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Glucidi

(o Carboidrati o Zuccheri)

 

Descrizione

I glucidi (dal greco "glucos" che significa dolce), chiamati anche zuccheri o carboidrati (da idrati di carbonio) o saccaridi, sono una delle principali classi di biomolecole. Hanno numerose funzioni biologiche tra cui quella di riserva energetica e trasporto dell'energia (esempio: amido, glicogeno...) e sono anche noti come componenti strutturali della cellulosa nelle piante e della cartilagine negli animali. Inoltre i carboidrati e i loro derivati giocano un ruolo fondamentale nel sistema immunitario, nella fertilità e nello sviluppo biologico.

Dal punto di vista chimico, i carboidrati sono aldeidi o chetoni a cui sono stati aggiunti vari gruppi ossidrilici, solitamente uno per ogni atomo di carbonio che non fa parte del gruppo funzionale aldeidico o chetonico. Le singole unità di carboidrati sono chiamate "monosaccaridi". Tra questi si annoverano il glucosio, il galattosio e il fruttosio. La formula generale di un monosaccaride, detta formula empirica (o minima) è (C·H2O)n, dove n è un numero maggiore o uguale a tre; ad ogni modo non tutti i carboidrati si adattano a questa precisa definizione stechiometrica (per esempio gli acidi uronici, i deossizuccheri come il fucosio).

I monosaccaridi possono legarsi tra di loro in moltissimi modi per formare i polisaccaridi o gli oligosaccaridi. Molti carboidrati contengono uno o più unità di monosaccaridi a cui sono stati tolti o aggiunti vari gruppi. Per esempio il deossiribosio, un componente del DNA, è una versione modificata del ribosio (un componente dell'RNA). Altri carboidrati presentano invece gruppi funzionali differenti, come nel caso degli amminozuccheri e delle glicoproteine.

I glucidi hanno varie funzioni nell'organismo vivente animale (umano compreso):

- Funzione energetica: 1 grammo di glucosio libera 4Kcal; la loro digestione è molto rapida e così il loro utilizzo. Perciò forniscono prontamente energia per il lavoro muscolare;

- Funzione regolatrice: assumere glucidi previene l'insorgere della chetosi (l'acetone dei bambini, ma viene anche agli adulti), perché intervengono anche nel metabolismo dei lipidi, promuovendone il corretto utilizzo. Infatti se gli acidi grassi vengono bruciati in gran quantità, provocano un eccesso di sostanze chetoniche nel sangue. Inoltre, il glucosio presente nel lume intestinale favorisce l'assorbimento dell'acqua e del sodio, mentre il lattosio favorisce l'assorbimento del calcio;

- Funzione plastica: con reazioni molto complesse, dai glucidi è possibile ricavare anche aminoacidi non essenziali. Inoltre alcuni glucidi costituiscono da soli, o insieme ad altre sostanze, alcune strutture essenziali del nostro organismo, come il DNA, le membrane cellulari e il tessuto nervoso;

- Funzione protettiva e disintossicante: i glucidi aiutano le cellule del fegato (epatociti) ad eliminare le sostanze tossiche prodotte dal lavoro di rielaborazione dei nutrienti o quelle penetrate dall'esterno.

 

Classificazione

Sono sostanze chimiche composte da carbonio, idrogeno e ossigeno e possono essere definiti come derivati aldeidici e chetonici di alcoli polivalenti:

 

In considerazione della loro complessità vengono classificati in:

Monosaccaridi

Contengono da 3 a 9 atomi di carbonio e sono le strutture più semplici dei glucidi. I monosaccaridi di importanza biologica comprendono il glucosio, il fruttosio ed il galattosio. Il glucosio è scarsamente presente in natura a parte piccolissime quantità nella frutta e nella verdura. Il fruttosio è presente come tale nella frutta e nel miele.

