السكريات المركبة الغير متجانسةHeteropolysaccharides
تسمى أيضاً بالغليكانات غير المتجانسة hetroglycans وتتألف من إتحاد جزيئات أكثر من نوع واحد من السكريات أو من مشتقات هذه السكريات .
أهم السكريات المركبة الغير متجانسة
1- همي السليلوز Hemicellulose
ينضم تحت هذه التسمية مجموعة كبيرة من السكريات المركبة البنيوية والإدخارية نباتية المنشأ .
لا تنحل في الماء ولكنها تنحل في المحاليل القلوية .
يوجد همي السليلوز hemicellulose بكميات كبيرة في الأقسام المتخشبة من النباتات ( القش و البذور و الجوز و الخشب و ساق الذرة ) وبكميات كبيرة في النخالة .
يتحلمه همي السليلوز Hemicellulose بواسطة الحموض بسرعة أكبر من حلمهة السليلوز Cellulose
ويتشكل اثناء ذلك المانوز Mannose أو الغالاكتوز Galactose أو الأرابينوز Arabinose أو الكسيلوز Xylose
ولهذا السبب تسمى السكريات المستقلة في هذه المجموعة
بالمانان Mannan وَ الغالاكتان Galactan وَ الأرابان Arabian وَ الكسيلان Xylan
المانان Mannan : تضم جزيئته حوالى 200- 400 جزيئة مانوز Mannose وقد عثر عليه في الخمائر Yeasts وفي خشب الصنوبريات من 2- 7 % . تفرز قشرة الفطور العفينة من نوع Penicillium أنواعاً من المانان Mannan و الغالاكتان Galactan المنحلين في الماء .
الغالاكتان Galactan : ينتشر على نطاق واسع في النباتات وتدخل في بنية الجدران الخلوية في القش والخشب وكثير من البذور . حيثُ تتألف جزيئة غالاكتان بذور الترمس من إتحاد حوالي 120 جزيئة beta-galactopyranosid بروابط 1-4
الكسيلان Xylan : ينتشر بكميات كبيرة في القش 28% وفي الخشب البلوط 25% وفي الأوبار النباتية .
تتالف جزيئته من إتحاد جزيئات beta-D- xylopyranosid
بروابط 1-4 تكون بشكل عام متوضعة بشكل مستقيم قد تحوي فروعاً قليلة
تحوي الكثير من سكريات همي السليلوز على متعددات الأورونيدات التي تعطي بالحلمهة Uronic acids حموض اورونية . تضم متعددات الاورونيدات هذه إما حمض الغالاكتورونيك Galactouronic acid و الكسيلوز xylose أو حمض الغالاكتورونيك Galactouronuc acid و الارابينوز Arabinose.
قش القمح مثلاً يحتوي همي سليلوز يتألف من حموض أورونية و أرابينوز و كسيلوز بنسبة 1:1:23 على الترتيب
أما همي السليلوز الموجود في ساق الذرة فيتألف من 5% حمض غلوكورونيك و95% كسيلوز
2- الصمغ Gums
يتألف الصمغ من إتحاد جزيئات الغالاكتوز Galactose وَ المانوز Mannose وَ الأرابينوز Arabinose وَ حمض الغلوكورونيك Glucouronic acid مع كمية قليلة جداً من الكسيلوز Xylose .
تفرزه أشجار الكرز والخوخ والمشمش واللوز في الاقسام المتضررة من الجذع والاغصان.
يشبه الصمغ Gums في تركيبه المواد المخاطية النباتية التي توجد بكميات كبيرة في بذور الكتان وحبوب الجودار ووجودها هو الذي يعطي اللزوجة لمطبوخ بذور الكتان المستخدم في الطب.
تتألف هذه المواد من البنتوزات Pentoses حوالي 90% حيث تعطي بالحلمهة سكريات الكسيلوز Xylose والأرابينوز Arabinose وكمية قليلة من الغالاكتوز Galactose وهي تنتفخ في الماء بسرعة وتشكل محلولاً لزجاً .
