Carboidrati e Lipidi

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LE MOLECOLE BIOLOGICHE O BIOMOLECOLEBIOMOLECOLE

Costituiscono le strutture presenti negli organismi viventi

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Caratteristiche: Sono composti chimici costituiti da carbonio, idrogeno e ossigeno.

GLICIDI o ZUCCHERI o CARBOIDRATICaratteristiche: Sono composti chimici costituiti da carbonio, idrogeno e ossigeno.

Sono molto abbondanti in natura. Hanno sapore dolce.Funzioni:

Strutturale: costituiscono strutture essenziali per gli organismi viventip g g(funzione di sostegno, soprattutto nei vegetali cellulosa)

Energetica: forniscono energia per svolgere tutte le funzioni dell'organismoProtezione: costituiscono l’esoscheletro degli invertebrati (chitina)

Organismi autotrofi (Es. piante): sintetizzano h ( l ) dzuccheri (glucosio) a partire da componenti 

inorganici quali acqua e CO2 mediante il processo di fotosintesi clorofilliana.

Organismi eterotrofi (Es. animali): soddisfano il fabbisogno energetico nutrendosi di alimenti che contengono zuccheri. Ecco alcuni esempi:frutta e miele ‐> fruttosio; glucosio barbabietola da zucchero, zucchero di canna ‐> saccarosiolatte e latticini ‐> lattosio

l ( ) b ( ) lcereali (pane, pasta, riso), tuberi (patate) e legumi ‐> amidocarne e pesce ‐> glicogeno

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I diversi tipi di glicidiRibosio

Monosaccaridi

5C RibosioDesossiribosio Componenti degli acidi nucleici

(formati da 1 molecola di zucchero)

Glucosio  principale fonte di energiaFruttosio si trova nella fruttaGalattosio

6C

Disaccaridi(formati da 2 molecole di

Glucosio +  fruttosio  Saccarosio (comune zucchero da cucina)Glucosio + glucosio Maltosio (deriva da digestione dell’amido)l l ( l l )molecole di 

zucchero) Glucosio + galattosio  Lattosio (in latte e latticini)

P li idi Amido riserva energetica nei vegetali (cereali, tuberi, legumi)Polisaccaridi(formati da più di 20 molecole di glucosio)

g g ( , , g )si accumula nella cellula vegetale nei semi e nelle radici

Glicogeno riserva energetica negli animali  si accumula in muscoli e fegatodi glucosio) Cellulosa funzione di sostegno nei vegetali si trova nella parete delle cellule vegetali, digerita solo dagli erbivoriè il composto organico più abbondante sulla Terra

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Aspetti generali• I l idi i i→ C H O• I glucidi sono composti ternari → C, H, O

• Sono anche detti carboidrati o zuccheri• Sono anche detti carboidrati o zuccheri 

• Sono i costituenti più abbondanti nelle cellule vegetaliSono i costituenti più abbondanti nelle cellule vegetali

• Vengono sintetizzati grazie alla fotosintesi clorofilliana g g

• Nel corpo umano costituiscono soltanto l’1% del peso corporeo

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Pag. 69Pag. 69

Classificazione dei glucidi

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monosaccaridi

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I monosaccaridi

Da 3 a 7 atomi di C, si dividono in aldosi e chetosi. Data la loro composizione si possono considerare polialcol. Presentano il fenomeno dell’isomeria.

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I monosaccaridi

• Sono solubili in acqua

• Hanno aspetto cristallino e colore bianco

• Sono dolci• Sono dolci 

• Formula generale: CnH2nOn (C6H12O6 )Formula generale: CnH2nOn (C6H12O6 )

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Glucosio fruttosio galattosioGlucosio, fruttosio, galattosio

• Sono isomeri strutturali

• Glucosio: – è il glucide più importante in natura– si trova nella frutta e nei vegetali– nel sangue umano→ 60‐100 mg/100nel sangue umano→ 60 100 mg/100

• Fruttosio:– è lo zucchero della frutta– presente anche nel miele

• Galattosio: – non si trova allo stato libero ma combinato (è un costituente del 

lattosio e di alcuni glucidi complessi)lattosio e di alcuni glucidi complessi)

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I disaccaridi

Il legame tra due monomeri glucidici è detto legame glucosidico, può essere:– di tipo α (i due –OH sono sotto il piano della molecola) – di tipo β (uno dei due –OH è sotto il piano della molecola, l’altro sopra)– Sono bianchi, cristallini, dolci e idrolizzabili

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I disaccaridi

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Saccarosio, maltosio, lattosio• Saccarosio (glucosio + fruttosio):

– è lo zucchero da tavola– si ottiene dalla barbabietola e dalla canna da zucchero

