تجربه بالاتر از علم است.

تاریخچه

اصطلاح بیولوژی (به انگلیسی: biology) از واژه یونانی βίος- بیوس «به معنی زندگی»، و پسوند λογία- لوژیا «به معنی مطالعه چیزی»، مشتق شده‌است. این واژه در آلمان در اوایل سال ۱۷۹۱ ممکن است از پسین‌سازی واژه قدیمی‌تر دوزیستان‌شناسی با حذف واژه دوزیستان، به وجود آمده باشد.

فرم لاتین این اصطلاح نخستین بار در ۱۷۳۶ زمانی که کارل لینه، از واژه biologi در کتاب Bibliotheca botanica خود استفاده کرد، ظاهر شده است.

اگرچه زیست‌شناسی در قالب مدرن خود پیشترفت‌های بسیاری یافته‌است، اماعلوم مرتبط و وابسته به آن، از زمان‌های قدیم مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. فلسفه طبیعی در اوایل تمدن‌های باستانی میان‌رودان، مصر، شبه‌قاره هند و چین مورد مطالعه قرار گرفت. با این حال، ریشه‌های زیست‌شناسی مدرن و گرایش به مطالعه طبیعت اغلب به یونان باستان برمی‌گردد. در حالی که مطالعه رسمی پزشکی به بقراط (حدود ۴۶۰ سال قبل از میلاد – حدود ۳۷۰ سال قبل از میلاد) برمی گردد، اما ارسطو (۳۲۲ سال قبل از میلاد – ۳۸۴ پیش از میلاد) گسترده‌ترین سهم را برای توسعه زیست‌شناسی به کار گرفت. نقش برجسته او در تاریخچه جانوران و کارهای دیگری با تکیه بر طبیعت‌گرایی، و فعالیت‌های تجربی دیگری که بر روی علت و معلولی زیستی و تنوع زندگی متمرکز بود، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. ثئوفراستوس جانشین ارسطو در لیسه، سلسله کتاب‌هایی در زمینه گیاه‌شناسی نوشت که تا به امروز سالم مانده‌اند و به عنوان مهم‌ترین سهم از دوران باستان و حتی قرون وسطی از علوم گیاهی به حساب می‌آید.

دانشمندان قرون وسطی جهان اسلام که در مورد زیست‌شناسی کتاب نوشته‌اند شامل جاحظ (۸۶۹-۷۸۱)، ابوحنیفه دینوری (۸۹۶-۸۲۸)، که در مورد گیاه‌شناسی کتاب نوشته است، و رازی (۹۲۵-۸۶۵) که در مورد کالبدشناسی و فیزیولوژی کتاب نوشته است، می‌باشند. دانش پزشکی با تحقیقات دانشمندان اسلامی در مورد سنت‌های فیلسوف یونانی، به خوبی مطالعه شده است، در حالیکه تاریخ طبیعی، تفکر ارسطو را به خصوص در حفظ سلسله مراتب ثابت زندگی، به شدت جذب کرده بود.

زیست‌شناسی با ساخت میکروسکوپ آنتونی وان لیوون هوک، شروع به رشد و پیشرفت سریع کرد. اینگونه بود که دانشمندان اسپرم، باکتری، مژه‌داران و تنوع زندگی میکروسکوپی را کشف کردند. تحقیقات انجام شده توسط جان سوامردام منجر به اطلاعات جدید در حشره‌شناسی شده و به توسعه روش‌های اساسی کالبدشکافی میکروسکوپی و رنگ آمیزی کمک بسیاری کرده است.

پیشرفت در تکنیک‌های میکروسکوپی تاثیر بسیاری در تفکرات زیست‌شناسی داشت. در آغاز سده ۱۹، تعدادی از زیست‌شناسان به اهمیت سلول اشاره کردند. سپس، در ۱۸۳۸، اشلایدن و تئودور شوان شروع به ترویج ایده‌های کنونی جهانی کردند که شامل این موارد بودند: (۱) واحد اصلی موجودات زنده سلول می‌باشد و (۲) سلول‌های هر موجود تمام ویژگی‌های زندگی را دارد، اگرچه آنها با این ایده مخالف بودند که (۳) همه سلول‌ها از تقسیم دیگر سلول‌ها به وجود می‌آیند. به لطف کارهای رابرت ریمارک و رودولف فیرخو، در ۱۸۶۰ بیشتر زیست‌شناسان همه سه اصولی را که به عنوان نظریه یاخته شناخته می‌شد، قبول کردند.

در همین هنگام، طبقه‌بندی موجودات زنده و رده‌بندی آن ها عامل تمرکز تاریخ‌دانان طبیعی شد. کارل لینه، طبقه‌بندی اساسی برای جهان طبیعی را در سال ۱۷۳۵ (گونه‌هایی که تا آن زمان شناخته شده بودند) منتشر کرد، و در سال‌های ۱۷۵۰ نام‌های علمی را برای تمام گونه‌های خود معرفی کرد.ژرژ-لوئی لکرک کنت دو بوفون، جانوران را به عنوان طبقه‌بندی‌های مصنوعی و گونه‌های زنده را به عنوان تطبیق‌پذیر معرفی کرد – حتی پیشنهاد داد که آن ها احتمالاً از نسب مشترک هستند. اگرچه او با فرگشت مخالف بود، بوفون یک چهره کلیدی در تاریخچه اندیشه فرگشتی بود چرا که کارهایش بعدها بر نظریه‌های فرگشتی لامارک و داروین تاثیر گذاشت.

آغاز جدی اندیشه فرگشتی با آثار ژان-باتیست لامارک می‌باشد، که برای نخستین بار یک نظریه منسجم از فرگشت را ارائه کرد.او فرض کرد که فرگشت نتیجه فشارهای محیطی بر ویژگی های جانوران می‌باشد، به این معنی که هرچه یک عضو بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد، پیچیده‌تر و کارآمدتر می‌شود، بنابراین جانور با محیط خود سازگار می‌شود. لامارک اعتقاد داشت که این صفات به دست آمده می‌تواند به فرزندان منتقل شود، و آنها را کامل کرده و توسعه دهد.با این حال، این زیست‌شناس بریتانیایی چارلز داروین بود که روش‌های جغرافیایی زیستی هومبولت، زمین‌شناسی مبتنی بر شکل‌گیری یکتای چارلز لایل، نوشته‌های رشد جمعیت رابرت مالتوس، و تخصص ریخت‌شناسی و مشاهدات طبیعی خود را ترکیب کرد، و با موفقیت نظریه فرگشت بر پایه سازوکار انتخاب طبیعی را ارائه داد. دلایل و شواهد مشابه نیز، آلفرد راسل والاس را به طور مستقل به همان نتایج رسانید.هرچند که این موضوع باعث بحث فراوان شد (که تا امروز نیز ادامه دارد)، اما نگره ی داروین به سرعت از طریق جامعه علمی گسترش یافته و به زودی به یک اصل مرکزی در سرعت توسعه علم زیست‌شناسی تبدیل شد.

