I glucidi

I glucidi sono composti organici ternari (formati da C, H, O).

Sono anche detti carboidrati o zuccheri, e sono i costituenti più abbondanti

nelle cellule vegetali.

(Idrati di carbonio per il fatto che la formula molecolare, ad es. del glucosio, poteva

essere scritta C6H12O6, ma anche C6(H2O)6. )

Vengono sintetizzati grazie alla fotosintesi clorofilliana:

6 CO2 + 6 H2O + luce C6H12O6 + 6 O2

Sono i macronutrienti più importanti della nostra dieta, anche se nel corpo

umano costituiscono soltanto l’1% del peso corporeo.

I glucidi: aspetti generali

I glucidi presentano diversi gruppi idrossilici (-OH)

e un gruppo aldeidico (-CHO) glucidi aldosi

o, in alternativa, un gruppo chetonico (-CO-) glucidi chetosi.

I glucidi si classificano

in base al grado di

complessità delle loro

molecole.

Classificazione dei glucidi

Zuccheri

▪ I monosaccaridi sono generalmente costituiti da 3 a 7 atomi dicarbonio e vengono classificati come aldosi o chetosi in base allapresenza di un gruppo funzionale aldeidico o chetonico.

In natura i monosaccaridi possono trovarsi liberi o combinati a formare altre

molecole più complesse. Sono poliidrossialdeidi o poliidrossichetoni a seconda se il

corbonile è aldeidico o chetonico

I monosaccaridi

H OH

H OH

HHO

H OH

CH2OH

O

CH

H OH

H OH

HHO

CH2OH

C O

D-glucosio

D-fruttosio

CH2OH

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

aldoso

chetoso

Stereoisomeria dei monosaccaridi

▪ I monosaccaridi in cui è presente lo stesso numero di atomi di carbonio comprendono una serie di forme molecolari con identica formula bruta ma diversa formula di struttura

▪ Gli stereoisomeri che presentano un’immagine speculare uno dell’altro sono noti come isomeri ottici

▪ la forma del glucosio solitamente presente in natura èdestrogira, mentre il fruttosio è presente in natura nellaforma levogira, comunque entrambi sono inclusi nella serieD in quanto le loro configurazioni assolute sono correlatealla D-gliceraldeide.

D galattosio D glucosio D mannosio

*

*

Conformazione lineare e ciclica del D(+)-glucosio

gli esosi possono dare origine a strutture cicliche

La formazione delle strutture piranosiche è resa

possibile dalla formazione di un legame del gruppo

ossidrile alcolico dell’atomo di carbonio 5 con l’atomo di

carbonio aldeidico

O

OH

H

OH

OH

CH2OH

OH

H

H

HH

O

H

OH

OH

OH

CH2OH

OH

H

H

HHa-D-glucosio

b-D-glucosio

Dal punto di vista nutrizionale i più importanti sono il glucosio, il fruttosio e

il galattosio.

Hanno formula generale C6H12O6 (sono isomeri strutturali) e sono solubili

in acqua.

Hanno aspetto cristallino e colore bianco: sono dolci.

I monosaccaridi

»Glucosio

È il glucide più importante in natura, si trova nella frutta e nei

vegetali.

Nel sangue umano (in condizioni normali) è presente in quantità 60-100

mg/100 ml.

»Fruttosio

È lo zucchero della frutta, presente anche nel miele. Ha un alto potere

dolcificante ed è detto levulosio perché ruota a sinistra il piano della luce

polarizzata

»Galattosio

Non si trova allo stato libero ma combinato (è un costituente del lattosio e di

alcuni glucidi complessi).

Glucosio, fruttosio, galattosio

I disaccaridi sono formati dall’unione di due monosaccaridi.