• Maltosio (glucosio + glucosio):Maltosio (glucosio + glucosio):– è lo zucchero del malto– si ottiene per idrolisi dell’amido

• Lattosio (glucosio + galattosio):– è lo zucchero del latteè lo zucchero del latte – per fermentazione lattica dà acido lattico

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Lattosio-D-galattosio-(1-4)--D-glucosio

Saccarosio-D-fruttosio-(1-2)--D-glucosio-D-fruttosio-(1-2)--D-glucosio

2

Trealosio-D-glucosio-(1-1)--D-glucosio

Maltosio-D-glucosio -(1-4)--D-glucosio

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I polisaccaridi: classificazione

• In base alla composizione chimica:– omopolisaccaridi, ad es. amido, glicogeno, cellulosap , , g g ,– eteropolisaccaridi, ad es. emicellulosa, pectina

• I b ll f i• In base alla funzione:– di riserva, ad es. amido, glicogeno 

t tt l d ll l hiti– strutturale, ad es. cellulosa, chitina

• In base agli aspetti nutrizionali:In base agli aspetti nutrizionali:– disponibili, ad es. amido – non disponibili, ad es. cellulosa, emicellulosa→  fibra

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Amido

• È la riserva energetica più importante dei vegetali

• Si accumula nei semi e nei tuberi

• È formato da due polisaccaridi:È formato da due polisaccaridi:– amilosio→ lineare– amilopectina→ ramificato

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Amido

Puntoifi iRamificazione ramificazione

Catenaprincipale

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Glicogeno è il più importante zucchero di g p priserva animale

• Polimero del glucosio → forma ramificata

• Si accumula nel fegato e nei muscoli

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• Possediamo enzimi

Glicogeno

• Possediamo enzimi salivari, pancreatici e intestinali che scindono i legami 1 4 interni 1 4legami 1-4 interni, 1-4 terminali e 1-6.• Non possediamo enzimi che frammentano i legamiche frammentano i legami 1-4 della cellulosa

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Glicogeno

Puntoifi iRamificazione ramificazione

Catenaprincipale

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Cellulosa

• Polimero del glucosio con legami β‐glucosidici→ non è digeribile dall’organismo umanodigeribile dall organismo umano

• Ha forma lineare 

• Conferisce rigidità ai tessuti vegetali

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Eteropolisaccaridi

• Emicellulose:– Struttura per lo più ramificata– Ad es. xilani, mannani, galattani, ecc.

• Pectine:Pectine:– Sono molto abbondanti nella frutta– In soluzione acida e con zuccheri gelificano →marmellata

• Glicoproteine:– Svolgono ruoli biologici complessiSvolgono ruoli biologici complessi– Ad es. fibrinogeno, collagene, immunoglobuline, ecc.

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Cosa sono i grassi o lipidi?Cosa sono i grassi o lipidi?

Lipidi da LIPOS = grassoLipidi da LIPOS = grasso

Sostanze organiche di diversa natura con una caratterestica comune: sono insolubili in acqua

Importanti costituenti dei tessuti vegetali e animali

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I lipidi nell’alimentazione

Danno energia

Trasportano le vitamine liposolubili

Forniscono AGE (ac. Grassi essenziali)

Danno senso di sazietà e appetibilità ai cibi

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I lipidi nell’organismo umano

Deposito di energia (trigliceridi)Deposito di energia (trigliceridi)

Struttura delle membrane cellulari (fosfolipidi)

Funzione regolatrice (ormoni - prostaglandine)u o e ego at ce (o o p ostag a d e)

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Composizione chimica

I lipidi sono composti essenzialmente da

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I lipidi si classificano in

steridiLipidi semplici

ceresteroidi

steridi

vitamine o provitamineterpeni

fosfolipidi

Lipidi complessi

fosfolipidi

glicolipidilipoproteineg p

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Acidi grassi

Gli acidi grassi

Diff i l’ d ll’ lt l l h d ll tDifferiscono l’uno dall’altro per la lunghezza della catena

Differiscono per la presenza o assenza di doppi legami

Gli acidi grassi saturi (legami semplici)i t l t t isi trovano prevalentemente in

Gli idi i i t i (l i d i)Gli acidi grassi insaturi (legami doppi)si trovano prevalentemente in

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CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH18

Acido stearico

1

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH10 9

Acido oleico

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH1213

Acido oleico

15CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

16

Acido linoleico

3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

Acido α-linoleico

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Acidi grassi essenzialiLinoleico (18 C e 2 doppi legami) serie omega 6

Linolenico (18 C e 3 doppi legami) serie omega 3 Linolenico (18 C e 3 doppi legami) serie omega 3