Disaccaridi

Si possono considerare come l'unione di due molecole di monosaccaridi legati tra loro da legami glucosidici. I disaccaridi di importanza biologica comprendono il saccarosio, il lattosio e il maltosio. Il saccarosio è composto da glucosio e fruttosio e si trova nella frutta, specialmente nella barbabietola e nella canna, da cui viene estratto per produrre lo zucchero da tavola. Il lattosio è contenuto nel latte ed è formato da glucosio e galattosio. Il maltosio (glucosio e glucosio) deriva dalla fermentazione (o dalla digestione) dell'amido.

Oligosaccaridi

Il termine oligosaccaridi è usato generalmente per i composti formati da 3 a 10 monosaccaridi. Esso comprende zuccheri quali il raffinosio, lo stachiosio ed il verbascosio non digeribili dall'uomo, composti da galattosio, glucosio e fruttosio e contenuti soprattutto nei legumi. La produzione di gas a seguito della fermentazione di questi zuccheri nell'intestino crasso spiega il meteorismo provocato soprattutto in alcuni soggetti dal consumo di prodotti leguminosi.

Polisaccaridi

Il termine polisaccaridi è usato generalmente per i composti formati da più di 10 monosaccaridi.

L'amido

Costituisce la riserva energetica del mondo vegetale. Le principali sorgenti di amido sono i cereali (pane, pasta, riso) e le patate. È presente sotto forma di granuli a struttura semicristallina: la cottura dei cibi altera tale struttura (processo di gelatinizzazione), rendendo l'amido digeribile. Il raffreddamento dei cibi, che conduce a parziali fenomeni di ricristallizzazione dell'amido, ne riduce parzialmente la digeribilità.

Il glicogeno

È di origine animale. Negli alimenti (carne, fegato) il suo contenuto tuttavia è privo di significato nutrizionale essendo presente in minime quantità: dopo la morte dell'animale il glicogeno a causa dell'anossia si trasforma in acido lattico.

 

 

Principali glucidi

Fonti alimentari principali

Digeribilità

Prodotti della digestione

Monosaccaridi

Glucosio

Frutta e miele

Ottima

Glucosio

Fruttosio

Frutta e miele

Ottima

Fruttosio

Disaccaridi

Saccarosio

Canne e barbabietole da zucchero

Ottima

Glucosio e Fruttosio

Lattosio

Latte e latticini

Incompleta negli adulti

Glucosio e Fruttosio

Polisaccaridi

Amido e destrine

Cereali, tuberi, legumi ecc...

Ottima

Glucosio

Glicogeno

Carne e pesce

Ottima

Glucosio

Inulina

Topinambur e cipolle

Parziale

Fruttosio

Mannosani

Legumi

Molto bassa

Mannosio

Pentosani

Frutta e gomme

Molto bassa

Pentosi

Cellulosa

Foglie e gambi di vegetali, involucro esterno di semi (crusca), cereali integrali, legumi, frutta

Digeribili parzialmente per azione dei batteri nell'intestino crasso

Glucosio

Pectine

Frutta, carote, patate dolci

Digeribili parzialmente per azione dei batteri nell'intestino crasso

Galattosio Arabinosio

 

I carboidrati possono essere classificati come semplici (monosaccaridi e disaccaridi) o complessi (oligosaccaridi e polisaccaridi). Le linee guida per l'alimentazione generalmente consigliano i carboidrati complessi, e alcuni cibi ricchi di carboidrati semplici come la frutta (che contiene glucosio e fruttosio) o i prodotti caseari (che contengono lattosio) come sola fonte di carboidrati nella dieta. Ciò esclude alcune fonti di zuccheri semplici come i dolci o le bevande zuccherate.

