formula e disaharideve të pamodifikuara është C12H22O11. Edhe pse ka shumë lloje të disaharideve, një pjesë e vogël e disakarideve janë veçanërisht të dukshme.

Saharoza, e paraqitur në të djathtë, është disakaridi më i bollshëm dhe forma kryesore në të cilën karbohidratet transportohen në bimë. Ai përbëhet nga një molekulë D-glukozë dhe një molekulë D-fruktozë. Emri sistematik për saharozën, O-α-D-glukopiranozil-(1→2)-D-fruktofuranozid, tregon katër gjëra:

• Monosakaridet e tij: glukoza dhe fruktoza
• Llojet e unazave të tyre: glukoza është një piranozë dhe fruktoza është një furanozë
• Si janë të lidhura së bashku: oksigjeni në karbonin numër 1 (C1) të α-D-glukozës është i lidhur me C2 të D-fruktozës.
• Prapashtesa -oside tregon se karboni anomerik i të dy monosakarideve merr pjesë në lidhjen glikozidike.

Laktoza, një disakarid i përbërë nga një molekulë D-galaktozë dhe një molekulë D-glukozë, gjendet natyrshëm në qumështin e gjitarëve. Emri sistematik për laktozën është O-β-D-galaktopiranozil-(1→4)-D-glukopiranozë. Disakaride të tjera të dukshme përfshijnë maltozën (dy D-glukoza të lidhura α-1,4) dhe cellobiozën (dy D-glukoza të lidhura β-1,4). Disakaridet mund të klasifikohen në dy lloje: disaharide reduktuese dhe joreduktuese. Nëse grupi funksional është i pranishëm në lidhjen me një njësi tjetër sheqeri, ai quhet disakarid ose biozë reduktuese.

Të ushqyerit

Karbohidratet e konsumuara në ushqim japin 3,87 kilokalori energji për gram për sheqernat e thjeshta,[18] dhe 3,57 deri në 4,12 kilokalori për gram për karbohidratet komplekse në shumicën e ushqimeve të tjera.[19] Nivelet relativisht të larta të karbohidrateve shoqërohen me ushqime të përpunuara ose ushqime të rafinuara të bëra nga bimët, duke përfshirë ëmbëlsirat, biskotat dhe karamele, sheqerin e tryezës, mjaltin, pijet joalkoolike, bukën dhe krisurat, reçelrat dhe produktet e frutave, makaronat dhe drithërat e mëngjesit. Sasi më të ulëta të karbohidrateve zakonisht shoqërohen me ushqime të parafinuara, duke përfshirë fasulet, zhardhokët, orizin dhe frutat e parafinuara [e dyshimtë – diskutoni].[20] Ushqimet me bazë shtazore në përgjithësi kanë nivelet më të ulëta të karbohidrateve, megjithëse qumështi përmban një përqindje të lartë të laktozës.

Organizmat zakonisht nuk mund të metabolizojnë të gjitha llojet e karbohidrateve për të dhënë energji. Glukoza është një burim pothuajse universal dhe i arritshëm i energjisë. Shumë organizma kanë gjithashtu aftësinë për të metabolizuar monosakaride dhe disakaride të tjera, por glukoza shpesh metabolizohet së pari. Në Escherichia coli, për shembull, operoni lac do të shprehë enzima për tretjen e laktozës kur ajo është e pranishme, por nëse janë të pranishme edhe laktoza edhe glukoza, operoni lac shtypet, duke rezultuar që glukoza të përdoret së pari (shih: Diauxie). Polisakaridet janë gjithashtu burime të zakonshme të energjisë. Shumë organizma mund të zbërthejnë lehtësisht niseshtenë në glukozë; Megjithatë, shumica e organizmave nuk mund të metabolizojnë celulozën ose polisaharide të tjera si kitina dhe arabinoksilanët. Këto lloje të karbohidrateve mund të metabolizohen nga disa baktere dhe protiste. Përtypësit dhe termitet, për shembull, përdorin mikroorganizma për të përpunuar celulozën. Edhe pse këto karbohidrate komplekse nuk janë shumë të tretshme, ato përfaqësojnë një element të rëndësishëm dietik për njerëzit, të quajtur fibra dietike. Fibra përmirëson tretjen, ndër përfitimet e tjera.[21]