Il legame tra due monosaccaridi è detto legame glicosidico, e può essere:

- di tipo α (i due –OH interessati al legame sono sotto il piano della molecola)

- di tipo β (uno dei due –OH è sotto il piano della molecola, l’altro sopra)

I disaccaridi sono solidi bianchi, cristallini e di sapore dolce, per idrolisi liberano

due monosaccaridi.

I disaccaridi

Dal punto di vista alimentare i principali disaccaridi sono il saccarosio, il

maltosio e il lattosio.

I disaccaridi

»Saccarosio

È lo zucchero da tavola (glucosio + fruttosio),

si ottiene dalla barbabietola e dalla canna

da zucchero; sottoposto a riscaldamento

produce il caramello.

»Maltosio

È lo zucchero del malto (glucosio + glucosio), si ottiene per idrolisi dell’amido;

trova impiego nella produzione di alimenti per la prima infanzia.

»Lattosio

È lo zucchero del latte (glucosio + galattosio), per fermentazione lattica dà

acido lattico; trova impiego nella produzione di alimenti per la prima infanzia.

Saccarosio, maltosio, lattosio

I polisaccaridi

I polisaccaridi sono i glucidi più importanti in natura.

In base alla composizione chimica si distinguono in:

- omopolisaccaridi es. amido, glicogeno, cellulosa

- eteropolisaccaridi es. emicellulose, pectine, glicoproteine

In base alla funzione biologica si distinguono in:

- polisaccaridi di riserva es. amido, glicogeno, inulina

- polisaccaridi strutturali es. cellulosa, chitina, pectine

In base alla funzione nutrizionale si distinguono in:

- polisaccaridi disponibili es. amido

- polisaccaridi non disponibili es. cellulosa, emicellulosa, pectine (l’insieme

di questi polisaccaridi costituisce la “fibra”)

Amido

L’amido è molto diffuso nel regno vegetale: è una riserva energetica per le

piante si accumula nei semi e nei tuberi.

È formato da due polisaccaridi

del glucosio, strutturalmente

diversi:

- amilosio lineare

- amilopectina ramificata

In acqua calda l’amido forma

una specie di gel detto

salda d’amido.

Glicogeno

Il glicogeno è un polimero del glucosio simile per struttura all’amilopectina.

È un polisaccaride di riserva per gli organismi animali si accumula sotto forma

di granuli nel fegato e nei muscoli.

La glicogenosintesi (sintesi di

glicogeno) e la glicogenolisi

(demolizione del glicogeno)

sono due processi metabolici

opposti che nell’organismo

servono a mantenere costanti

i valori di glicemia.

La cellulosa è un omopolisaccaride del glucosio, presenta una struttura lineare,

ed è di origine vegetale.

Le molecole di glucosio sono unite da legami ß-glucosidici, perciò non sono

idrolizzabili dagli enzimi digestivi dell’uomo la cellulosa non fornisce energia.

Gli erbivori invece presentano l’enzima cellulasi che idrolizza questo tipo di

legame la cellulosa è fonte di energia per gli erbivori.

Cellulosa

La fibra alimentareLa fibra alimentare rappresenta la frazione degli alimenti vegetali resistente ai

processi digestivi.

FUNZIONE DELLA

FIBRA

ALIMENTARE

I processi più importanti della digestione sono riassunti in tabella.

L’assorbimento dei monosaccaridi avviene nell’intestino tenue.

Grazie alla vena porta vengono trasportati nel fegato, da dove seguono vari

percorsi metabolici in base ai bisogni dell’organismo.

Digestione e assorbimento dei glucidi

Digestione dell’amido

Il cibo in bocca, subisce il primo attacco dell’enzima ptialina,

presente nella saliva.