L'indice glicemico e il carico glicemico sono concetti sviluppati per analizzare il comportamento del cibo durante la digestione. Questi classificano i cibi ricchi di carboidrati in base alla velocità del loro effetto sul livello di glucosio nel sangue. L'indice insulinico è una classificazione simile, più recente, che classifica il cibo in base al suo effetto sui livelli di insulina nel sangue, causato dai vari macronutrienti, soprattutto dai carboidrati e da alcuni amminoacidi presenti nel cibo. L'indice glicemico è una misura di quanto velocemente i carboidrati del cibo vengono assorbiti, mentre il carico glicemico è la misura che determina l'impatto di una data quantità di glucidi presenti in un pasto.

I carboidrati complessi non assimilabili, come la cellulosa, l'emicellulosa e la pectina, sono una importante componente della fibra alimentare.

 

Monosaccaridi

Classificazione dei monosaccaridi

I monosaccaridi sono classificati in base a tre differenti caratteristiche: la posizione del loro gruppo carbonile, il numero di atomi di carbonio che contengono e la loro chiralità. Se il gruppo carbonilico è aldeidico, il monosaccaride è un aldoso; se il gruppo carbonilico è chetonico, il monosaccaride è un chetoso. I monosaccaridi con tre atomi di carbonio sono chiamati triosi, con quattro sono chiamati tetrosi, con cinque pentosi, con sei esosi e con sette eptosi. Questi due sistemi di classificazione sono spesso combinati. Per esempio, il glucosio è un aldoesoso, il ribosio è un aldopentoso e il fruttosio è un chetoesoso.

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. Il D-glucosio, per esempio, ha formula (C·H2O)6 e quattro dei suoi sei atomi di carbonio sono stereogeni, rendendo il D-glucosio uno dei 16 possibili stereoisomeri. Nel caso della gliceraldeide, un aldotrioso, c'è una coppia di possibili stereoisomeri, che sono enantiomeri ed epimeri. L'1-3-diidrossiacetone, il chetoso che corrisponde alla gliceraldeide aldosa, è una molecola simmetrica senza stereocentri. La classificazione in D o L è fatta in base all'orientamento del carbonio asimmetrico più lontano dal gruppo carbonilico: in una proiezione di Fischer standard 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 più comuni e pertanto la D spesso viene omessa.

 

Configurazione dei monosaccaridi

Il gruppo aldeidico o chetonico di una catena lineare di un monosaccaride reagirà reversibilmente con un gruppo ossidrile su un altro atomo di carbonio per formare un semiacetale o un semichetale, formando un anello eterociclico con un ponte ossigeno tra i due atomi di carbonio. Gli anelli con cinque o sei atomi sono chiamati furanosi e piranosi ed esistono in equilibrio con la forma a catena aperta. Durante la conversione dalla forma a catena aperta alla forma ciclica, l'atomo di carbonio contenente l'ossigeno carbonilico, chiamato carbonio anomerico, diventa un centro chirale con due possibili configurazioni: l'atomo di ossigeno può prendere posizione sopra o sotto il piano dell'anello. I due possibili stereoisomeri risultanti sono detti anomeri. Nell'anomero α, l'-OH che sostituisce il carbonio anomerico sta dal lato opposto (trans) dell'anello (secondo CH2OH). La forma alternativa dà l'anomero β. Dato che l'anello e la forma a catena aperta si interconvertono velocemente, entrambi gli anomeri esistono all'equilibrio.

La mutarotazione è un fenomeno, legato proprio all'instaurarsi di un equilibrio tra anomeri, che consiste nella variazione del potere rotatorio dei carboidrati osservato in una loro soluzione.

 

Ruolo biologico dei monosaccaridi

I monosaccaridi sono la più grande risorsa per il metabolismo, dato che vengono usati come fonte di energia. Quando non c'è immediato bisogno di monosaccaridi spesso sono convertiti in forme più vantaggiose per lo spazio, spesso in polisaccaridi. In molti animali, compresi gli umani, questa forma di deposito è il glicogeno, sito nelle cellule del fegato e dei muscoli. Le piante invece utilizzano l'amido come riserva. Altri polisaccaridi come la chitina, che concorre alla formazione dell'esoscheletro degli artropodi, svolgono invece una funzione strutturale.

