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1 MDUL 2 LE MLECLE BILGICHE BIMLECLE Costituiscono le strutture presenti negli organismi viventi UNITÀ 2.1 I GLUCIDI GLICIDI o ZUCCHERI o CARBIDRATI I diversi tipi di glicidi Caratteristiche: 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 viventi (funzione di sostegno, soprattutto nei vegetali cellulosa) Energetica: forniscono energia per svolgere tutte le funzioni dell'organismo Protezione: costituiscono l esoscheletro degli invertebrati (chitina) Monosaccaridi (formati da 1 molecola di zucchero) 5C 6C Ribosio Desossiribosio Componenti degli acidi nucleici Glucosio principale fonte di energia Fruttosio si trova nella frutta Galattosio rganismi autotrofi (Es. piante): sintetizzano zuccheri (glucosio) a partire da componenti inorganici quali acqua e C 2 mediante il processo di fotosintesi clorofilliana. rganismi 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 -> saccarosio latte e latticini -> lattosio cereali (pane, pasta, riso), tuberi (patate) e legumi -> amido carne e pesce -> glicogeno Disaccaridi (formati da 2 molecole di zucchero) Polisaccaridi (formati da più di 20 molecole di glucosio) Glucosio + fruttosio Saccarosio (comune zucchero da cucina) Glucosio + glucosio Maltosio (deriva da digestione dell amido) Glucosio + galattosio Lattosio (in latte e latticini) Amido riserva energetica nei vegetali (cereali, tuberi, legumi) si accumula in amiloplasti nella cellula vegetale si trova nei semi e nelle radici Glicogeno riserva energetica negli animali si accumula in muscoli e fegato Cellulosa funzione di sostegno nei vegetali si trova nella parete cellulare delle cellule vegetali può essere digerita solo dagli erbivori è il composto organico più abbondante sulla Terra Glucosio H H Fruttosio Glucosio H H Glucosio Come si formano i disaccaridi? Reazione di condensazione H 2 Reazione di condensazione H 2 Saccarosio Maltosio Fruttosio I polisaccaridi di interesse biologico L amido e il glicogeno immagazzinano zuccheri di riserva La cellulosa si trova nelle pareti delle cellule vegetali Granuli di amido in cellule di tubero di patata Granuli di glicogeno nel tessuto muscolare Amido Glicogeno Monomeri di glucosio Reazione di condensazione Fibre di cellulosa nella parete di una cellula vegetale Cellulosa Glucosio H H Galattosio Molecole di cellulosa H 2 Lattosio SunHope.it 1

2 Pag. 68 Aspetti generali I glucidi sono composti ternari C, H, Sono anche detti carboidrati o zuccheri Sono i costituenti più abbondanti nelle cellule vegetali Vengono sintetizzati grazie alla fotosintesi clorofilliana CARBIDRATI Gli zuccheri, gli amidi e la cellulosa: costituiscono una riserva di Energia, Se si tratta di una sola molecola di zucchero: monosaccaride Se due molecole legate con legame glucosidico: disaccaride Se più molecole: polisaccaride I monosaccaridi sono gli zuccheri più semplici formati da 3 a 7 atomidi C Il composto a 3C più comune: gliceraldeide 5C: ribosio e desossiribosio 6C: glucosio, fruttosio e galattosio: esosi Disaccaridi: Maltosio: 2 glucosio, saccarosio: 1 glucosio ed un fruttosio, lattosio, 1 Glucosio ed 1 galattosio Condensazione ed idrolisi Nel corpo umano costituiscono soltanto l 1% del peso corporeo Pag. 69 Classificazione dei glucidi I monosaccaridi I monosaccaridi Sono solubili in acqua Hanno aspetto cristallino e colore bianco Sono dolci Formula generale: C 6 H 12 6 CnH2nn SunHope.it 2