کشف دلیل فیزیکی روی دادن وراثت همزمان با کشف اصول فرگشتی و ژنتیک جمعیت شد. در سال‌های ۱۹۴۰ و اوایل سال‌های ۱۹۵۰، آزمایش‌ها به دی ان ای به عنوان بخشی از کروموزوم اشاره کردند که واحدهای صفاتی را حمل می‌کنند که به نام ژن شناخته می‌شوند. تمرکز بر روی انواع جدیدی از مدل‌های موجودات زنده مانند ویروس‌ها و باکتری‌ها، همراه با کشف ساختار مارپیچ دو رشته‌ای دی ان ای در ۱۹۵۳، راه را برگزار به ژنتیک مولکولی باز کردند. از سال‌های ۱۹۵۰ تا زمان حال، زیست‌شناسی در حوزه مولکولی بسیاری گسترده شده است. رمز ژنتیکی توسط هار گوبیند کورانا، رابرت دبلیو. هالی و مارشال وارن نایرنبرگ بعد از درک اینکه دی ان ای از واحدهایی به نام کودون تشکیل شده است، شکسته شد. در نهایت، پروژه ژنوم انسان در سال ۱۹۹۰ با هدف ترسیم نقشه ژنتیکی انسان به طور کلی راه‌اندازی شد. این پروژه در اصل در سال ۲۰۰۳ تکمیل شد، و تجزیه و تحلیل بیشتر آن هنوز در حال انتشار است. پروژه ژنوم انسان نخستین تلاش جهانی در ترکیب دانش زیست‌شناسی عملکردی، با تعریف مولکولی برای توضیح چگونگی کارکرد بدن انسان و دیگر موجودات بود.

نگاه اجمالی

خون 7 الی 8 درصد وزن بدن را تشکیل می‌دهد و حجم آن در یک فرد بالغ بطور متوسط 5 لیتر می‌باشد. خون به واسطه گردش در داخل رگهای خونی عامل اصلی توزیع مواد غذایی ، اکسیژن و حرارت در بدن و انتقال دی‌اکسید کربن و مواد زاید حاصل از فعالیت سلولها از بافتها به ارگانهای دفعی است. خون همچنین هورمونهای مترشحه از غدد داخلی را به ارگانهای مورد نظر حمل می‌کند.

خون در خارج از بدن منعقد شده و سلولها و مواد غیر محلول آن به صورت توده‌ای نسبتا سفت به نام لخته خون (Blood clot) درمی‌آید. و قسمت محلول آن به صورت مایعی زرد و روشن به نام سرم (Serum) از آن جدا می‌گردد. برای جلوگیری از انعقاد خون ، به منظور مطالعات خونی ، مقداری هپارین (یک ماده ضد انعقاد) یا سیترات به آن افزوده می‌شود. در این حالت اگر اجازه داده شود سلولهای خونی ته نشین شوند ، ملاحظه خواهد شد از نظر حجمی حدود 55 درصد خون از پلاسما و 45 درصد آن از سلولهای خونی تشکیل شده است. سلولهای خونی شامل گویچه های قرمز ، گویچه های سفید و پلاکتها هستند.

پلاسمای خون

پلاسما 55 درصد خون را تشکیل می‌دهد. مایعی است که 91 درصد آن را آب ، 7 درصد آن را پروتئینها ، یک درصد آن را املاح معدنی و یک درصد بقیه را ویتامینها ، مواد قندی و مواد لیپیدی ، هورمونها و اسیدهای آمینه تشکیل می‌دهند.

پروتئینهای عمده پلاسما

آلبومین پروتئین اصلی خون می‌باشد که بوسیله کبد ساخته می‌شود و مهمترین وظیفه آن حفظ فشار اسمزی خون می‌باشد. در ضمن در حمل مواد غیر معمول در آب ، نظیر اسیدهای چرب آزاد نقش عمده‌ای دارد. فیبرینوژن ، پروتئینی است که در کبد سنتز می‌شود. و پس از تبدیل شدن به فیبرین در انعقاد خون شرکت می‌کند. گلوبینها از نظر وزن مولکولی به سردسته گاما گلبولینها ، بتا گلبولینها و آلفا گلبولینها تقسیم می‌شوند. که مهمترین آنها گاما گلبولینها هستند که به آنتی بادیها یا ایمونو گلبولینها نیز مشهورند.

گلبول‌های قرمز (Erthrocytes)

به سلولهای قرمز خون مشهورند. و بیشترین سلولهای خونی را تشکیل می‌دهند. سلولهایی بدون هسته و مقعر‌الطرفین هستند. در شرایط طبیعی قطر آنها بطور متوسط 7.5 میکرون می‌باشد. اگر اندازه سلول کوچکتر از 6 میکرون باشد میکروسیت و اگر بزرگتر از 9 میکرون باشد، ماکروسیت نامیده می‌شوند. حضور گویچه‌های قرمز با اندازه‌های مختلف در خون را آنیزوسیتوزیس Anisicytosis و حضور گویچه‌های قرمز با اشکال متفاوت در خون را پوی کیلو سیتوزیس Poikilocytosis می‌نامند. که در حالات مرضی دیده می‌شوند.

تعداد گویچه‌های قرمز در حالت طبیعی در خون زنان 3.6 تا 5.5 میلیون در هر میکرولیتر و در خون مردان 4.1 تا 6 میلیون در هر میکرولیتر می‌باشد. نسبت حجم سلولهای خون به کل خون برحسب درصد را هماتوکریت می‌نامیم. هماتوکریت در زنان سالم و بالغ 45 - 35 درصد و در مردان سالم و بالغ 50 - 40 درصد می‌باشد.

ساختمان و کار گلبولهای قرمز

گلبولهای قرمز سلولهایی مقعرالطرفین و قابل انعطاف هستند که ضمن عبور از مویرگها بهم چسبیده و به صورت میله‌ای استوانه‌ای درمی‌آیند که رولکس (Rouleaux) نامیده می‌شود. شکل ویژه و انعطاف پذیری زیاد گویچه‌های قرمز را به پروتئینهای محیطی ویژه‌ای نسبت می‌دهند که به سطح داخلی غشای اریترویسیتها چسبیده‌اند. برخی از بیماریهای ارثی خون مانند کروی یا بیضی شکل بودن گویچه‌های قرمز از نقص پروتئینهای فوق ناشی می‌گردد.

غشای این سلولها همچنین حاوی رسپتورهای مربوط به گروههای خونی می‌باشد. گویچه‌های قرمز خون حاوی مولکول پیچیده‌ای به نام هموگلوبین می‌باشد. که از یک قسمت پروتئینی به نام گلوبین و یک رنگ دانه آهن‌دار به نام «هم» تشکیل شده است. گلوبین مرکب از 4 زنجیره پلی‌پپتیدی است که به هر زنجیره یک پورفیرین آهن‌دار متصل شده است. هموگلوبین به علت داشتن آهن که در حالت احیا شده می‌باشد. می‌تواند با اکسیژن و دی‌اکسید کربن ترکیب شده و به ترتیب آهن ، هموگلوبین و کربامینو هموگلوبین تشکیل دهد.

با توجه به بالا بودن فشار اکسیژن در ریه ها ، اکسی هموگلوبین در ریه‌ها تشکیل شده و پس از رسیدن به بافتها ، اکسیژن جدا شده و دی‌اکسید کربن به آن متصل می‌گردد. بدین ترتیب امکان حمل اکسیژن از ریه به بافتها و دی‌اکسید کربن از بافتها به ریه امکان‌پذیر می‌گردد.عمر گلبولهای قرمز 120 روز می‌باشد. و پس از پایان این مدت بوسیله ماکروفاژهای طحال ، کبد و مغز استخوان فاگوسیته می‌شوند. کاهش تعداد گویچه‌های قرمز در خون را کم خونی Anemia و افزایش گویچه‌های قرمز در خون را پلی سیتمی Polycytemia می‌نامند.

گویچه‌های سفید خون

لکوسیتها یا گویچه‌های سفید خون بر اساس حضور یا عدم حضور گرانولهای اختصاصی در سیتوپلاسم خود به دو دسته گرانولوسیتها یا دانه‌دارها و آگرانولوسیتها یا بدون دانه‌ها تقسیم بندی می‌شوند. لکوسیتها در مقایسه با اریتروسیتها سلولهایی هسته‌دار و متحرک هستند. گرانولوسیتها بر اساس رنگ پذیری گرانولهای اختصاصی آنها به سه دسته نوتروفیلها ، اسیدوفیلها و بازوفیلها تقسیم می‌گردند. آگرانولوسیتها به دو دسته لنفوسیتها و مونوسیتها تقسیم می‌شوند.