Instituti i Mjekësisë rekomandon që të rriturit amerikanë dhe kanadezë të marrin ndërmjet 45 dhe 65% të energjisë dietike nga karbohidratet me drithëra të plota.[22] Organizata e Ushqimit dhe Bujqësisë dhe Organizata Botërore e Shëndetësisë së bashku rekomandojnë që udhëzimet kombëtare dietike të vendosin një objektiv prej 55-75% të energjisë totale nga karbohidratet, por vetëm 10% direkt nga sheqernat (termi i tyre për karbohidratet e thjeshta).[23] Një Rishikim Sistematik i Cochrane 2017 arriti në përfundimin se nuk kishte prova të mjaftueshme për të mbështetur pretendimin se dietat me drithëra të plota mund të ndikojnë në sëmundjet kardiovaskulare.[24]

Klasifikimi

Nutricionistët shpesh i referohen karbohidrateve si të thjeshta ose komplekse. Megjithatë, dallimi i saktë midis këtyre grupeve mund të jetë i paqartë. Termi karbohidrate komplekse u përdor për herë të parë në publikimin e Komitetit të Përzgjedhur të Senatit për Ushqyerjen dhe Nevojat Njerëzore për Shtetet e Bashkuara të Amerikës (1977) ku synohej të dallonte sheqernat nga karbohidratet e tjera (të cilat perceptoheshin si superiore nga ana ushqyese).[25 ] Megjithatë, raporti vendosi "frutat, perimet dhe drithërat" në kolonën e karbohidrateve komplekse, pavarësisht nga fakti se këto mund të përmbajnë sheqerna si dhe polisaharide. Ky konfuzion vazhdon pasi sot disa nutricionistë përdorin termin karbohidrate komplekse për t'iu referuar çdo lloj saharidi të tretshëm të pranishëm në një ushqim të plotë, ku gjenden edhe fibra, vitamina dhe minerale (në krahasim me karbohidratet e përpunuara, të cilat ofrojnë energji, por pak lëndë ushqyese të tjera). . Përdorimi standard, megjithatë, është klasifikimi i karbohidrateve kimikisht: të thjeshta nëse janë sheqerna (monosakaride dhe disakaride) dhe komplekse nëse janë polisakaride (ose oligosakaride).[26]

Në çdo rast, dallimi kimik i thjeshtë dhe kompleks ka pak vlerë për përcaktimin e cilësisë ushqyese të karbohidrateve.[26] Disa karbohidrate të thjeshta (p.sh. fruktoza) rrisin glukozën në gjak me shpejtësi, ndërsa disa karbohidrate komplekse (niseshte), rritin ngadalë sheqerin në gjak. Shpejtësia e tretjes përcaktohet nga një sërë faktorësh, duke përfshirë cilat lëndë ushqyese të tjera konsumohen me karbohidratet, si përgatitet ushqimi, ndryshimet individuale në metabolizëm dhe kimia e karbohidrateve.[27] Karbohidratet ndonjëherë ndahen në "karbohidrate të disponueshme", të cilat absorbohen në zorrën e hollë dhe "karbohidrate të padisponueshme", të cilat kalojnë në zorrën e trashë, ku i nënshtrohen fermentimit nga mikrobiota gastrointestinale.[28]

Udhëzimet dietike të USDA-s për amerikanët 2010 bëjnë thirrje për konsum të moderuar deri në të lartë të karbohidrateve nga një dietë e ekuilibruar që përfshin gjashtë racione ushqimesh me drithëra çdo ditë, të paktën gjysma nga burimet me drithëra të plota dhe pjesa tjetër janë nga të pasuruara.[29]

