חומר תשמורת

חומרי תשמורת הם חומרים עתירי אנרגיה המורכבים ממולקולות גדולות, אשר נוצרות בתאי צמחים ובעלי חיים, ומשמשים כמאגרי אנרגיה המגיעים לכלל שימוש בשלבים מאוחרים יותר במידת הצורך. חומר המיוצר ומפורק על ידי אותו צמח למטרת שמירת האנרגיה, נחשב כ"חומר תשמורת".

התכונות של חומרי התשמורות הן:

1. הגוף יודע לבנות אותם.
2. הגוף יודע לאגור אותם.
3. הגוף יודע לפרק אותם (זו הסיבה שתאית אינה חומר תשמורת בצמחים כי הצמחים אינם מסוגלים לפרק אותה).
4. מסיסותם במים נמוכה מאוד, לכן לפי כלל אוסמוזי-היפרטוני חומר התשמורת (לדוגמה בבעלי חיים גליקוגן) שפריסתו בתא אינה ניכרת, לא ייכנסו מים לתוך התא ולא ייווצר מצב של התפוצצות התא.

חומר התשמורת העיקרי בצמחים הוא עמילן. הפוטוסינתזה מייצרת גלוקוז, שממנו נבנה עמילן המצטבר בפקעות וזרעים, ובהמשך מתפרק חזרה לגלוקוז המהווה מקור אנרגיה חשוב לצמח. בבעלי חיים משמשים שומנים כחומרי תשמורת, וכן גליקוגן הנאגר בכבד ובשרירים, ומתפרק בעת הצורך לגלוקוז כדי להזין את תאי הגוף.

חשיבות נוספת לחומרי התשמורת היא בשמירה על הומיאוסטזיס של סוכר בדם, הומיאוסטזיס של סוכר משמעותו שמירה על סביבה נורמטיבית של סוכר בדם. הוא נעשה באמצעות שני הורמונים המופרשים מהלבלב - בעת מחסור בסוכר מדם מופרש ההורמון גלוקגון המעודד את חומר התשמורת גליקוגן להתפרק לפחמימה פשוטה (גלוקוז) ולצאת לדם, ובכך, אחוז הסוכר בדם חוזר לנורמה. בעת עליית אחוז הסוכר בדם מופרש מהלבלב ההורמון אינסולין הגורם הן להכנסתם של עודפי הגלוקוז לתאי הגוף והן ליצירת חומר התשמורת גליקוגן מעודפים אלו, בכך אחוז הסוכר בדם יורד וחוזר לנורמה.

יתרון נוסף לחומר התשמורת הוא עקרון הנועץ כי חומר התשמורת הפחמתית בבעלי חיים לדוגמה המורכבת גליקוגן היא מניעת אוסמוטיות. כלומר, אילו הגליקוגן היה מחולק למספר רב של מולקולות גלוקוז, אזי הפריסה בו תהיה נאותה באופן כזה שמעלה את ריכוז המומסים בתא, לכן לפי כלל תמיסה היפוטונית (הגורס כי בתמיסה בעלת ריכוז מומסים נמוך מאשר ריכוז המומסים בתא ייכנסו מים לתוך התא) ייכנסו מים לתוך התא, עד כי התא יתפוצץ מאחר שקרום התא לא עומד בלחצים מסוג זה, והתא לא יהיה פעיל. לכן, היתרון הוא מניעת התפוצצות התא.

יתר על כן הגליקוגן משמש גם כמאגר אנרגיה לשם זמינות (לדוגמה, שמיש בהומיאוסטזיס של סוכר בדם, כאשר כמות הסוכר בדם נמוכה, ההורמון גלוקגון מופרש מהלבלב ומעודד את הגליקוגן להתפרק ולצאת אל מחוץ התא ובכך ריכוז הסוכר בדם נשמר). פריסה אוסמוטית היפוטונית כזו ניתנת רק במצב בו המומסים מסיסים במים, לדוגמה חומר התשמורת הנפוץ בבעלי חיים הוא גליקוגן אשר הוא רב סוכר שאין מסיס במים, לכן הפריסה שלו לקויה לחלוטין. לעומת זאת, בכדי למנוע פריסה כזו על מנת למנוע כניסה אוסמוטית היפוטונית של מים אל התא, הדו-סוכר והחד-סוכר מסיסים במים ולכן יש להם תכונת מסיסות ופריסה ניכרת, ולכן יש לאוגרם בתור חומר תשמורת שימנע ממצב כזה לקרות. מומס מסיס במים - (חד סוכר, דו סוכר) פריסתו תגרום לתגובה אוסמוטית. מומס שאינו מסיס במים - פריסתו לא תגרום לשום תגובה אוסמוטית ופריסתו לקויה לחלוטין.

קישורים חיצוניים

• מהם חומרי תשמורת ומה תפקידם? מתוך "שאלות הכנה לבגרות בביולוגיה"