 

Oligosaccaridi e polisaccaridi

Gli oligosaccaridi e i polisaccaridi sono composti da lunghe catene di monosaccaridi (monomeri) legati da legami glicosidici. La distinzione tra i due è basata sul numero di monosaccaridi presenti nella catena. Gli oligosaccaridi tipicamente contengono da sette a nove monosaccaridi, mentre i polisaccaridi contengono più di dieci monosaccaridi.

I polisaccaridi rappresentano un'importante classe di polimeri biologici. La loro funzione negli organismi viventi è di solito strutturale o di deposito. L'amido (un polimero del glucosio) è utilizzato come polisaccaride di deposito nelle piante, e si trova sia nella forma di amilosio sia in quella ramificata dell'amilopectina. Negli animali, il polimero di glucosio strutturalmente simile è il più densamente ramificato glicogeno, qualche volta chiamato "amido animale". Le proprietà del glicogeno gli permettono di essere metabolizzato più rapidamente, il che si adatta alle vite attive degli animali che si muovono. Le forme di glicogeno più diffuse sono il glicogeno epatico e glicogeno muscolare. Il glicogeno epatico si trova nel fegato, è la riserva di zucchero e di energia negli animali e dura 24 ore. Il glicogeno muscolare è la riserva di zucchero utilizzata direttamente dalle cellule muscolari senza passare per la circolazione sanguigna. Il glicogeno epatico, invece, prima di raggiungere le cellule e, in particolare, il tessuto muscolare deve essere immesso nella circolazione sanguigna.

I polisaccaridi si suddividono in omopolisaccaridi (costituiti da tante unità di uno stesso monosaccaride ripetuto più volte) e eteropolisaccaridi (costituiti da tante unità monosaccaridiche diverse). La cellulosa e la chitina sono esempi di polisaccaridi strutturali. La cellulosa è situata nelle pareti cellulari e in altri organismi, e si ritiene che sia la più abbondante molecola organica sulla Terra. Ha molti utilizzi, come un ruolo significativo nell'industria tessile e della carta, ed è usata come materia prima per la produzione del rayon (attraverso il processo viscoso), acetato di cellulosa, celluloide, e nitrocellulosa. La struttura della chitina è simile, ha delle catene laterali che contengono azoto, aumentandone la forza. Si trova negli esoscheletri degli artropodi e nelle pareti cellulari di alcuni funghi. Ha molti usi, tra cui il filo di sutura chirurgico.

Altri polisaccaridi includono il callosio, la laminarina, lo xilano, il mannano, il fucoidano, e il galactomannano.

 

Ossidazione e sintesi

Riduzione e ossidazione dei glucidi

Pur esistendo prevalentemente in forma emiacetalica ciclica, i glucidi sono in equilibrio con la loro forma a catena aperta. Ciò rende il gruppo aldeidico soggetto a reazioni di riduzione, solitamente utilizzando l'idrogenazione catalica o il tetraidroborato di sodio. Una applicazione di questa reazione consiste nella sintesi del dolcificante sorbitolo, ottenuto dalla riduzione del D-glucosio:

 


 

La funzione aldeidica è anche soggetta a ossidazione, per esempio con bromo, formando i composti noti come acidi aldonici. Utilizzando condizioni ossidative più drastiche, per esempio impiegando acido nitrico, è possibile ossidare anche il gruppo -CH2OH terminale, producendo gli acidi aldarici.

Acidi aldonici e aldarici tendono a esistere principalmente sotto forma di lattoni. Infine è possibile che si verifichi solamente l'ossidazione del gruppo -CH2OH terminale con il gruppo -CHO che resta inalterato, producendo gli acidi uronici. La formazione di questo genere di composti avviene prevalentemente per via biochimica per azione di enzimi, dato che con i rettivi chimici risulta favorita l'ossidazione del gruppo aldeidico. Un esempio di acido uronico è rappresentato dall'acido glucuronico, ottenuto per ossidazione del D-glucosio e che ricopre un ruolo importante nell'escrezione delle sostanze tossiche per via urinaria.