Konceptet e indeksit glicemik (GI) dhe ngarkesës glikemike janë zhvilluar për të karakterizuar sjelljen e ushqimit gjatë tretjes së njeriut. Ata renditin ushqimet e pasura me karbohidrate bazuar në shpejtësinë dhe madhësinë e efektit të tyre në nivelet e glukozës në gjak. Indeksi glicemik është një masë që tregon se sa shpejt përthithet glukoza e ushqimit, ndërsa ngarkesa glicemike është një masë e glukozës totale të absorbueshme në ushqime. Indeksi i insulinës është një metodë e ngjashme, më e fundit e klasifikimit që rendit ushqimet bazuar në efektet e tyre në nivelet e insulinës në gjak, të cilat shkaktohen nga glukoza (ose niseshteja) dhe disa aminoacide në ushqim.

Efektet shëndetësore të kufizimit të karbohidrateve dietike

Artikulli kryesor: Dietë me pak karbohidrate

Dietat me pak karbohidrate mund të humbasin avantazhet shëndetësore - të tilla si rritja e marrjes së fibrave dietike - të ofruara nga karbohidratet me cilësi të lartë që gjenden në bishtajore dhe bishtajore, drithëra, fruta dhe perime.[30][31] Një "meta-analizë, me cilësi të moderuar", e përfshirë si efekte negative të halitozës së dietës, dhimbjes së kokës dhe kapsllëkut.[32][Nevojitet një burim më i mirë]

Dietat e kufizuara me karbohidrate mund të jenë po aq efektive sa dietat me pak yndyrë për të ndihmuar në arritjen e humbjes së peshës në afat të shkurtër kur marrja e përgjithshme e kalorive reduktohet.[33] Një deklaratë shkencore e Shoqatës Endokrine tha se "kur marrja e kalorive mbahet konstante [...] akumulimi i yndyrës trupore nuk duket të ndikohet nga ndryshimet madje shumë të theksuara në sasinë e yndyrës kundrejt karbohidrateve në dietë."[33] Humbja ose mirëmbajtja efektive e peshës afatgjatë varet nga kufizimi i kalorive[33], jo nga raporti i makronutrientëve në një dietë.[34] Arsyetimi i dietës mbështet se karbohidratet shkaktojnë akumulim të panevojshëm të yndyrës duke rritur nivelet e insulinës në gjak dhe se dietat me pak karbohidrate kanë një "përparësi metabolike", nuk mbështetet nga provat klinike.[33][35] Më tej, nuk është e qartë se si dieta me pak karbohidrate ndikon në shëndetin kardiovaskular, megjithëse dy rishikime treguan se kufizimi i karbohidrateve mund të përmirësojë shënuesit e lipideve të rrezikut të sëmundjeve kardiovaskulare.[36][37]

Dietat e kufizuara me karbohidrate nuk janë më efektive sesa një dietë konvencionale e shëndetshme në parandalimin e shfaqjes së diabetit të tipit 2, por për njerëzit me diabet të tipit 2, ato janë një opsion i mundshëm për të humbur peshë ose për të ndihmuar me kontrollin e glicemisë.[38][39] [40] Ka prova të kufizuara për të mbështetur përdorimin rutinë të dietës me pak karbohidrate në menaxhimin e diabetit të tipit 1.[41] Shoqata Amerikane e Diabetit rekomandon që njerëzit me diabet duhet të adoptojnë një dietë përgjithësisht të shëndetshme, në vend të një diete të fokusuar në karbohidrate ose makronutrientë të tjerë.[40]