نوتروفیلها فراوان‌ترین لکوسیتها در خون می‌باشند و در عفونتهای باکتریایی مقدار آنها افزایش می‌یابد. اسیدوفیلها یا ائوزینوفیلها بیشتر پاسخهای آلرژیک را کنترل می‌کنند. لنفوسیتها که به دو دسته لنفوسیت B و A تقسیم می‌شوند نقش عمده‌ای در دستگاه ایمنی بدن دارند. تحت شرایط بالینی از جمله التهابات عفونی و غیر عفونی ، بیماری سل و بیماریهای قارچی و برخی از سرطانها تعداد مونوسیتهای خون افزایش می‌یابد.

پلاکتها (Plackets)

اجسام کروی یا بیضوی کوچکی به قطر 4 - 2 میکرون هستند که از قطعه قطعه شدن سیتوپلاسم سلولهای بزرگی به نام مگا کاریوسیت (Mega karyocytes) در مغز استخوان حاصل می‌شود، فاقد هسته‌اند. با وجود این در مهره داران پست سلولهای هسته داری به نام ترومبوسیت معادل پلاکت می باشد. پلاکتها را ترومبوسیت نیز می نامند. تعداد پلاکتها 400 - 200 هزار در هر میکرولیتر خون می باشد. و عمر آنها 11 - 8 روز می باشد. هر پلاکت توسط غشایی غنی از گلیلو پروتئین محصور شده و بررسیها بیانگر وجود آنتی ژنهای گروههای خونی ABO در غشای پلاکتها می باشد.

کار اصلی پلاکت جلوگیری از خونریزی است. که این عمل با چسبیدن پلاکتها به همدیگر و محل آسیب دیده رگ و ترشح مواد دخیل در انعقاد انجام می‌گیرد. تحریک پلاکتها در محل آسیب عروقی باعث ترشح ADP می‌گردد که ADP چسبیده به سطح پلاکت موجب چسبیدن پلاکتها بهم و تشکیل توده پلاکتی را می‌کند که به صورت درزگیر عمل کرده و از ادامه خونریزی جلوگیری می‌کند. همزمان با ترشح ADP ، سروتونین و ترومبوبلاستین پلاکتی نیز ترشح می‌گردد. که اولی باعث انقباض عروق و دومی باعث تبدیل پروترومبین به ترومبین می‌شود. ترومبین ، فیبرینوژن محلول پلاسما را به فیبرین غیر محلول تبدیل می‌نماید که سلولهای خونی در لابه‌لای توری ظریف حاصل از فیبرین گرفتار شده و لخته تشکیل می‌گردد.

دُلفین‌ها پستاندارانی دریازی از راسته آب‌بازسانان هستند که رابطه نزدیکی با نهنگ‌ها و گرازماهی‌ها دارند. اجداد این جانوران جفت‌سمانی بودند که نزدیک به ۵۰ میلیون سال پیش برای پیدا کردن غذا از خشکی به دریا وارد شدند. به صورت تقریبی ۴۰ گونه دلفین وجود دارد که در ۱۷ سرده گوناگون رده‌بندی شده‌اند.

بدن دلفین‌ها در طی میلیون‌ها سال به تدریج برای زندگی در آب تطابق یافته است. دلفین‌ها و دیگر آب‌بازسانان برای حرکت در آب باله دارند و دمشان همچون ایجادکننده پیش‌رانش کار می‌کند. بدنشان نیز به گونه‌ای است که برای شنای هر چه سریع‌تر در آب و ماندگاری برای مدت زمان بیشتر در آن با یک بار نفس‌گیری مناسب است. نیاز به پدید آوردن سامانه‌های عصبی پیشرفته برای پژواک‌یابی در آب باعث شده است که دلفین‌ها مغزهای بزرگ و به نسبت پیچیده‌تری به دست آورند. چنین چیزی توانایی‌های ادراکی بالایی به آن‌ها بخشیده که باعث شده است در میان بعضی از آن‌ها، گونه‌ای فرهنگ نمودار باشد.

آن‌ها همانند بسیاری دیگر پستانداران فرزندانشان را زنده به دنیا می‌آورند و به آن‌ها شیر می‌دهند. زیستن گروهی در بسیاری از انواع دلفین‌ها به آن‌ها کمک می‌کند تا خطرات زندگی در طبیعت را برای خود و فرزندانشان کمینه سازند. آن‌ها از توانایی‌هایی چون تولید سونار و شنوایی بسیار قوی برای یافتن طعمه‌هایشان بهره می‌گیرند. غذای این جانوران را ماهی و سرپایان تشکیل می‌دهند. نهنگ قاتل اما تنها دلفینی است که پستانداران دریایی بزرگ را نیز شکار می‌کند.

اعضای دو گروه عمده دلفین‌های اقیانوسی و دلفین‌های رودخانه‌ای در همه آب‌های آزاد جهان و همچنین در بعضی رودخانه‌های در امتداد آب شیرین یافت می‌شوند. به دلیل توانایی‌های هوشی بالا، ظاهر دوستانه، و جنب و جوش همیشگی‌شان، دلفین‌ها از گذشته در طول تاریخ توجه انسان‌ها را به خود جلب کرده‌اند. آن‌ها نه تنها در فرهنگ و هنر آدمیان حضور پیدا کرده‌اند، که انسان‌ها از دلفین‌ها برای کاربردهای گوناگونی چون یافتن ماهی، مین‌یابی، و حتا خوردن گوشتشان بهره گرفته‌اند

جذب آن در خون به صورت یون کلسیم واز دیواره روده صورت می‌گیرد. عامل افزایش جذب کلسیم ویتامین D است، به همین دلیل قرصهای مکمل کلسیم معمولاً دارای ویتامین D نیز می‌باشد. بنابراین اگر منابعی را که دارای این ۲ ماده‌است مصرف کنید کلسیم موجود در آنها بهتر جذب می‌شود. در صورتی که در غذا ماده‌ای به نام اگزالات باشد، جذب کلسیم آن کاهش می‌یابد و به همین دلیل است که کلسیم اسفناج و چغندر، به خوبی کلسیم شیر جذب نمی‌شود. اسید فیتیک موجود درسبوس گندم نیز جذب Ca را کاهش می‌دهد ولی این مسأله زمانی اثر گذار است که مصرف آن بسیار زیاد باشد، مثل گیاهخواران مطلق. دریافت کلسیم کافی، آثار مثبتی در کاهش فشار خون افراد مبتلا به فشار خون دارد. تنظیم میزان کلسیم بدن، برعهده هورمونهایی است که از غده تیروئید ترشح می‌شوند.

عوارض کمبود کلسیم

 ازسوی دیگر محققین، یکی از علت‌های بروز بیماری آلزیمر را رسوب یون‌های آلومینیوم در مغز عنوان می‌کنند.

تا چند دهه پیش، مردم کشور ما رسم داشتند برای پخت غذا مخصوصاً خورشت و آش از قابلمه‌های مسی استفاده می‌کردند و یک کفگیر آهنی داشتند به نام حسوم که موقع پخت غذا دائم درون آن قرار می‌گرفت ...

هیچ‌کس نمی‌دانست چرا باید این کفگیر درون قابلمه مسی قرار بگیرد، فقط می‌دانستند برای پخت غذا خیلی لازم می‌باشد.

داستان از این قراره که بدن (مخصوصاً مغز) برای سلامت و نشاط و کنترل اسیدلاکتیک و کورتیزول به ٦ میلیارد یون مس نیاز دارد و به همین نسبت یون آهن.