3- المواد البكتينية Pectin
توجد بكميات كبيرة في الثمار والفواكه و درنات وسوق النباتات بالأضافة لوجودها عند الأشنيات
ويعرف نوعان من المواد البكتينية المنحلة وغير المنحلة والتي تسمى عادةً طليعة البكتين
البكتين المنحل : يوجد بشكل رئيسي في عصير الفواكه والخضار مثل التفاح والحمضيات والبطيخ والشوندر وغيرها
البكتين الغير منحل ( طليعة البكتين ) : يوجد في المواد بين الخلايا وفي الجدار الاولي للخلايا النباتية النامية
من حيث البنية الكيميائية فأن أساس جميع المركبات البكتينية هو جزيئة حمض البكتيك Pectic acid والتي تتألف من سلسلة مستقيمة ناجمة عن إرتباط
جزيئات alpha-D-galactouronic acid بروابط غليكوزيدية 1-4
تعطي المواد البكتينية بالحلمهة الكاملة D-Galactose
وَ D-galactouronic acid وَ L- arabinose
يعتبر طليعة البكتين مزيجاً معقداً يساهم في تركيبه
المواد البكتينية pectin و السليلوز Cellulose و الغالاكتانات Galactans و الأرابانات Arabans وكذلك شوارد الكلسيوم Calcium والمغنزيوم Magnesium وحمض الفوسفور phosphoric acid
تستخدم المواد البكتينية على نطاق واسع في الصناعات الغذائية لتحضير الهلام والمربيات وغيرها
ويلزم لتحضير هلام المواد البكتينية وجود السكروز Sucrose و الايتانول ethanol وشوارد المعادن متعددة التكافؤ
حيثُ تتفاعل هذه الشوارد مع الزمر الكربوكسيلية الحرة في حمض الغالاكتورونيك galactouronic acid وتساهم بربط عدة سلاسل سكرية مع بعضها .
المواد البكتينية مفيدة جداً بالنسبة للأنسان فهي تنظم عمل الأمعاء ولها خواص مضادة للتسمم مثل التسمم بالزئبق ويزيد وجودها في الفواكه الفائدة في تناولها .
4- حموض الألجينيك Alginic acids
تعتبر من المركبات الرئيسية في بنية الجدران الخلوية للاشنيات مثل Laminaria وَ Macrocistis وَ Fucus
تعطي هذه الحموض بلحلمهة الكاملة
L- Mannuronic acid وَ D- guluronic acid
أما من ناحية البنية الكيميائية فأن جزيئاتها عبارة عن سلاسل خطية ترتبط فيها الوحدات البنيوية بوابط غليكوزيدية في المواقع 1-4
تتراوح نسبة كل من حمض المانورونيك Mannuronic acid وحمض الغولورونيك guluronic acid في حموض الألجينيك من 1 : 0.5 الى 1 : 3 وذلك حسب المصدر الحيوي .
5- حمض الهيالورونيك Hyaluronic acid
تشتق تسمية هذا المركب من كلمتين هيالوئد Hyaloid
وتعني الجسيم الزجاجي في العين وَ أورونيك uronic
تم الحصول عليه نقياً لأول مرة من الجسيم الزجاجي لعين الثور . يدخل حمض الهيالورونيك Hyaluronic في البنية الأساسية لكثير من أنواع النسج الضامة وبكميات متفاوتة تصل حتى 5% من الوزن الجاف في الجسيم الزجاحي أو السوائل المفصلية أو الجلد وبكميات قليلة في القرنية والعظام وصمامات القلب وبيض الدجاج وسوائل الأورام .
وهو يوجد في هذه النسج والسوائل إما بشكله الحرّ أو مرتبطاً مع البروتينات مشكلاً مادة شديدة اللزوجة .
يتعلق ثبات النسيج الضام تجاه نفوذ العوامل المرضية إليه بخواص حمض الهيالورونيك Hyaluronic
بالأضافة الى أن تميهه الشديد يجعله يحتفظ بالماء في الفراغات بين الخلوية مما يزيد من مقاومة النسيج للأنضغاط كما يقوم بدور المادة الشحمية في المفاصل مسهلاً انزلاقها .
يعتبر حمض الهيالورونيك Hyaluronic من السكريات المركبة المخاطية Mucopolysaccharides يتم الحصول عليه بعد عدة عمليات معقدة وصعبة في إستخلاصه وتنقيته ، على شكل مادة بيضاء عديمة الشكل وقابلة للأنحلال في الماء ولكنها لا تنحل في المحلات العضوية .