Një formë ekstreme e dietës me pak karbohidrate – dieta ketogjenike – është krijuar si një dietë mjekësore për trajtimin e epilepsisë.[42] Nëpërmjet përkrahjes së të famshmëve gjatë fillimit të shekullit të 21-të, ajo u bë një dietë e modës si një mjet për humbje peshe, por me rreziqe të efekteve anësore të padëshiruara, të tilla si nivele të ulëta të energjisë dhe rritje të urisë, pagjumësi, të përziera dhe shqetësime gastrointestinale. (Nevojitet një citim shkencor ) [42] Shoqata Dietetike Britanike e quajti atë një nga "5 dietat më të këqija të të famshëmve për t'u shmangur në 2018".[42]

Burimi

Shumica e karbohidrateve dietike përmbajnë glukozë, ose si bllokun e tyre të vetëm ndërtues (si në polisaharidet niseshte dhe glikogjen), ose së bashku me një monosakarid tjetër (si në hetero-polisakaridet saharozë dhe laktozë).[43] Glukoza e palidhur është një nga përbërësit kryesorë të mjaltit. Glukoza është jashtëzakonisht e bollshme dhe është izoluar nga një shumëllojshmëri burimesh natyrore në të gjithë botën, duke përfshirë konet mashkullore të pemës halore Wollemia nobilis në Romë, [44] rrënjët e bimëve Ilex asprella në Kinë, [45] dhe kashtët nga orizi në Kaliforni.[46]

Metabolizmi

Metabolizmi i karbohidrateve është një seri procesesh biokimike përgjegjëse për formimin, zbërthimin dhe ndërthurjen e karbohidrateve në organizmat e gjallë.

Karbohidrati më i rëndësishëm është glukoza, një sheqer i thjeshtë (monosakaridi) që metabolizohet nga pothuajse të gjithë organizmat e njohur. Glukoza dhe karbohidratet e tjera janë pjesë e një shumëllojshmërie të gjerë të rrugëve metabolike nëpër specie: bimët sintetizojnë karbohidratet nga dioksidi i karbonit dhe uji me anë të fotosintezës duke ruajtur energjinë e përthithur brenda, shpesh në formën e niseshtës ose lipideve. Komponentët e bimëve konsumohen nga kafshët dhe kërpudhat dhe përdoren si lëndë djegëse për frymëmarrjen qelizore. Oksidimi i një gram karbohidrati jep përafërsisht 16 kJ (4 kcal) energji, ndërsa oksidimi i një gram lipide jep rreth 38 kJ (9 kcal). Trupi i njeriut ruan midis 300 dhe 500 g karbohidrate në varësi të peshës trupore, me muskujt skeletorë që kontribuojnë në një pjesë të madhe të ruajtjes.[48] Energjia e marrë nga metabolizmi (p.sh., oksidimi i glukozës) zakonisht ruhet përkohësisht brenda qelizave në formën e ATP.[49] Organizmat e aftë për frymëmarrje anaerobe dhe aerobe metabolizojnë glukozën dhe oksigjenin (aerobik) për të çliruar energji, me dioksid karboni dhe uji si nënprodukte.

Katabolizmi

Katabolizmi është reaksioni metabolik të cilit qelizat i nënshtrohen për të zbërthyer molekula më të mëdha, duke nxjerrë energji. Ekzistojnë dy rrugë kryesore metabolike të katabolizmit të monosakarideve: glikoliza dhe cikli i acidit citrik.

Në glikolizë, oligo- dhe polisaharidet ndahen së pari në monosakaride më të vogla nga enzimat e quajtura hidrolaza glikozide. Njësitë monosakaride më pas mund të hyjnë në katabolizmin e monosakarideve. Një investim 2 ATP kërkohet në hapat e hershëm të glikolizës për të fosforiluar glukozën në glukozë 6-fosfat (G6P) dhe fruktozë 6-fosfat (F6P) në fruktozë 1,6-bifosfat (FBP), duke e shtyrë kështu reagimin përpara në mënyrë të pakthyeshme. 48] Në disa raste, si tek njerëzit, jo të gjitha llojet e karbohidrateve janë të përdorshme pasi enzimat e nevojshme tretëse dhe metabolike nuk janë të pranishme.