کمبود یون مس باعث میشه شما دائم احساس رخوت و خواب آلودگی و کسالت کنید. در ضمن هیچ فابریکه داروئی نمی‌تونه از یون یک عنصر برای شما تابلت تهیه کنه ... و اونی که مثلاً به اسم تابلت آهن به خورد شما می‌دهند شامل مولکول آهن هست که برای بدن هیچ کاربردی نداره.

ولی تا این جا بدونید که غذا موقع پخت در درون قابلمه مسی، از یون آزاد شده این ظرف استفاده می‌کند و در بدن شما فوق‌العاده احساس نشاط و انرژی ایجاد می‌‌کند و باعث طول عمر مفید و سلامتی جسمی میشود.

اکنون که ظرف‌های استیل و تفلون وارد بازار شده و مردم مدعی هستند غذا زود می‌پزدو به کف ظرف نمی‌چسبد. ولی مردم خبر ندارند که همین یون‌های مضر در این ظروف عامل سرطان هستند و به راحتی یون سرب و آلمینیوم و ... می‌تونند در جا، یک کودک ٦ ماهه را ظرف یک سال به بیماری‌های کمبود خونی و سرطان و یک فرد بزرگسال را در طی ٥ سال به بیماری‌های کبدی و خونی و طحال دچار کند و بعدش هم سرطان.

اکنون داکتران پیشنهاد می‌کنند که حتماً برای پخت غذا (مخصوصاً غذاهای آبکی) از قابلمه مسی و کفگیر آهنی استفاده کنند

ویتامینها ترکیبات آلی هستند که به مقدار خیلی جزئی برای سوخت و ساز مواد غذایی و اعمال حیاتی بدن و رشد و نمو و تندرستی ضرورت دارند. تغذیه ناقص و رژیم غذایی نامناسب سبب کمبود یا فقدان یک یا چند ویتامین می‌شود و به بیماری‌های مختلف مانند بری بری و پلاگر می‌انجامد.

ویتامینها سبب تسهیل دگرگشت (سوخت و ساز بدن)، اسیدهای آمینه، چربی‌ها و کربوهیدرات‌ها می‌شوند و رشد و نمو و ترمیم سلولهای بدن را میسر می‌سازند. برخی از ویتامینها سبب جذب مواد غذایی در روده می‌شوند و بعضی نیز به عنوان کاتالیزور عمل می‌کنند. عمل آنها بر روی بافتهای اپی تلیال و همچنین استخوان بوده و در مجموع هر کدام از آنها از بروز یک عارضه جلوگیری می‌کند.

کلمهٔ ویتامین از واژه یونانی ویتا به معنی «زندگی» است. فونک نام Vitalamine، یعنی آمینی که حیاتی بوده و برای ادامه زندگی ضرورت دارد، را به موادی که سبب بهبود بیماری بری بری می‌شد و از گروه آمین بوده اطلاق کرد. پس از آنکه معلوم شد بسیاری از ویتامینها از گروه آمین نیستند حرف e از آخر واژه ویتامین حذف و واژه Vitamin مورد قبول واقع شد

.انواع

ویتامینها را به دو دسته مهم، شامل ویتامینهای محلول در آب و ویتامینهای محلول در چربی، تقسیم کرده‌اند. ویتامین E، ویتامین K، ویتامین D، ویتامین A را محلول در چربی و ویتامین C و ویتامین‌های گروه B را محلول در آب دانسته‌اند.

علاوه بر مواد معدنی، ویتامینها نیز مورد نیاز بدن هستند؛ زیرا بدون حضور آنها در غذا، سلامتی و تعادل اعضای بدن ناپایدار می‌شود و در اعمال حیاتی اختلالاتی ایجاد می‌گردد و عوارضی بروز می‌کند که گاه منجر به مرگ می‌شود.

ویتامین‌ها سوخت و ساز بدن را تنظیم می‌کنند و تنها کمبود یک ویتامین می‌تواند، تمام بدن انسان را به مخاطره اندازد. بیشتر ویتامین‌ها از منابع اصلی طبیعی استخراج می‌شوند.

مقدار مصرف ویتامین‌ها

گرچه هر ویتامینی به مقدار بسیار اندکی برای رفع نیاز بدن کافی است، ولی باید گفت که نگرانی مردم از کمبود ویتامین، چندان هم بی‌پایه نیست. غذایی که می‌خوریم اگر متنوع باشد، ویتامین‌های ضروری را خود به خود به بدنمان می‌رساند (گویا فقط به استثنای ویتامین د)؛ اما اشکال این است که بسیاری از مردم در انتخاب خوراک خود، عاقلانه رفتار نمی‌کنند؛ یعنی رعایت نمی‌کنند که غذایشان متنوع باشد. همچنین از غذاهای اساسی و مهمی که ویتامین‌ها را برایشان تأمین کند، غافلند. به چنین افرادی باید مقداری ویتامین اضافی بخورانیم تا جبران کمبودشان بشود. بسیاری از ویتامین‌ها قابل ذخیره شدن در بدن نیستند؛ از این‌رو می‌توان گفت که بدن ویتامین‌های افزون بر نیاز خود را به راحتی دفع می‌کند. با این وصف اگر بخواهیم پیوسته یک یا چند ویتامین خاص را به افراط وارد بدن بکنیم، کاری زیان‌بخش خواهد بود. این گفته به ویژه درباره ویتامین آ و ویتامین د کاملاً صحت دارد. پس نباید دایماً از کپسول یا شربت ویتامین آ و ویتامین د استفاده کرد. چه غذاهایی چه ویتامین‌هایی را فراهم می‌آورند؟ اکنون نگاهی سریع به خواص ویتامین‌ها و غذاهایی که آن‌ها را برایمان تأمین می‌کنند، خواهیم افکند. ویتامین «آ» برای سلامت چشم، پوست، دندان و استخوان‌ها مفید است. آن را می‌توان از تره‌بار سبز و برگ‌دار، تره‌بار زرد، میوه‌ها، تخم‌مرغ، جگر و کره به‌دست آورد. ویتامین «ب ـ ۱» برای دستگاه گوارش و اعصاب مفید است و مانع پیدایش برخی بیماری‌ها می‌شود. آن را در نان کامل، جبوبات و جگر خواهید یافت. ویتامین «ب ـ ۲» در شیر، تخم‌مرغ، سبزیجات و گوشت بی‌چربی یافت می‌شود. ویتامین «ث» مدد بخش بافت‌ها، استخوان‌ها و دندان‌هاست و در میوه‌های ترش، گوجه‌فرنگی و کدوی خام وجود دارد.

انواع ویتامین

انواع ویتامین‌ها:

ویتامین آ

ویتامین ث

ویتامین دی

ویتامین ای

ویتامین کا

ویتامین اف ۱

انواع ویتامین‌های گروه ب:

ویتامین ب۱ یا تیامین ویتامین

ویتامین ب۲ یا ریبوفلاوین

ویتامین ب۳ یا نیاسین

ویتامین ب۵ یا نیکوتینامید

ویتامین ب۶ یا پیریدوکسین

ویتامین ب۹ یا اسید فولیک

ویتامین ب۱۲ یا کوبالامین

پروتئینها مواد آلی بزرگ و یکی از انواع درشت‌ملکول‌های زیستی هستند که از زیرواحدهایی به نام اسید آمینه ساخته شده‌اند. پروتئین‌ها مانند زنجیری از یک کلاف سه‌بعدی بسپارهایی هستند که از ترکیب اسیدهای آمینه حاصل می‌شوند. اسیدهای آمینه مثل یک زنجیر خطی توسط پیوند پپتیدی میان گروه‌های کربوکسیل و آمین مجاور به یکدیگر متصل می‌شوند تا یک پلی پپتید را به وجود بیاورند. ترتیب اسیدهای آمینه در یک پروتئین توسط ژن مشخص می‌شود. اگرچه کد ژنتیک ۲۰ تا اسید آمینه استاندارد را معرفی می‌کند، در بعضی از اندامگان‌ها (ارگانیسم‌ها) کد ژنتیک شامل سلنوسیستئین و در بعضی از آرکی‌باکتری‌ها پ یرولزین می‌باشد. گاهی در پروتئین‌ها دگرگونی به وجود می‌آید: یا قبل از آنکه پروتئین بتواند به وظایفش در یاخته عمل کند و یا به عنوان قسمتی از مکانیسم بازرسی. پروتئین‌ها معمولاً به یکدیگر می‌پیوندند تا یک وظیفه‌ای را با یکدیگر انجام دهند که این خود باعث استوار شدن پروتئین می‌شود. چون ترتیب‌های نامحدودی در توالی و طول زنجیره اسید آمینه‌ها در تولید پروتئین‌ها وجود دارد، از این رو انواع بی‌شماری از پروتئین‌ها نیز می‌توانند وجود داشته باشند