3 Glucosio, fruttosio, galattosio I disaccaridi Sono isomeri strutturali Glucosio: è il glucide più importante in natura si trova nella frutta e nei vegetali nel sangue umano 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) Il legame tra due monomeri glucidici è detto legame glucidico, può essere: di tipo α (i due H sono sotto il piano della molecola) di tipo β (uno dei due H è sotto il piano della molecola, l altro sopra) Sono bianchi, cristallini, dolci e idrolizzabili I disaccaridi Saccarosio, maltosio, lattosio Saccarosio (glucosio + fruttosio): è lo zucchero da tavola si ottiene dalla barbabietola e dalla canna da zucchero Maltosio (glucosio + glucosio): è lo zucchero del malto si ottiene per idrolisi dell amido Lattosio (glucosio + galattosio): è lo zucchero del latte per fermentazione lattica dà acido lattico Lattosio β-d-galattosio-(1-4)-β-d-glucosio glucosio glucosio Saccarosio β-d-fruttosio-(1-2)-α-d-glucosio maltosio Trealosio α-d-glucosio-(1-1)-α-d-glucosio SunHope.it 3

4 I polisaccaridi: classificazione In base alla composizione chimica: omopolisaccaridi, ad es. amido, glicogeno, cellulosa eteropolisaccaridi, ad es. emicellulosa, pectina In base alla funzione: di riserva, ad es. amido, glicogeno strutturale, ad es. cellulosa, chitina Amido È la riserva energetica più importante dei vegetali Si accumula nei semi e nei tuberi È formato da due polisaccaridi: amilosio lineare amilopectina ramificato In base agli aspetti nutrizionali: disponibili, ad es. amido non disponibili, ad es. cellulosa, emicellulosa fibra Amido Glicogeno Polimero del glucosio forma ramificata Si accumula nel fegato e nei muscoli Ramificazione Punto ramificazione Catena principale Amido Possediamo enzimi salivari, pancreatici e intestinali che scindono i legami α1-4 interni, α1-4 terminali e α1-6. Non possediamo enzimi che frammentano i legami β1-4 della cellulosa Glicogeno Ramificazione Punto ramificazione Catena principale SunHope.it 4

5 Cellulosa Polimero del glucosio con legami β-glucosidici non è digeribile dall organismo umano Ha forma lineare Conferisce rigidità ai tessuti vegetali Eteropolisaccaridi Emicellulose: Struttura per lo più ramificata Ad es. xilani, mannani, galattani, ecc. Pectine: Sono molto abbondanti nella frutta In soluzione acida e con zuccheri gelificano marmellata Glicoproteine: Svolgono ruoli biologici complessi Ad es. fibrinogeno, collagene, immunoglobuline, ecc. La fibra alimentare Funzioni della fibra alimentare Catene polisaccaridica Granuli di amido non-ramificata ramificata Fotografia al microscopio elettronico di un cloroplasto SunHope.it 5

6 granuli di glicogeno Fotografia al microscopio elettronico di un epatocita Gli aminoacidi (o amminoacidi) sono l'unità strutturale primaria delle proteine. Possiamo quindi immaginare gli aminoacidi come mattoncini che, uniti da un collante chiamato, legame peptidico formano una lunga sequenza che dà origine ad una proteina. All'interno dello stomaco e del duodeno questi legami vengono rotti ed i singoli aminoacidi giungono sino all intestino tenue dove vengono assorbiti come tali ed utilizzati dall'organismo. Dal punto di vista chimico l'aminoacido è un composto organico contenente un gruppo carbossilico (CH) ed un gruppo aminico (NH2). ltre a questi due gruppi ogni aminoacido si contraddistingue dagli altri per la presenza di un residuo (R) conosciuto anche con il nome di catena laterale dell'aminoacido. Granuli di glicogeno SunHope.it 6