La ptialina trasforma l’amido cotto,

contenuto nei cereali (grano, riso,

mais, ecc.), nei loro derivati (pane,

pasta, biscotti, ecc.), nelle patate,

nelle castagne, in zuccheri più semplici

(maltosio e destrine)

Digestione dell’amido

dallo stomaco le molecole di amidoancora non scisse, le destrine e lemolecole di maltosio, passano nelduodeno

nello stomaco, le molecole di amido,rimangono circa 1-2 ore senza essereulteriormente scomposte perché laptialina è inattivata dall’acidità del succogastrico

Digestione dell’amido

nel duodeno si completa ladigestione, gli amidi che in boccaerano già stati intaccatidall‘amilasi salivare sonocompletamente demoliti inglucosio, grazie all’azionedell’amilasi pancreatica e dellamaltasi

nel duodeno anche gli altrizuccheri (disaccaridi), vengonoridotti in monosaccaridi, grazieagli enzimi presenti nel succoenterico (saccarasi, lattasi)

gli enzimi digestivi determinano l’idrolisi dell’amido

Ptialina

Maltasi Amilasi

Maltasi

destrine

maltosio

amido Singole molecole di glucosio

terminata la digestione, i monosaccaridi (glucosio,

galattosio e fruttosio) passano nel sangue e, tramite i

capillari sanguigni che confluiscono nella vena porta,

giungono al fegato

Assorbimento dell’amido

Coincide in gran parte con quello del glucosio.

L’ossidazione completa del glucosio è così schematizzata:

C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + 36/38 ATP

Il processo ossidativo del glucosio,

noto come respirazione cellulare,

avviene in tre tappe:

- glicolisi

- ciclo di Krebs

- catena respiratoria e

fosforilazione ossidativa

Destino metabolico dei glucidi alimentari

La glicolisi è una via metabolica molto

antica poiché è presente in tutte

le cellule degli organismi sia procarioti

che eucarioti.

Avviene nel citoplasma cellulare.

La glicolisi

L’acido piruvico può seguire due vie metaboliche distinte:

- in condizioni di anaerobiosi (assenza di O2) viene convertito in acido lattico

nel citoplasma

- in condizioni di aerobiosi (presenza di O2) viene trasferito al mitocondrio e

utilizzato per la sintesi di acetil-CoA

L’acetil-CoA può seguire

due vie:

- entrare nel ciclo di Krebs

- essere utilizzato come

metabolita per la sintesi

di altre biomolecole

Destini metabolici dell’acido piruvico

»Ciclo di Krebs

È una via metabolica a sequenze cicliche: avviene nella matrice mitocondriale;

molte sostanze intermedie formatesi nel C.K vengono utilizzate per la sintesi di

biomolecole.

»Catena respiratoria

È l’ultima fase della respirazione cellulare e porta alla sintesi di ATP

(fosforilazione ossidativa).

È costituita da un insieme di complessi proteici situati sulla membrana interna

mitocondriale che trasportano gli elettroni provenienti dal C.K.

Nell’ultima fase del processo ossidativo l’H proveniente dal C.K si lega con l’O2

atmosferico per dare H2O

Ciclo di Krebs e catena respiratoria

Ciclo di Krebs e catena respiratoria

I glucidi sono i principali nutrienti della nostra alimentazione e svolgono

funzioni:

- energetica: 4 kcal/g = 17 kJ/g

- di riserva: il glucosio introdotto in eccesso si accumula nel fegato sotto forma

di glicogeno

- plastica: certi glucidi sono costituenti di membrane cellulari e altri formano

parte degli acidi nucleici

- protettiva: in quanto necessari per il buon funzionamento del metabolismo

dei grassi (in caso di dieta ipoglucidica o di digiuno prolungato, si ha

un’eccessiva formazione di corpi chetonici, che si accumulano nel sangue

causando acidosi)

Le funzioni dei glucidi

È raccomandato un apporto giornaliero di glucidi

del 55-65% dell’energia totale, di cui non più

del 12-15% derivante dai glucidi semplici.

Eccesso di glucidi obesità

Carenza di glucidi eccessivo utilizzo delle proteine

tissutali, perdita di sodio, e in situazioni di grave

carenza perdita di peso e marasma.

Il fabbisogno glucidico