تتراوح زاوية الدوران النوعي لمحلوله المائي مابين -70 وَ -80 درجة . ومن أهم ميزاته هي اللزوجة العالية التي تفوق الأنواع الأخرى من السكريات المخاطية والحاوية على الكبريتات . يتراوح وزنه الجزيئي ما بين 50 ألف و80 مليون حسب المصدر الحيوي وطريقة الأستحصال والقياس
تتألف جزيئة حمض الهيالورونيك Hyaluronic من سلسلة مستقيمة غير متفرعة تنجم عن تعاقب وحدات بنيوية ترتبط مع بعضها بروابط غليكوزيدية glycosidic beta -1-4
تتألف الوحدة البنيوية الواحدة من
جزيئة beta-acetyl-N- glucosamine
وجزيئة beta- D-glycouronic acid
ترتبطان بروابط غليكوزيدية glycosidic -beta- 1-3
يتفكك حمض الهيالورونيك Hyaluronic الذي يدخل في بنية غشاء البيضة الخصوية تحت تأثير أنزيم الهيالورونيدازHyaluronidase الى أجزاء تضم وحدتين بنيويتين وهذه العملية ضرورية جداً لنفوذ النطاف وتحقيق عملية الألقاح .
6- الهبارين Heparin
ترتبط تسمية هذا المركب بالكبد لأنه عزل لأول مرة منه ثم عثر عليه في كثير من النسج ، حيثُ يكثر بالأضافة الى الكبد في العضلات و الرئتين ويتواجد بكميات قليلة في القلب والكلى والتيموس والطحال والدم .
يتمتع هذا المركب بقدرة على منع تخثر الدم وذلك عبر تشكيله معقداً مع عدد من البروتينات مولدة الترومبين Thrombin في الدم وبعض الأمينات حيوية المنشأ مثل الأدرينالين Adrenaline وَ السروتونين Serotonin حيثُ تؤثر هذه المعقدات على الليفين fibrin غير الثابت فتثبط تماثر الوحدات الليفينية .
يتم الحصول على الهبارين Heparin صناعياً من الكبد والرئتين عبرّ عدة عمليات معقدة وطويلة
ينحل الهبارين Heparin جيداً في الماء أما على شكل حمض حر acid- freeّ أو على شكل أملاح صوديومية Sodium salts أو بوتاسية potassium salts .بينما يكون ملح الباريوم Barium salt رديء الأنحلال
تتألف الوحدة البنيوية المتكررة في جزيئته من غلوكوز امينGlucosamine وحمض الغلوكورونيك Glucuronic acid وحمض الكبريت Sulphuric acid بنسبة 2.5 - 3 جزيئات مقابل جزيئتي السكريد الأحادي .
و الروابط في الهبارين هي glycosidic -alpha-1-4
يرتبط الهبارين Heparin مع البروتينات عبر السكريد الثلاثي نفسهُ الذي يربط كبريتات الكوندروتين Chondroitin Sulfate مع البروتينات وبنفس الآلية . وقدّ دلت الدراسات التي حصل عليها عام 1975 بأن كبريتات الهبارين Heparin Sulfate عند الثور غير متجانسة
إن الهبارين Heparin بالأضافة الى دوره في منع تخثر الدم يساهم أيضاً في أستقلاب المواد الدسمة فهو يساعد على دخول أنزيمات الليباز Lipase الى الدم والتي تكون متمركزة في جدران الأوعية الدموية بشكل رئيسي .
أن تحرر الليباز Lipase يؤدي الى تسريع حلمهة الغليسريدات الثلاثية.
كما يؤثر الهبارين على إستقلاب الكولسترول Cholesterol الشيء الذي لهُ أهمية كبيرة في حالة الأصابة بمرض تصلب الشرايين .
كما يظهر الهبارين Heparin تأثيراً منشطاً على فعالية الكلى وتأثيراً منظماً للأفرازات الهرمونية وكذلك على الأستقلاب
الغازي وإستقلاب الطاقة في الجسم
إن القيمة الكبيرة للهبارين Heparin جعلت العلماء يبحثون عن بدائل لهُ حيثُ تم التوصل الى أن سكريد اللامينارين Laminarin يلعب دور كمانع لتخثر الدم . بالأضافة الى ان مجموعة من كبريتات السكريات المركبة تلعب دور في تخثر الدم ولكنها ذات خواص سمية .