In generale, gli zuccheri suscettibili di ossidazione vengono definiti zuccheri riducenti. Sono riducenti tutti quegli zuccheri il cui carbonio anomerico non è impegnato in un legame stabile, come nel caso dei glicosidi e disaccaridi come il saccarosio. Oltre agli aldosi, anche i chetosi sono zuccheri riducenti, in quanto presentano anche loro una funzione aldeidica in seguito a un equilibrio con un intermedio enediolico (diolo con un doppio legame, R-C(OH)(CHOH)). I reattivi di Benedict e quello di Fehling sono di comune utilizzo nella pratica di laboratorio per la determinazione delle proprietà riducenti degli zuccheri.

 

Scissione ossidativa

Menzione a parte merita l'ossidazione con acido periodico, in quanto quest'ultima provoca anche una scissione della molecola glucidica. La reazione, utilizzata per la determinazione della struttura dei carboidrati, implica la rottura del legame C-C di un 1,2-diolo con formazione di due chetoni:

R2(HO)C-C(OH)R'2 + HIO4 → R2C=O + R'2C=O + HIO3 + H2O

 

o di un composto α-idrossi carbonilico con formazione di un acido carbossilico e di un chetone:

RC(O)-C(OH)R'2 + HIO4 → RCO2H + R'2C=O + HIO3

 

Quando sono presenti tre atomi di carbonio contigui legati a gruppi OH la reazione consuma due moli di acido periodico e il carbonio centrale viene ossidato ad acido formico (HCO2H):

R2(OH)C-C(OH)-C(OH)R'2 + 2 HIO4 → R2C=O + HCO2H + R'2C=O + 2 HIO3

 

Il legame evidenziato col trattino è quello che subisce la scissione.

 

Glicosidi

Quando un emiacetale reagisce con una funzione alcolica di un altro composto chimico si ottiene un glicoside. La parte non zuccherina del composto ottenuto viene chiamata aglicone. I glicosidi, impegnando il carbonio anomerico nella formazione di un legame etereo stabile, a differenza degli zuccheri originari non presentano mutarotazione. Sono soggetti a idrolisi per azione di acidi in soluzione acquosa.

I glicosidi rappresentano una classe di sostanze molto diffuse in natura e diversi di loro possiedono proprietà farmacologiche.

 

Sintesi di Kiliani-Fischer

La sintesi di Kiliani-Fischer permette l'omologazione dei carboidrati, ovvero consente l'allungamento della catena. Viene realizzata facendo reagire lo zucchero di partenza con un cianuro, tipicamente NaCN, che produce una addizione nucleofila al gruppo carbonilico aggiungendo un nuovo gruppo nitrilico (-C≡N) e generando due epimeri. Il nitrile viene successivamente trasformato in acido carbossilico in seguito a idrolisi, e questo forma un lattone. A questo punto si separa il diastereomero che interessa e lo si sottopone a riduzione con amalgama di sodio. In tal modo si ottiene un nuovo zucchero che differisce dallo zucchero di partenza per la presenza di un atomo di carbonio in più, senza variazione della stereochimica degli altri atomi di carbonio chirali.

 

Nutrimento

I carboidrati sono la più comune fonte di energia negli organismi viventi, e la loro digestione richiede meno acqua di quella delle proteine o dei grassi. Le proteine e i grassi sono componenti strutturali necessari per i tessuti biologici e per le cellule, e sono anche una fonte di energia per la maggior parte degli organismi.