پروتئین‌های درون‌یاخته‌ای در بخشی از یاخته به نام ریبوزوم توسط آران‌ای (RNA) ساخته می‌شوند.ساختار پروتئین، و یا ساختمان پروتئین به ساختاری گفته می‌شود که پروتئین به خود می‌گیرد. پروتئین دارای چهار ساختار می‌باشد.

ساختار اول: به توالی پروتئین که به صورت رشته‌ای از اسیدهای آمینه می‌باشد گفته می‌شود. پروتئین‌ها پلی‌مرهایی خطی از اسیدهای آمینه هستند که با پیوند پپتیدی بهم متصل شده‌اند.

ساختار دوم: به نظم‌های موضعی گفته می‌شود که پروتئین در حین تاشدگی به خود می‌گیرد. ساختار دوم پروتنئین‌ها خود به چند دسته تقسیم می‌شود:

ساختار دوم قسمتی از یک پروتئین؛ مارپیچ آلفا به رنگ خاکستری و صفحه بتا به رنگ قرمز نمایش داده شده

مارپیچ آلفا ساده‌ترین و انعطاف پذیرترین ترتیب، کونفرماسیونی مارپیچی و راست گرد بود به نام مارپیچ آلفا. مارپیچ آلفا یکی از ساختارهای دوم رایج در پروتئین‌هاست. مارپیچ آلفا یک مارپیچ راست‌گرد است که ساختار آن هر ۴/۵ آنگستروم یک‌بار تکرار می‌شود. در هر دو مارپیچ آلفا، ۶/۳ اسید آمینه وجود دارد. یعنی هر ۵/۱ آنگستروم یک اسید آمینه در طول مارپیچ آلفا قرار می‌گیرد. هر گروه کربوکسیل و آمین در مارپیچ آلفا با اسید آمینه‌ای با فاصله چهار تا از خود، دارای باند هیدروژنی می‌باشد و این الگو در سراسر مارپیچ، غیر از چهار اسیدآمینه در دو انتهای آن تکرار شده‌است.

صفحه‌های بتا: ساختار صفحه‌های بتا، ساختار دوم بسیارکشیده و چین‌دار می‌باشد. یکی از تفاوت‌های مهم صفحه‌های بتا با مارپیچ آلفا این است که اسیدآمینه‌هایی که معمولاً در ساختار اول زنجیره پروتئینی با فاصله زیاد از هم قرارگرفته‌اند، برای تشکیل این ساختار در مجاورت یکدیگر قرار می‌گیرند بنابراین صفحه‌های بتا تمایل به سختی داشته و انعطاف‌پذیری ناچیزی دارند. پیوندهای هیدروژنی بین‌رشته‌ای که میان گروه‌های CO یک رشته بتا و NH رشته بتای مجاور ایجاد می‌شوند، به صفحات بتا پایداری می‌بخشند و باعث می‌شوند که این صفحات ظاهری زیگزاگ داشته باشند.

ساختار سوم: حالت سه‌بعدی که پروتئین بعد از پیچش به خود می‌گیرد گفته می‌شود.

ساختار چهارم: حالت قرارگیری چند پروتئین در فضا کنار یکدیگر. بیشتر پروتئین‌ها از پیوند زنجیرهای پلی پپتیدی مشابه و یا متفاوت ساخته شده‌اند، اتصال بین زنجیرها توسط پیوندهای ضعیف تری برقرار می‌گردد. این ساختارترتیب قرارگرفتن زیر واحدهای یک پروتئین را شرح می‌دهد و نقش مهمی در توضیح چگونگی شرکت پروتئین در واکنش‌های شیمیایی دارد.

روش‌های تعیین ساختار پروتئینکشف ساختار سوم و چهارم یک پروتئین راهنمای بسیار مهمی برای تعیین کارکرد این پروتئین است. از روشهای معمول می‌توان به پراش اشعه ایکس و تشدید مغناطیسی هسته اشاره کرد<این دو روش اطلاعات اتمی خوبی دربارهٔ ساختار پروتئین مورد نظر جمع آوری می‌کنند.

پراش (تفرق) اشعه ایکس روشی برای مطالعهٔ ساختار مواد بلوری است که در سال ۱۹۱۲ میلادی توسط فون لاوه کشف شد و توسط ویلیام هنری براگ و ویلیام لورنس براگ برای بررسی بلورها بکار گرفته شد.

cryo-electron microscopy روش دیگری است برای مطالعه ساختار پروتئین که معمولاً در دمای نزدیگ به نیتروژن مایع انجام می‌شود.

بلورنگاری الکترونی (به انگلیسی: Electron crystallography)‏ روشی برای تعیین آرایش اتم‌ها در جامدات به وسیله میکروسکوپ الکترونی است. این روش می‌تواند مکملی برای بلورنگاری پرتو-ایکس روی پروتئین‌هایی (مانند پروتئین‌های غشائی) که به راحتی نمی‌توانند کریستال سه‌بعدی لازم برای این کار را تشکیل بدهند، دانست.

بانک داده پروتئین (به انگلیسی: Protein Data Bank)‏ (به اختصار PDB) منبعی برای داده‌های ساختار سه‌بعدی پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک است. این داده‌ها عموماً توسط بلورنگاری پرتو-ایکس یا بیناب‌نمایی ان‌ام‌آر به دست می‌آیند و توسط زیست‌شناس‌ها یا زیست‌شیمی‌پیشه‌ها از سراسر دنیا برای دسترس عموم آن‌جا گذاشته می‌شوند.

مغز یکی از حسّاس‌ترین و پیچیده ترین اعضای بدن انسان است که ۲ درصد از وزن بدن را تشکیل می‌دهد اما تا بیش از ۳۰ درصد کالری (انرژی) روزانه را مصرف می‌کند و بیشتر انرژی خود را از کربوهیدراتها (گلوکز خون) جذب مغز مهمترین بخش دستگاه عصبی مرکزی است و در انسان از بخشهای مختلفی مانند مخ، تالاموس، هیپوتالاموس، پل مغزی، بطنهای مغز، ساقه مغز، بادامه مغز، عقده‌های قاعده‌ای تشکیل شده است.می‌کند و این سوخت را سریع می‌سوزاند حتّی زمانیکه در خواب هستیم، مغز بیشتر از هر عضوی از بدن اکسیژن مصرف می‌کند. به نارسایی مغزی ایسکمی مغزی می‌گویند.