7- كبريتات الكوندرويتين Chondroitin sulfate
تعتبر من السكريات المركبة المخاطية Mucopolysaccharides
يعرف أربعة أنواع منها يرمز لها بالأحرف A-B-C-D
* النوع (A) أو ما يسمى Chondroitin - 4 - Sulfate
يدخل في تركيب الغضاريف الرئيسية حيثُ يشكل 40% من الوزن الجاف لغضروف الحاجز الأنفي كما يدخل في الجلد والقرنية والعظام والحبل السري وغيرها .
يتم الحصول عليه من الغضاريف بالمحاليل الملحية وبوجود كربونات البوتاسيوم ويتم عزله عن البروتينات بواسطة ترسيبه على شكل معقد مع الكوبالت هكسامين Hexamine Cobalt ثم يعرض لعدة عمليات تنقية أخرى .
ينحل Chondroitin - 4 - Sulfate بالماء ولا ينحل بالمحلات العضوية وتتراوح زاوية الدوران النوعي للمحلول المائي لاملاحه المعتدلة من -28 الى -33 درجة .
تكون لزوجته أقل من لزوجة Hyaluronic acid حمض الهيالورونيك ويتراوح وزنه الجزيئي من 40 الى 50 ألف
يعطي هذا السكريد بالحلمهة الكاملة مزيجاً متساوياً من المركبات التالية : D - galactosamine وَ Sulphuric acid وَ D - Glucuronic acid وَ Acetic acid
أما الحلمهة الجزئية فتعطي السكريد الثنائي Chondrosin
كوندروزين
تتألف جزيئة Chondroitin - 4 - Sulfate من تتابع وحدات بنيوية ترتبط مع بعضها البعض بروابط من النوع
غليكوزيدية beta - 1 - 4 تتألف الوحدة البنيوية الواحدة من جزيئة beta - D - glucuronic acid وجزيئة
N - acetyl - beta - galactosamine - 4 - Sulfates
ترتبط الجزيئتين مع بعضهما بروابط غليكوزيدية beta-1-3
* النوع ( B ) أو مايسمى كبريتات الدرماتان Dermatan
يوجد في الجلد و الأوتار وصمامات القلب والشريان الأروطي
كما يوجد في الطحال والدماغ وتزداد كميته مع التقدم بالعمر
يتشابه هذا المركب في خواصه مع بقية مجموعة كبريتات الكوندرويتين Chondroitin sulfate وتبلغ زاوية الدوران النوعي للمحلول المائي لأملاحه المعتدلة مابين - 60 و - 70 درجة . يبلغ متوسط وزنه الجزيئي حوالي 23 ألف ويتميز هذا المركب بخواصه المضادة للتخثر حيث يتشابه في ذلك مع مركب beta - Heparin
إن الأختلاف الرئيسي في البنية الكيميائية بين Dermatan الدرماتان وغيره من كبريتات الكوندرويتين هو إحتوائه على مركب L-iduronic acid بدلاً منD- glucuronic acid
* النوع ( C ) او ما يسمى Chondroitin - 6 - sulfate
عزل هذا المركب من الحبل السري عند الانسان ومن الأوتار العضلية والغضاريف وصمامات القلب والجلد واللعاب
إن جميع خواص هذا المركب تشابه خواص النوع A ولكن زاوية الدوران النوعي للمحلول المائي لملح الكالسيوم المعتدل لهُ تتراوح مابين -12 وَ - 18 درجة
أما من الناحية البنيوية فهو يختلف عن النوع A في موقع زمرة الكبريتات ضمن الوحدة البنيوية .
* كبريتات الكوندرويتينD :Chondroitin sulfate - D
عزل هذا المركب من غضاريف الحوت ومن جسم السرطان و الكالمار Calmar يختلف عن بقية أنواع كبريتات الكوندرويتين Chondroitin sulfate بأحتوائه على كميات أكبر من الكبريتات التي تصل ال 1.3 لكل وحدة بنيوية
عند معالجة هذا المركب بأنزيمات Proteus vulagris يمكن الحصول بنسبة 5% من مجموع السكريات الثنائية المتشكلة على سكريد ثنائي غير مشبع ثنائي السلفنة
يحتوي على جذر حمض الكبريت في الموقع 6
لحلقة N - acetyl galactosamine بالأضافة الى جذر أخر في الموقع 2 أو 3 لحمض الغلوكورونيك Glucuronic acid