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cosa sono e dove si trovano i carboidrati

I carboidrati

Vediamo che cosa sono i carboidrati e dove possiamo provarli. I carboidrati si trovano nella cellula in forma monomerica e polimerica. I monomeri (monosaccaridi) più comuni sono il glucosio e il galattosio e i loro derivati amminicii (glucosammina e galattosammina) o carbossilici (acidi gluconici, glucuronici, glucarici).

Struttura dei carboidrati

Per polimerizzazione i monosaccaridi formano macromolecole di forma globulare (glicogeno) o filamentosa (cellulosa). In generale sono idrofili,solubili in acqua, piuttosto reattivi.
I carboidrati della cellula hanno una funzione energetica o strutturale. Il glucosio rappresenta il tipo di alimento più comune. Dalla sua degradazione la cellula trae l’energia necessaria ai fabbisogni vitali.
I polimeri del glucosio: glicogeno, amilosio e amilopectina, sono utilizzati come materiale di riserva. La cellulosa ed altri tipi di glicani a struttura fibrosa, più resistenti meccanicamente e insolubili in acqua, sono invece utilizzati per le strutture rigide come le pareti cellulari.

I carboidrati sono poliidrosssialdeidi o poliidrossichetoni o loro derivati. Sono i composti organici più diffusi nel regno vegetale ed animale. Il nome di carboidrati o “idrati di carbonio” deriva dal fatto che la formula bruta è Cn(H2O)n
Le piante verdi sintetizzano nelle foglie il (+)-glucosio mediante il processo di fotosintesi. Questo processo consiste nella riduzione dell’anidride carbonica atmosferica mediante l’energia solare.

PIANTE: 6 CO2 + 6 H2O + energia solare clorofilla C6(H2O)6 + 6 O2

Questa reazione e sfavorita da un punto di vista termodinamico, come risulta dal fatto che l’energia entra nel membro a sinistra dell’equazione. Il primo stadio della fotosintesi consiste nell’assorbimento della luce da parte della clorofilla. La cattura dei fotoni da parte della clorofilla mette a disposizione della pianta l’energia necessaria per la riduzione dell’anidride carbonica a carboidrato e dell’ossidazione dell’acqua a ossigeno molecolare.

Migliaia di molecole di glucosio si possono combinare per formare le grosse molecole di cellulosa che è il materiale di sostegno delle piante. Le stesse molecole si possono anche combinare in maniera diversa per dare l’amido che viene accumulato nei semi come nutrimento per la crescita di una nuova pianta. Quando viene ingerito da un animale l’amido (in alcuni casi anche la cellulosa) viene suddiviso nelle unità originarie di glucosio che vengono trasportate dal flusso sanguigno al fegato per ricombinarsi in glicogeno (amido animale) che quando occorre può essere trasformato in glucosio .

ANIMALI: C6(H2O)6 + 6 O2glucosio cellula 6 CO2 + 6 H2O + energia

Trasformazioni nell’organismo:

glucidi

Il glucosio viene trasportato dal flusso sanguigno nei diversi tessuti, dove si ossida fino ad anidride carbonica ed acqua liberando così l’energia che era stata fornita all’inizio dal sole sotto forma di luce. Una parte di glucosio viene trasformata in grassi, un’altra parte reagisce con i composti azotati formando gli ammino acidi i quali a loro volta danno le proteine.
Una frazione dell’energia liberata nell’ossidazione dei carboidrati è inevitabilmente perduta come calore; la maggior parte però è convertita in una nuova forma in quanto viene impiegata nella fosforilazione con fosfato inorganico dell’adenosina difosfato (ADP) ad adenosina trifosfato ATP.

adenosina

Il legame tipo anidride che si forma tra il fosfato terminale dell’ADP e lo ione fosfato é un legame ricco di energia. Esso conferisce all’ATP la funzione di conservare e trasformare energia. Il termine “energia del legame fosforico” del biochimico non va confusa con la definizione chimico-fisica di energia di legame. Quest’ultima è l’energia necessaria per rompere il legame tra due atomi, mentre l’altra denota in modo specifico la differenza di energia libera dei reagenti e dei prodotti quando un composto fosforilato e idrolizzato per formare un fosfato inorganico.
Con questa energia vengono regolati tutti i processi del metabolismo e della biosintesi nelle piante e negli animali. Quando le cellule utilizzano l’energia contenuta nell’ATP, si verifica la scissione idrolitica di questo in ADP e fosfato inorganico oppure la formazione di un nuovo legame anidridico.

Classificazione dei carboidrati

Gli zuccheri semplici o monosaccaridi sono costituiti da una sola unità di poliidrossialdeide o poliidrossichetone. Quando si uniscono due unità si hanno i disaccaridi, poche unità gli oligosaccaridi, molte unità i polisaccaridi.

I monosaccaridi, di cui un esempio è il glucosio hanno formula Cn(H2O)n dove va da un minimo di tre in avanti. Per quanto riguarda gli atomi di carbonio avremo i triosi, i tetrosi, i pentosi gli esosi ecc.
Vi saranno insieme alle funzioni idrossiliche delle funzioni chetoniche o aldeidiche e quindi avremo degli aldopentosi , dei chetoesosi ecc.

carbo

carbo2

carbo3

carbo4

I glicosidi, non avendo una funzione aldeidica libera, non sono zuccheri riducenti. La porzione alcolica del glicoside si chiama aglicone. Il nome completo di un glicoside deiva dal nome della forma emiacetalica corrispondente per sostituzione del suffisso -osio con il suffisso –oside preceduto dal nome del gruppo alchilico dell’aglicone.
Molte sostanze naturali del mondo vegetale sono dei glicosidi in cui la parte zuccherina, ricca di ruppi ossidrilici, permette la solubilzzazione degli agliconi, generalmente idrofobici, nel mezzo fisiologico prevalentemente costituito da acqua.
Nei glicosidi delle piante la porzione zuccherina è molto spesso un’unità β-D-gucopiranosidica.

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