I carboidrati non sono nutrienti essenziali per gli esseri umani: il corpo può ottenere tutta l'energia necessaria da proteine e grassi. Però una dieta completamente priva di carboidrati può portare a chetosi. Comunque, il cervello e i neuroni in genere non possono consumare direttamente i grassi e hanno bisogno di glucosio da cui ricavare energia: questo glucosio può essere ricavato da alcuni degli amminoacidi presenti nelle proteine e anche dal glicerolo presente nei trigliceridi. I carboidrati forniscono 3,75 kcal per grammo, le proteine 4 kcal per grammo, mentre i grassi forniscono 9 kcal per grammo. Nel caso delle proteine, però, quest'informazione è fuorviante in quanto solo alcuni degli amminoacidi possono essere utilizzati per ricavare energia. Allo stesso modo, negli esseri umani, solo alcuni carboidrati possono fornire energia, tra questi ci sono molti monosaccaridi e alcuni disaccaridi. Anche altri tipi di carboidrati possono essere digeriti, ma solo grazie all'aiuto dei batteri intestinali. I ruminanti e le termiti possono addirittura digerire la cellulosa, che non è digeribile dagli altri organismi.

Tra i cibi ricchi di carboidrati ricordiamo il pane, la pasta, i legumi, le patate, la crusca, il riso e i cereali. La maggior parte di questi cibi sono ricchi di amido.

La FAO (Food and Agriculture Organization) e l'OMS (Organizzazione Mondiale della Sanità) raccomandano di ingerire il 55-75% dell'energia totale dai carboidrati, ma solo il 10% dagli zuccheri semplici.

 

Potere dolcificante degli zuccheri

Il potere dolcificante delle varie tipologie di zucchero è molto diverso. Il fruttosio ha il potere dolcificante più alto, circa il doppio rispetto al miele e al glucosio. Il lattosio ha, invece, il potere dolcificante più basso. Ponendo a 100 il potere dolcificante del saccarosio (lo zucchero da cucina) è possibile comparare il potere dolcificante degli altri zuccheri:

 

Fruttosio

173

Saccarosio

100

Miele

90

Glucosio

74

Maltosio

32

Galattosio

32

Lattosio

16

 

Fabbisogno nell'uomo

Poiché l'organismo umano ha la capacità di sintetizzare i glucidi da altri nutrienti, i carboidrati non possono essere considerati propriamente nutrienti essenziali; esiste tuttavia la necessità di mantenere il livello di glicemia entro un intervallo di valori adeguato al fabbisogno del sistema nervoso centrale e degli eritrociti (meglio conosciuti come globuli rossi).

L'assunzione complessiva raccomandata di carboidrati è intorno al 55-60% dell'energia totale. Il consumo di zuccheri semplici non dovrebbe tuttavia superare il 10-12% delle calorie totali. Nel caso degli zuccheri semplici aggiunti essi infatti forniscono soltanto energia. Gli alimenti contenenti carboidrati complessi, invece, oltre a fornire energia a più lento rilascio, rispetto a quelli semplici, apportano anche altri nutrienti fondamentali all'equilibrio generale della dieta. Questo aspetto è rilevante soprattutto quando sia necessario mantenere l'apporto energetico globale entro limiti relativamente modesti, come richiesto anche dallo stile di vita attuale mediamente improntato alla sedentarietà.

L'organismo, in condizioni di riposo, consuma 160g di glucosio al giorno, di cui 120g vengono utilizzati dal cervello (questo è uno dei motivi per i quali non bisognerebbe mai assumere meno di 160g di carboidrati al giorno).

 

