I glucidi Schemi delle lezioni glucidi

1. I diversi tipi di glicidi Glucidi da GLUCOS = dolce I più semplici hanno sapore dolce Hanno formula generale Cn(H2O)n da cui Idrati di carbonio o carboidrati I polisaccaridi sono molecole polimeriche. I polimeri sono molecole costituite dall’unione di molte unità di base dette monomeri. MONOSACCARIDI DISACCARIDI – OLIGOSACCARIDI POLISACCARIDI ] omosaccaridi eterosaccaridi glucidi

1. I diversi tipi di glicidi Ribosio Desossiribosio Componenti degli acidi nucleici Monosaccaridi (formati da 1 molecola di zucchero) Glucosio  principale fonte di energia Fruttosio  si trova nella frutta Galattosio  si trova nel latte 6C Disaccaridi (formati da 2 molecole di zucchero) Glucosio + fruttosio  Saccarosio (comune zucchero da cucina) Glucosio + glucosio  Maltosio (deriva da digestione dell’amido) Glucosio + galattosio  Lattosio (in latte e latticini) Polisaccaridi (formati da più di 20 molecole di glucosio) 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 glucidi

2. Le molecole biologiche: i carboidrati I carboidrati vengono classificati in base al numero di molecole che contengono. I carboidrati più semplici sono i monosaccaridi. Nella molecola dei monosaccaridi per ogni atomo di carbonio sono presenti due atomi di idrogeno. In soluzione acquosa i monosaccaridi presentano, oltre alla struttura a catena lineare, una struttura chiusa ad anello (V. diapositiva successiva). Il glucosio ( 6C ), è la principale fonte di energia per gli esseri umani e gli altri vertebrati. glucidi

3. I monosaccaridi I carboidrati sono derivati aldeidici o chetonici di alcol polivalenti chetosi -C- O || aldosi -C--H O || Triosi -C-C-C- Tetrosi –C-C-C-C- Pentosi –C-C-C-C-C- Esosi -C-C-C-C-C-C- Forme D e forme L Forme alfa e forme beta Presentano: Isomeria ottica Isomeria conformazionale I monosaccaridi con più di tre atomi di C, in soluzione acquosa, assumono una forma ciclica; in particolare nella ciclizzazione del glucosio il gruppo aldeidico forma un legame covalente con l'O del gruppo OH in C5, mentre in quella del fruttosio avviene un legame covalente tra il gruppo carbonilico chetonico in C2 con il C5. OH OH La ciclizzazione potendo avvenire in due "direzioni" determina la formazione di un nuovo atomo di carbonio chirale, il C in 1,  e di due nuovi isomeri chiamati anomeri α e β.  glucidi

3. I monosaccaridi PENTOSI Ribosio (e desossiribosio): acidi nucleici – ATP - coenzimi Chetopentoso – anello a 5 atomi ESOSI Glucosio: piante (fotosintesi) – sangue – carburante cellule Aldoesoso – anello a 6 atomi Fruttosio: miele - frutta - presente nel saccarosio Chetoesoso – anello a 5 atomi Galattosio: strutture nervose – presente nel lattosio Aldoesoso – anello a 6 atomi Mannosio: frassino della manna – presente in polisaccaridi Aldoesoso – anello a 6 atomi glucidi

4. Come si formano i disaccaridi? Reazione di condensazione H2O Saccarosio O Glucosio OH Fruttosio HO Le molecole dei vari monosaccaridi possono unirsi tra loro per dare zuccheri con molecole più grandi, come il saccarosio ( lo zucchero che usiamo a tavola). I disaccaridi sono costituiti da due monosaccaridi uniti, per condensazione (eliminazione di una molecola d'acqua) , da un legame O-glicosidico che si forma tra il carbonio-1 e il carbonio-4 di due zuccheri (più precisamente tra un gruppo ossidrilico di un monosaccaride con il carbonio anomerico di un altro zucchero). La reazione inversa consiste nella rottura del legame con aggiunta di acqua, e viene detta reazione di idrolisi. Il saccarosio, la cui molecola è formata da due unità diverse (una molecola di glucosio e una di fruttosio), è un disaccaride. glucidi

4. Come si formano i disaccaridi? I due schemi rappresentano la formazione del maltosio, presente nei cereali, e del lattosio, lo zucchero presente nel latte. Reazione di condensazione H2O Maltosio O Glucosio OH Glucosio HO Reazione di condensazione H2O Lattosio O Glucosio OH Galattosio HO glucidi 8

4. I disaccaridi Saccarosio: comune zucchero da cucina – barbabietola e canna Glucosio + Fruttosio Lattosio: latte Glucosio + Galattosio Maltosio: malto di birra – degradazione amido Glucosio + Glucosio – legame alfa Cellobiosio: degradazione cellulosa Glucosio + Glucosio – legame beta glucidi

5. I polisaccaridi I monosaccaridi si uniscono a formare i carboidrati più complessi (detti polisaccaridi) tramite reazioni di condensazione ripetute. glucidi 10

5. I polisaccaridi di interesse biologico Alcuni polisaccaridi funzionano come riserve di energia per gli animali (amidi nelle piante, glicogeno negli animali), altri hanno una funzione strutturale (cellulosa). Granuli di amido in cellule di tubero di patata Granuli di glicogeno nel tessuto muscolare Fibre di cellulosa nella parete di una cellula vegetale Monomeri di glucosio Molecole di cellulosa Amido Glicogeno Cellulosa Legami alfa Legami beta glucidi 11 11

6. POTERE DOLCIFICANTE Saccarina 40000 Aspartame 20000 Fruttosio 150 SACCAROSIO 100 Glucosio 75 Maltosio 32 Galattosio 22 Lattosio 20 glucidi

7. FUNZIONI nell’organismo umano Energia immediata (glucosio) ENERGETICA 1 g = 4 kcal Energia di riserva (glicogeno) Glicolipidi e glicoproteine delle membrane cellulari Acidi nucleici STRUTTURALE REGOLATRICE Gli oligosaccaridi sulla superficie della cellula servono da segnali ALTRE FUNZIONI PARTICOLARI Acido jaluronico – condroitine - eparina glucidi

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8. LARN 50% complessi 10% semplici glucidi

9. FIBRA Glucidi non disponibili INSOLUBILE SOLUBILE Pectine Gomme Mucillagini Polisaccaridi alghe Cellulosa Emicellulose lignina glucidi

10. DIGESTIONE DELL’AMIDO Amilasi salivare DESTRINE Amilasi pancreatica MALTOSIO Enzimi parete intestinale GLUCOSIO Vena porta DIGESTIONE DEI DISACCARIDI DISACCARIDI Enzimi parete intestinale MONOSACCARIDI glucidi Vena porta

11. METABOLISMO DEI GLUCIDI CATABOLISMO ANABOLISMO Glicogeno Acido piruvico fegato gluconeogenesi fegato e muscoli glicogenolisi Glucosio Glucosio tutte le cellule fegato e muscoli glicolisi glicogenosintesi Acido piruvico Glicogeno glicolisi anaerobia glicolisi aerobia AcetilCoA Acido lattico + 2 ATP CO2 H2O + 38 ATP glucidi