7 SunHope.it 7

8 Aminoacidi non proteici Classificazione degli aminoacidi Nella sintesi proteica intervengono solo venti dei diversi aminoacidi esistenti in natura (attualmente oltre cinquecento). Dal punto di vista nutrizionale questi aminoacidi possono essere a loro volta divisi in due grandi gruppi: quello degli aminoacidi essenziali e quello degli aminoacidi non essenziali. Aa essenziali per l uomo: fenilalanina, isoleucina, lisina, leucina, metionina, treonina, triptofano e valina Sono definiti essenziali quegli aminoacidi che l organismo umano non riesce a sintetizzare in quantità sufficiente a far fronte ai propri bisogni. Per l adulto sono otto e più precisamente: fenilalanina, isoleucina, lisina, leucina, metionina, treonina, triptofano e valina. Durante il periodo dell accrescimento agli otto ricordati ne va aggiunto un nono, l istidina, in considerazione del fatto che in questo periodo le richieste di tale aminoacido sono più elevate rispetto alla capacità di sintesi. Sono considerati aminoacidi semiessenziali la cisteina e la tirosina, in quanto l organismo li può sintetizzare a partire da metionina e fenilalanina. Sono definiti aminoacidi condizionatamente essenziali (arginina, glicina, glutammina, prolina e taurina) quegli aminoacidi che ricoprono un ruolo fondamentale nel mantenimento dell omeostasi e delle funzioni dell organismo in determinate situazioni fisiologiche. In alcune condizioni patologiche questi aminoacidi possono non essere sintetizzati a velocità sufficiente per far fronte ai reali bisogni dell'organismo. L arginina sta assumendo notevole importanza, come precursore dell ossido nitrico, per le tante funzioni che quest ultimo esplica nell attività cellulare, nella trasduzione dei segnali biologici e nella difesa immunitaria. SunHope.it 8

9 CNTENUT IN AMINACIDI ESSENZIALI: si possono definire complete o nobili quelle proteine che contengono tutti gli AA essenziali in quantità e in rapporti equilibrati. In generale le proteine animali sono complete e quelle vegetali sono incomplete. La dicitura nobili associata alle proteine vegetali non è corretta ed è stata introdotta per contrastare il detto secondo il quale "i legumi sono la carne dei poveri". In realtà assumere una discreta fonte di proteine vegetali nella dieta è importantissimo e per valorizzare ulteriormente questo concetto è stato introdotto impropriamente il termine "nobili". In ogni caso queste carenze possono essere superate semplicemente utilizzando appropriate associazioni alimentari ad esempio PASTA e FAGILI. Si parla in questo caso di mutua integrazione perché gli aminoacidi di cui è carente la pasta vengono forniti dai fagioli e viceversa. AMINACID LIMITANTE: di una proteina o di una miscela proteica è l aminoacido essenziale carente o del tutto assente che limita l utilizzo di tutti gli altri aminoacidi anche se presenti in eccesso rispetto ai bisogni. Come abbiamo visto nelle proteine di origine vegetale questo aminoacido non è in genere sufficiente a garantire il fabbisogno e deve essere introdotto tramite l'abbinamento con altri cibi. AMINACIDI RAMIFICATI: o BCAA sono tre aminoacidi (Valina, isoleucina e Leucina) che in particolari condizioni, come l'impegno fisico intenso, vengono utilizzati come substrato energetico ausiliario di grassi e carboidrati. Aminoacidi ramificati nel cibo Vs aminoacidi ramificati negli integratori PLL 150 g TNN ALL'LI 112 g BRESALA 100 g 5 cpr di un integratore "famoso" Leucina 2,93 2,3 2,65 2,5 Valina 2,0 1,56 1,69 1,25 Isoleucina 1,73 1,34 1,61 1,25 SunHope.it 9

10 γglutammilcisteinilglicina Legame isopeptidico 2GSH + Xoss. GSSG + Xrid. CH H 2 N NH NH CNa S S H 2 N NH NH CNa CH Decarbossilazione di glutamina Decarbossilazione di istidina tirosina tirosina SunHope.it 10

11 + Eq. di Henderson Hasselbach SunHope.it 11

12 SunHope.it 12

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