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Sono chiamati anche carboidrati e sono, insieme ai grassi e alle proteine, uno dei tre macro-nutrienti che compongono la nostra dieta. I componenti base di tutti i carboidrati sono gli zuccheri, che possono essere classificati in base al numero di unità zuccherine combinate tra loro in una molecola. Glucosio, fruttosio e galattosio sono i principali esempi di zuccheri composti da un’unica unità zuccherina, noti anche come monosaccaridi. Gli zuccheri composti da due unità zuccherine sono detti disaccaridi, i più noti dei quali sono il saccarosio e il lattosio. Tra i polisaccaridi troviamo la cellulosa, pectine.
Hanno principalmente la funzione di combustibili, dunque produrre energia diversamente dalla funzione di sostegno che hanno nei vegetali.
I monosaccaridi sono classificati in base a tre differenti caratteristiche:
• la posizione del loro gruppo carbonile;
• il numero di atomi di carbonio che contengono;
• la loro chiralità.
Ogni atomo di carbonio che porta un gruppo ossidrile (-OH), ad eccezione del primo e dell'ultimo carbonio, è asimmetrico, con stereocentri con due possibili configurazioni (R o S). A causa di questa simmetria, esiste un certo numero di isomeri per ogni formula di monosaccaride. Se il gruppo ossidrile è a destra della molecola, lo zucchero ha configurazione D; se è a sinistra lo zucchero ha configurazione L. Gli zuccheri di serie D sono quelli con rilevanza biologica e normalmente ci si riferisce ad essi, pertanto la D spesso viene omessa. Gliceraldeide.

Il fruttosio si può riconoscere dal glucosio sia nella formula chiusa sia in quella aperta. Se il gruppo carbonilico è aldeidico, esagono, glucosio, il monosaccaride è un aldoso; se il gruppo carbonilico è chetonico, il monosaccaride è un chetoso, pentagono, fruttosio.
Il galattosio è come il glucosio ma in posizione 4 H e OH sono invertiti.
Per formare i polisaccaridi occorrono almeno 10 unità zuccherine e, a volte, addirittura varie migliaia. L’amido è la principale riserva di energia dei tuberi e dei cereali. È composto da lunghe catene di glucosio e assume l’aspetto di granuli di forma e dimensione diversa a seconda della pianta che lo contiene. Il corrispondente equivalente negli animali e nell’uomo è chiamato glicogeno.
I polisaccaridi non amidacei sono i principali componenti della fibra alimentare. La funzione primaria dei carboidrati è quella di fornire energia, ma questi nutrienti rivestono anche un ruolo importante per la struttura e la funzione di cellule, tessuti e organi, nonché per la formazione delle strutture dei carboidrati sulla superficie delle cellule.
I monosaccaridi vengono assorbiti dall’intestino tenue e quindi trasportati dal flusso sanguigno dove servono. I disaccaridi vengono scomposti in zuccheri semplici dagli enzimi della digestione. Questi enzimi aiutano anche l’organismo a scomporre le lunghe catene di amidi negli zuccheri che li costituiscono e che vengono poi assorbiti nel sistema circolatorio.
Il corpo umano utilizza i carboidrati sotto forma di glucosio. l glucosio può anche essere trasformato in glicogeno, un polisaccaride simile all’amido, che viene immagazzinato nel fegato e nei muscoli ed è una scorta di energia immediatamente disponibile per l’organismo. Il cervello e i globuli rossi hanno bisogno di glucosio perché non possono utilizzare i grassi, le proteine o altri nutrienti come fonte di energia. È questo il motivo per cui il livello di glucosio nel sangue (o glicemia) deve essere costantemente mantenuto alla soglia ottimale. Il glucosio può provenire da carboidrati alimentari, da riserve di glicogeno o dalla conversione di alcuni aminoacidi a seguito della rottura della catena proteica. Numerosi ormoni, tra cui l’insulina, esercitano una rapida azione di regolazione del flusso di glucosio nel sangue, mantenendolo ad un livello stabile.
Quando viene consumato un alimento a base di carboidrati, si verifica un innalzamento seguito da una diminuzione del livello di glucosio nel sangue; questo fenomeno è noto come risposta glicemica. Questo valore riflette la velocità di digestione e di assorbimento del glucosio nonché gli effetti dell’azione dell’insulina ai fini della normalizzazione del livello di glucosio nel sangue.

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