Metabolismo

I carboidrati rappresentano dunque la principale fonte di energia per i processi organici, in quanto forniscono il glucosio come combustibile, risparmiando quindi le proteine. La loro digestione inizia nella bocca. Quando le sostanze contenenti amido vengono masticate, l’amilasi salivare (un enzima secreto dalla ghiandola parotide), inizia la scissione dell'amido in glucosio e maltosio. Quando il cibo giunge nello stomaco, l'acidità gastrica neutralizza l'amilasi ed i carboidrati, insieme ad altri nutrienti, vengono spinti nell'intestino tenue dove si verifica gran parte della loro digestione. Altri enzimi, come ad esempio l'amilasi pancreatica, raggiungono il duodeno attraverso i dotti pancreatici e continuano la scissione dell'amido in glucosio e maltosio. La superficie della mucosa dell'intestino tenue è caratterizzata dalla presenza di particolari strutture chiamate villi e microvilli che aumentano notevolmente la superficie di assorbimento: infatti circa il 90% dei nutrienti contenuti negli alimenti digeriti è assorbito a questo livello. Una volta assorbiti, il glucosio e gli altri zuccheri semplici vengono trasportati nel fegato attraverso la circolazione sanguigna e qui gli altri zuccheri semplici sono convertiti in glucosio che viene conservato sotto forma di glicogeno. In caso di bisogno, i depositi di glicogeno nel fegato o nel muscolo scheletrico possono essere nuovamente scissi (processo di glicolisi), con conseguente rilascio di glucosio nel sangue.

La glicemia, ossia il livello ematico di glucosio nel sangue, è regolata dall'insulina (ormone prodotto dal pancreas) secondo il fabbisogno corporeo.

L'insulina può:

  1. stimolare la trasformazione del glucosio in glicogeno, come riserva di energia a pronto rilascio;

  2. stimolare la trasformazione del glucosio in lipidi, costituendo una riserva energetica a lungo termine nel tessuto adiposo;

  3. stimolare il passaggio del glucosio nelle cellule per fornire l'energia cellulare necessaria.

All’interno delle cellule il glucosio, se è presente ossigeno in quantità sufficiente, viene usato per produrre le importanti molecole energetiche di ATP (adenosina trifosfato) attraverso un complesso processo biochimico definito ciclo di Krebs: quella appena descritta è la cosiddetta glicolisi aerobica, che è molto efficiente e determina la produzione di 38 molecole di ATP, oltre che acqua ed ossigeno.

Quando invece l'ossigeno non è disponibile o è disponibile solo in scarsa quantità, come nel caso di attività fisica notevole e prolungata, si avvia un processo chimico poco efficiente che porta alla produzione di acido lattico e solo 2 molecole di ATP. L'acido lattico viene poi ritrasportato al fegato, dove viene convertito in glicogeno attraverso il cosiddetto ciclo di Cori. Questo processo viene definito glicolisi anaerobica.

 

Catabolismo

Le principali vie metaboliche dei monosaccaridi sono:

  1. La glicolisi: processo attraverso il quale una molecola di glucosio viene trasformata in due molecole di piruvato con un rilascio di energia sotto forma di 2 molecole di ATP e con la riduzione di due molecole di NAD+ a NADH + H+.

  2. Il ciclo di Krebs: processo continuo atto a disorganicare i due atomi di carbonio presenti nell'Acetil-CoA (risultato dell'azione della piruvato deidrogenasi sul piruvato) in due molecole di anidride carbonica con un rilascio di energia sotto forma di 3 NADH + 3 H+, 1 FADH2 e 1 GTP (facilmente convertibile in ATP tramite l'azione dell'enzima nucleoside difosfato chinasi).

  3. Via del fosfogluconato: processo parallelo alla glicolisi atto a rifornire l'organismo di ribosio-5-fosfato e NADPH.

Gli oligosaccaridi e i polisaccaridi sono prima scissi in monosaccaridi da enzimi detti glicosidasi per poi essere catabolizzati singolarmente. In alcuni casi, come per la cellulosa, il legame glicosidico è particolarmente difficile da scindere e pertanto sono necessari enzimi specifici (in questo caso la cellulasi) senza i quali è impossibile catabolizzare tali zuccheri.

 

Voci correlate

- Saccarosio o zucchero da cucina;

- Fruttosio;

- Dolce;

- Diabete;

- Indice glicemico;

- Canna da zucchero;

- Melassa;

- Stevia rebaudiana;

- Biochimica;

 

Tratto da Wikipedia, elaborato e modificato.