PUFA EPA DHAeicosapentaenoico

PUFA EPA e DHAacidi grassi polinsaturi

docosaesaenoico

(EPA), (DHA) e (PUFA) sono fattori nutrizionali protettivi verso il rischio cardiovascolare, in particolare di cardiopatie coronariche. La maggiore fonte alimentare di questi due PUFA è il pesce eLa maggiore fonte alimentare di questi due PUFA è il pesce, e diversi studi hanno riportato che il regolare consumo di prodotti ittici è in grado di ridurre la mortalità cardiovascolare

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Ac. Oleico (18:1;9)2468

9

357

Ac. Linoleico (18:2;9,12)

46

Ac. γ-Linolenico (18:3;6,9,12)

Ac. α-Linolenico (18:3;9,12,15)

Ac. Arachidonico (20:4;5,8,11,14)

2

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I trigliceridiI trigliceridi

Sono formati da una molecola di glicerolo e tre acidi grassiSono formati da una molecola di glicerolo e tre acidi grassi

AG

AG

3

Solidi cerosi o liquidi a seconda degli acidi grassi,inodori, insapori e incolori se puri

AG 3

Principali componenti del tessuto adiposo (riserva)

incolori se puri

Costituiscono il 95% dei grassi presenti negli alimenti

Sono isolanti termici

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H

H

H

Glicerolo

H

H 3monoacilglicerolo triacilglicerolo

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-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

H

H

H

H

H

H

H

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Steroidi

Sono esteri del colesterolo o altri steroli con acidi grassi

Il colesterolo è il principale sterolo di origine animale

Si ritrova:nelle membrane cellularinel sangue (HDL e LDL)nel sangue (HDL e LDL)e’ precursore degli ormoni steroidei, degli acidi biliarie’ precursore della vitamina De precursore della vitamina D

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La lecitina (fosfogliceride) abbasa il colesterolo cattivo nel sangue, ha potere emulsionante ed è usata come additivo

Costituiscono le membrane cellulari (bilayer lipidico) e le strutture nervosescaricato da www.sunhope.it

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fosfogliceridi sfingomielineFosfolipidi

AG

AG

fosfogliceridi sfingomielineAG

AG

fosfatoalcol fosfatoalcol

Costituiscono le membrane cellulari (bilayer lipidico) e le strutture nervose

La lecitina (fosfogliceride) abbasa il colesterolo cattivo nel sangue, ha potere emulsionante ed è usata come additivo

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legami

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l ilegami

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Glicolipidi

AG

zuccheri

Cerebrosidi: si ritrovano sulle membrane cellulari, in particolare nel cervello

Gangliosidi: presenti nelle fibre nervose

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II PARTEII PARTE

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LARN

torta dell'energia15%

glucidilipidi

60%25%

lipidiprotidi

1/3 saturi

2/3 insaturi2/3 insaturi

Colesterolo max 300 mg/giornoColesterolo max 300 mg/giorno

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Digestione dei lipidiGROSSE GOCCE

Sali biliari

EMULSIONE(trigliceridi e

grassi indigeriti)

(fase fisica)

Lipasi pancreatica grassi indigeriti)

MICELLE(M li idi

Lipasi pancreaticae altri enzimi(fase chimica)

(Monogliceridi +A.G.liberi e grassi

digeriti)

Enterociti (CHILOMICRONI)Acidi grassi a catena

di l( )

Vasi linfatici

corta direttamente nel sangue

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Metabolismo dei lipidi

Trigliceridi

CATABOLISMO ANABOLISMO

A tilC ATrigliceridi

lipolisiAcetilCoA

Biosintesi(citoplasma)

colesterolo

glicerolo + acidi grassi

-ossidazioneAcidi grassi fino a 16 C

( )

All t

c. chetonici

AcetilCoA Ciclo di Krebs

Allungamento(mitocondri)

desaturazione

CO2 H2O + energia ( ATP)AG a lunga catenaAG insaturi

escluso AGE

Nei mitocondri di tutte le cellule

Sintesi AG e fosfolipidiin tutte le celluleSintesi trigliceridi solo inescluso globuli rossi e cervello Sintesi trigliceridi solo in intestino, fegato, t. adiposogh. mammaria

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quali

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La fibra alimentare

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Funzioni della fibra alimentare

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Catene polisaccaridica

ifiramificata

non-ramificata

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Granuli di amidoGranuli di amido

Fotografia al microscopio elettronico di un cloroplasto

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Fotografia al microscopio elettronico di un epatocita

Granuli di glicogeno

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La digestione e l'assorbimento dei glucidiLa digestione e l assorbimento dei glucidi

Bocca

Stomaco

Duodeno

IntestinoIntestinotenue

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