مغز در همه‌ی مهره‌داران و بیشتر بی مهرگان مرکز دستگاه عصبی است. تنها شماری از بی مهرگان مانند اسفنج دریایی، عروس دریایی، آب‌دزدک دریایی بالغ و ستاره دریایی مغز ندارند، حتی اگر بافت عصبی پراکنده داشته باشند. مغز در سر و معمولا نزدیک اندام‌های حسی نخستین قرار دارد. مغز مهره داران کامل ترین اندام بدنشان است. برآورد شده که درانسان معمولی قشر مغز دارای ۱۵-۳۳ بیلیون یاخته‌ی عصبی (نورون) است که هر کدام با سیناپس به چندین هزار یاخته عصبی (نورون) دیگر متصل است. این یاخته‌ها بوسیله‌ی رشته‌های پروتوپلاسمی بلندی که آسه (آکسون) نام دارد با دیگر یاخته‌ها ارتباط برقرار می‌کنند. آکسون‌ها دنباله‌ای از ضربان‌های سیگنالی را که پتانسیل عمل نام دارند تا دورترین نقاط مغز یا یاخته‌های دریافت کننده ویژه‌ی هدف در بدن حمل می‌کنند.

از نظر تکاملی زیستی، کار مغز کنترل متمرکز بر روی سایر اندام‌های بدن است. مغز با تولید الگوهای فعالیت ماهیچه‌ها یا با هدایت مواد شیمیایی تراوشی که هورمون نام دارند، بدن را کنترل می‌کند. این کنترل متمرکز سبب پاسخ سریع و هماهنگ به تغییرات محیط می‌شود. برخی انواع پایه‌ای از پاسخ مانند بازتاب (رفلکس) می‌تواند توسط طناب نخاعی یا گرهها ایجاد شود، اما کنترل پیچیده و هدفمند بر رفتارها بر پایه‌ی حس‌های ورودی پیچیده نیازمند توانایی یکپارچه سازی اطلاعات مغز فیزیک‌دان برجسته٬ آلبرت اینشتین ٬ موضوع پژوهش و جستجوهای بسیاری بوده‌است. مغز او طی هفت و نیم ساعت پس از مرگش از سر او خارج گردید. آلبرت اینشتین به عنوان یکی از بزرگ‌ترین نابغه‌های قرن بیستم به حساب می‌آمد و دلیل جلب توجه به سوی مغز وی٬ تلاش برای یافتن رابطه میان کالبدشناسی اعصاب (به انگلیسی: Neuroanatomy)‏ و هوش عمومی یا هوش ریاضیاتی بود. مطالعات انجام گرفته پیشنهاد کرده‌اند که قسمت‌هایی از مغز که مربوط به صحبت کردن و زبان هستند٬ کوچکتر و قسمت‌های مربوط به پردازش‌های عددی و فضایی (تجسم) بزرگ‌تر هستند. مطالعات دیگری ٬ نشان‌دهنده‌ی بیشتر بودن تعداد یاخته‌های گلیال در مغز اینشتین هستند.

هرچند مغز او از نظر اندازه فرقی با مغز دیگران ندارد و ۱۲۳۰گرم است.

سال ۲۰۱۲ نتیجه پژوهش مفصلی بر روی چهارده عکس منتشر نشده از مغز انشتین که از "زوایای غیر متعارف" گرفته شده بودند منتشر شدهمچنین در سال ۲۰۱۳ نتیجه پژوهش دانشمندان دانشگاه چین شرقی در شانگهای و دانشگاه ایالتی فلوریدا در آمریکا در نشریه "مغز" منتشر شد دانشمندان از بررسی عکس‌های منتشر نشده مغز انشتین (دو عکس از نیمکره‌های راست و چپ) متوجه یکی دیگر از تفاوت‌های مغز او با سایرین شدند. این تصاویر نشان می‌دهد که بخشی از مغز به نام جسم پینه‌ای (کورپوس کالوزوم) در انشتین بسیار بزرگتر از افراد عادی بوده است.

جسم پینه‌ای بزرگترین دسته رشته‌های عصبی است که دو نیمکره مغز را بهم وصل می کند؛ در واقع مهمترین راهی است که اطلاعات بین دو نیمکره مغز مبادله می‌شوند.یک مغز متمرکز است

ارزش تغذيه اي بسيار بالايي است و اكثر مواد مغذي مفيد و ضروري براي انسان را به تنهايي داراست. ولي ويژگي مخصوص ماهي كه آن را بين ساير مواد غذايي حائز اهميت خاص ساخته است، نوع چربي موجود در آن است.

ماهي و محصوماهي ماده غذايي مفيدي است كه در مناطق شمالي و جنوبي كشورمان يعني مناطقي كه در كنار دريا واقع شده‌اند، جزو مواد اصلي و اساسي برنامه غذايي مردم اين مناطق محسوب مي‌شود.

ماهي داراي لات دريايي با وجود آن كه جزو مواد غذايي حيواني هستند، ولي از نظر تركيب چربي با ساير مواد حيواني متفاوت‌اند. چربي موجود در مواد غذايي حيواني به طور عمده حاوي تركيباتي به نام اسيدهاي چرب اشباع شده هستند كه اين تركيبات موجب بالا بردن كلسترول و ساير چربي‌هاي نامطلوب خون مي‌شوند.

بنابراين افراط در مصرف چربي‌هاي حيواني، سلامت قلب و عروق را به خطر انداخته و در نهايت منجر به سكته‌هاي قلبي و مغزي مي‌شود. ولي ماهي و آبزيان با وجود آن كه از دسته مواد غذايي حيواني هستند با اين حال نوع چربي موجود در آنها مشابه مواد گياهي است و از اسيدهاي چرب اشباع نشده به نام امگا 3 در آبزيان وجود دارد كه اثرات بسيار مهمي‌در سلامت انسان به عهده دارد و در پيش‌گيري از بسياري از بيماريها و كنترل و كمك به بهبود اختلالات و عوارض مختلف نقش مهم و سازنده‌اي به عهده دارد.

جالب است بدانيم كه چربي موجود در بافت‌هاي ماهي و آبزيان تنها موجب افزايش كلسترول و ساير چربي‌هاي نامطلوب خون و عوارض قلبي و عروق كمك مؤثري نيز مي‌كند. ماهي از منابع بسيار خوب پروتئين محسوب مي‌شود. پروتئين موجود در ماهي از نظر كميت و كيفيت قابل توجه است، بدين معني كه پروتئين موجود در ماهي به شكلي است كه به آساني در دستگاه گوارش هضم و جذب مي‌شود و به طور تقريبا كامل در بدن به مصرف مي‌رسد.

کربوهیدراتها (هیدرات‌های کربن یا مواد قندی) یکی از انواع مولکول‌های زیستی هستند که از نظر شیمیایی آنها را پلی‌هیدروکسی‌آلدئید یا پلی‌هیدروکسی‌کتون می‌دانند. هیدرات‌های کربن از اتم‌های کربن، هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده‌اند. کربوهیدراتهادر بدن بیشتر به عنوان مولکول‌های ذخیره‌کننده انرژی عمل می‌کنند، اما کاربردهای ساختاری و نقش در انتقال پیام و... نیز دارند.کربوهیدرات‌های خالص شامل اتم‌های کربن، هیدروژن، و اکسیژن هستند با نسبت ملکولی ۱:۲:۱ که فرمول عمومی Cn(H۲O)n را تشکیل می‌دهند. با این وجود، خیلی از کربوهیدرات‌های مهم از این قانون مستثنی هستند (مثل دیوکسی‌ریبوز و گلیسرول که بدین ترتیب آنها را مستقیما نمی‌توان کربوهیدرات خواند.با افزایش طول زنجیر، تعداد کربن‌های با مراکز فضایی افزایش می‌یابند و بدین ترتیب تعداد زیادی دیاسترومر امکانپذیر می‌شوند. قندها ترکیبات پلی هیدروکسی کربونیل اند، از این رو می‌توانند هِمی استال‌های حلقوی پایداری ایجاد کنند، بدین ترتیب ساختارهای اضافی و تنوع شیمیایی برای این ترکیبات پدید می‌آید. گاهی {...} همراه با حذف آب بدست می‌آیند. قندهای آلدئیدی بصورت آلدوزها طبقه بندی می‌شوند. آنهایی که عامل کتونی دارند، کتوز خوانده می‌شوند. بر اساس طول زنجیر، قندها، تریوز (۳ کربنی)، تتروز (۴ کربنی)، پنتوز (۵ کربنی)، هگزوز (۶ کربنی) و غیره نامیده می‌شوند. از اینرو، ۲ و ۳ - دی هیدروکسی پروپانول (گلیسرآلدئید) یک آلدوتریوز است. در حالی که ۱ و ۳ - دی هیدروکسی پروپانون یک کتوتریوز می‌باشد.

مونوساکاریدها

مونوساکارید ها ساده ترین کربوهیدرات ها هستند که مهم ترین مونوساکارید ها هگزوزها(6کربنی)و پنتوز ها (5کربنی) هستند

مهم ترین هگزوزها

گلوکز

گلوکز، قند خون یا قند انگور (گلایکیس، در فرهنگ یونانی به معنی شیرین) که به دکستروز موسوم است، یک پنتاهیدروکسی هگزانال بوده، از اینرو در خانواده آلدوزهگزوزها جای دارد. گلوکز بصورت طبیعی در بسیاری از میوه‌ها و گیاهان با غلظتی در گستره ٪۰٫۰۸ تا ۰٫۱٪ در خون انسان وجود دارد.

فروکتوز

ایزومر کتوهگزوزی گلوکز، فروکتوز است. فروکتوز شیرین‌ترین قند طبیعی است (برخی از قندهای سنتزی شیرین‌ترند). فروکتوز نیز در بسیاری از میوه‌ها (فروکتوز در فرهنگ لاتین به معنی میوه) و در عسل وجود دارد.

گالاکتوز

قند طبیعی مهم دیگر گالاکتوز است. این قند واحد ساختاری این قند 6 کربنی می‌باشد. فرمول ساده یا تجربی برای همه قندها می‌باشد. این فرمول، هم ارز فرمول هیدرات کربن است. این یکی از دلایلی است که به این دسته از ترکیبات کربوهیدرات گفته می‌شود.

مهم ترین پنتوز ها

ریبوز و دئوکسی ریبوز که در RNA و DNA شرکت دارند

اولیگوساکاریدها

اولیگوساکارید ها کربوهیدرات هایی تشکیل شده از 2 الی 8 کربن می باشند.

دوقندی‌ها (دی ساکاریدها)

دی‌ساکارید از تشکیل دو مونوساکارید از طریق تشکیل یک پل اتری (معمول استال) بدست می‌آید. آبکافت دی‌ساکاریدها، منوساکاریدها را دوباره بدست می‌دهد.

مهم ترین دی ساکارید ها عبارتند از:

لاکتوز ( قند شیر ) = گلوکز + گالاکتوز

ساکاروز ( قند و شکر و ... ) = گلوکز + فروکتوز

مالتوز ( قند جوانه جو) = گلوکز + گلوکز

ترهالوز = گلوکز + گلوکز

سلوبیوز ( واحد تشکیل دهنده سلولز ) = گلوکز + گلوکز.

پلی‌ساکاریدها

تشکیل اتر بین یک منو و یک دی‌ساکارید یک تری‌ساکارید ایجاد می‌کند و تکرار این فرآیند نهایتا به تولید یک پلیمر طبیعی (پلی‌ساکارید) منجر می‌شود. چنین کربوهیدراتهای پلیمری، تشکیل‌دهنده اسکلت اصلی سلولز و نشاسته هستند. مهم‌ترین پلی‌ساکاریدها شامل:

نشاسته یا آمیلون

گلیکوژن

سلولز

پکتین

می‌باشند.

نشاسته کربوهیدرات ذخیره‌ای در گیاهان (سیب زمینی،، نان، برنج و...) است که از بهم پیوستن تک قندی‌ها به اشکال مختلف حاصل می‌شوند و در بدن پس از گوارش مالتوز تبدیل شده و سرانجام به تک‌قندی‌های گلوکز، فروکتوز و گالاکتوز در می‌آیند. این سه تک‌قندی جذب خون شده و پس از عبور از کبد به وسیله گردش خون در سرتاسر بدن پخش می‌گردد.

آمیلوز، پلیمر خطی گلوکز است

گلیکوژن تنها شکل ذخیره انرژی به صورت قند در بدن انسان است. مقدار ذخیره گلیکوژن در انسان ۳۵۰ گرم است. حدود ۱۰۰ یا ۱۰۸ گرم گلیکوژن در کبد است و بقیه در ماهیچه‌هاست. مقدار ذخیره گلیکوژن در بدن انسان به اندازه این است که نیازهای نصف روز انسان را تأمین می‌کند. بدین صورت که فردی گرسنه‌است و غذا نمی‌خورد، گلیکوژن کبدی، قند خون وی را تأمین می‌کند و گلیکوژن ماهیچه‌ها، نیازهای عضلانی را تأمین می‌کند. زمانی که گرسنگی دوم اتفاق می‌افتد، زمانی است که گلیکوژن کبدی تخلیه شده و گلیکوژن که تحت تأثیر زیمایه (آنزیم) فسفریلاز قرار می‌گیرد گلیکوژن کبدی است نه گلیکوژن ماهیچه.

سلولز نیز پلی‌ساکاریدی است که در گیاهان تولید می‌شود. تفاوت ساختمانی آن با نشاسته این است که در سلولز پیوندهای بتا ۱ به ۴ وجود دارد اما در روده پستانداران آنزیمی برای تجزیه آن وجود ندارد. در روده نشخوار کنندگان سلولز توسط آنزیم سلولاز که توسط باکتری‌های روده‌ای آنها تولید می‌شود تجزیه می‌شود.

سوخت‌وساز کربوهیدرات‌ها

کربوهیدرات‌ها به گلوکز تبدیل می‌شوند و گلوکز به دو طریق در بدن دگرگشت یا سوخت‌وساز (متابولیسم) هوازی می‌شود:

دگرگشت هوازی گلوکز: بدین صورت که ابتدا مولکول گلوکز می‌شکند و دو مولکول اسید پیرویک ایجاد می‌کند، اسد پیرویک دکربکسیله می‌شود و به مشتق استیل تبدیل می‌شود، مشتق استیل با کوآنزیم A ترکیب می‌شود و استیل کوآنزیم A را ایجاد می‌کند. استیل کوآنزیم A وارد چرخه کربس می‌شود و طی یک سلسله واکنش‌های پیاپی به آب، انرژی و CO۲ تبدیل می‌شود.

دگرگشت بی‌هوازی: زمانی که بدن در شرایط اضطراری قرار می‌گیرد متابولیسم بی هوازی رخ می‌دهد. مثلاً ورزشکاری که فعالیت سنگین انجام می‌دهد، قادر به تأمین کل انرژی مورد نیاز خود از طریق هوازی نیست، قسمتی از انرژی خود را از طریق بی هوازی تأمین می‌کند. یا در شرایطی که فرد در حالت خفگی قرار می‌گیرد (آب یا دود) بدن از طریق متابولیسم بی هوازی سعی در حفظ حیات می‌کند. بدین صورت که مولکول گلوکز می‌شکند، دو مولکول اسید پیروویک ایجاد می‌کند، هر مولکول اسید پیروویک احیاء می‌شود و اسید لاکتیک ایجاد می‌کند. علت اینکه اسید لاکتیک باعث گرفتگی ماهیچه یا خستگی ورزشکاران می‌شود، متابولیسم بی هوازی است. بنابراین در شرایط بی هوازی از متابولیسم گلوکز دو ATP (آدنوزین تری فسفات) و در شرایط هوازی از متابولیسم گلوکز سی و هشت ATP انرژی حاصل می‌شود. البته ممکن است تصور کنید هضم دگرگشت بی هوازی باعث تخریب انرژی می‌شود در صورتیکه اسید لاکتیک جمع شده در ماهیچه با جریان خون به کبد می‌رود و مجدداً تبدیل به گلیکوژن می‌شود و دوباره قند می‌سازد.

ساختار تمام کربوهیدرات‌ها یکسان نیست. کربوهیدراتهای ساده که در چیپس، کلوچه و نان سفید وجود دارند به سادگی هضم می‌شوند اما کربوهیدرات‌های مرکب که در میوه‌ها و سبزی‌ها و نان جو و سایر حبوبات وجود دارند به سرعت هضم نشده و درصد سوخت آنها پایین است.

کارکرد مواد قندی و نشاسته در بدن

تولید گرما : نقش اصلی و عمده این مواد تولید انرژی در بدن است. تنظیم قند خون : بدن سالم بعد از جذب قندها به وسیله اعمالی که انجام می‌دهد، مقدار آن را تا حدودی ثابت نگه می‌دارد. ذخیره در بدن : مقدار اضافی مواد قندی و نشاسته‌ای در کبد و ماهیچه‌ها به میزان معینی ذخیره و بقیه به صورت چربی در بافت چربی ذخیره می‌گردد تا در صورت لزوم، بدن بتواند به عنوان منبع انرژی از آن استفاده نماید.

فعالیت نوری قندها

به استثنا ۱ و ۳ - دی‌هیدروکسی- پروپانون، همه قندهایی که تاکنون ذکر شده‌اند، حداقل حاوی یک مرکز فضایی‌اند. ساده‌ترین قند کایرال، ۳ و ۲ - دی‌هیدروکسی پروپانون (گلیسرآلدئید) با یک کربن نامتقارن است. فرم راست‌بر آن R است، به صورتی که در طرحهای فیشر مولکول نشان داده می‌شود، انانتیومر چپ‌بر آن، S می‌باشد.

گر چه نامگذاری S و R برای نامیدن قندها کاملا رضایت بخش است، اما سیستم نامگذاری قدیمی هنوز بکار گرفته می‌شود. این سیستم نامگذاری، قبل از تدوین پیکربندی مطلق قندها متداول بوده، همه قندها را به ۲ و ۳ - دی‌هیدروکسی پروپانال (گلیسرآلدئید) مرتبط می‌سازد. در این روش بجای استفاده از S و R از پیشوند D برای انانتیومر (+) وL برای انانتیومر (-) گلیسرآلدئید استفاده می‌شود.

قندها، تشکیل‌دهنده همی‌استالهای درون مولکولی

قندها ترکیبات هیدروکسی کربونیل‌اند و بایستی قادر به تشکیل درون مولکولی همی استال باشند. در واقع گلوکز و سایر هگزوزها و پنتوزها به صورت مخلوط در حال تعادل با ایزومرهای حلقوی همی‌استال خود هستند. در این مخلوط در حال تعادل، ایزومر حلقوی همی‌استال برتر است. در اصل هر یک از پنج گروه هیدروکسی می‌توانند به گروه کربونیل آلدئید افزوده شوند. اما گرچه حلقه‌های پنج ضلعی نیز شناخته شده هستند، حلقه‌های شش ضلعی معمولاً محصول برتر می‌باشند.

گسستگی اکسایشی قندها

واکنشگری که باعث شکستن پیوند C-C می‌شود، پریدیک اسید (HIO۴) است. این ترکیب دی‌الهای مجاور را اکسایش کرده، ترکیبات کربونیل ایجاد می‌شوند. از آنجا که اغلب قندها چندین دی‌ال مجاور دارند، اکسایش با HIO۴مخلوط پیچیده‌ای ایجاد می‌کند. مقدار کافی از اکسنده، زنجیر قند را بطور کامل به ترکیبات یک کربنی تبدیل می‌کند.

از این روش برای شناسایی ساختار قندها استفاده می‌شود. مثلا از مجاورت گلوکز با ۵ اکی والان HIO۴، پنج اکی والان فرمی اسید و ۱ اکی والان فرمالدئید بدست می‌آیند. در اکسایش فروکتوز ایزومری نیز همان مقدار عامل اکسنده مصرف شده، اما محصولات، ۳ اکی والان اسید، ۲ اکی والان آلدئید و یک اکی والان دی‌اکسید هستند.

انرژی‌زایی کربوهیدرات‌ها

کربوهیدرات‌ها انرژی‌زا هستند و انجام اعمال حیاتی را تسهیل می‌نمایند، از اینرو از بهترین مواد تغذیه‌ای برای ورزشکارانند. مواد قندی و نشاسته‌ای یکی از مهم‌ترین و ارزانترین منابع انرژی در رژیم غذایی انسان بشمار می‌روند. قسمت مهمی از غذاهای مردم آسیا، آفریقا و بسیاری از نقاط جهان از مواد قندی و نشاسته‌ای تشکیل شده‌است. به علت ارزانی کربوهیدرات‌ها، اکثر مردم از آنها استفاده می‌کنند و ۴۰ تا ۵۰ درصد غذای روزانه را تشکیل می‌دهند. هنگامی که کربوهیدرات‌ها وارد بدن می‌شوند به انرژی تبدیل می‌گردند و مقدار اضافی آنها در بافتهای چربی ذخیره می‌شود. در همه نقاط دنیا یک ماده غذایی نشاسته‌ای، غذای اصلی مردم است. در بیش از ۵۰ درصد کشورهای دنیا برنج، گندم، ذرت، سیب زمینی و نان، را به عنوان غذای اصلی استفاده می‌کنند. مشتقات تک قندیها، سوریبتول است که از احیای گلوکز به دست می‌آید. ویژگی آن سرعت جذب خیلی کند است. بنابراین به طور کامل جذب نمی‌شود. سرعت کند جذب سوریبتول در چند زمینه مورد استفاده تغذیه‌ای قرار می‌گیرد: در افراد مبتلا به مرض قند که تمایل به خوردن مربا یا شربت شیرین دارند می‌توان از سوریبتول استفاده کرد. زیرا به علت جذب کند سوریبتول مقداری از این مواد وارد روده شده و توسط فلور روده تخمیر می‌شود و گاز ایجاد می‌کند.بنابراین فرد مبتلا به مرض قند می‌تواند دو قاشق مرباخوری سوربیتول بخورد و اگر مقدار زیادتری استفاده کند دچار نفخ می‌شود و اگر مقدار بیشتری استفاده کند دچار اسهال می‌شود. یکی از مشکلات افرادی که رژیم لاغری می‌گیرند، پائین آمدن قند خون و احساس گرسنگی است. بنابراین سوریبتول درست است که کربوهیدرات است اما به دلیل جذب کُند، مصرف مقدار کمی از آن می‌تواند قند خون را در حد طبیعی نگه دارد و یا در افرادی که در ذخیره سازی گلیکوژن کبدی مشکل دارند، می‌توان از این ویژگی بهره جست. مشتقات تک قندی به نام اینوزیتول، که یک هکزوز حلقوی است، معمولاً در سبوس غلات مثل نان به صورت ترکیب با شش مولکول اسید فسفوریک است که اصطلاحاً به آن اسید فیتیک می‌گویند. وقتی اسید فیتیک بدین صورت است، ارزش تغذیه‌ای ندارد زیرا قند و فسفر آن قابل استفاده نیست و در ضمن مانع جذب کلسیم و آهن غذا نیز می‌شود، اما اگر نانی مثل نان سنگک را تخمیر کنیم به وسیله خمیر ترش اسید فیتیک تجزیه می‌شود، قند و فسفر آن قابل استفاده می‌گردد و مانع از جذب کلسیم و فسفر هم نمی‌شود