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Carboidrati e Lipidi
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LE MOLECOLE BIOLOGICHE O BIOMOLECOLEBIOMOLECOLE
Costituiscono le strutture presenti negli organismi viventi
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Caratteristiche: Sono composti chimici costituiti da carbonio, idrogeno e ossigeno.
GLICIDI o ZUCCHERI o CARBOIDRATICaratteristiche: 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 viventip g g(funzione di sostegno, soprattutto nei vegetali cellulosa)
Energetica: forniscono energia per svolgere tutte le funzioni dell'organismoProtezione: costituiscono l’esoscheletro degli invertebrati (chitina)
Organismi autotrofi (Es. piante): sintetizzano h ( l ) dzuccheri (glucosio) a partire da componenti
inorganici quali acqua e CO2 mediante il processo di fotosintesi clorofilliana.
Organismi 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 ‐> saccarosiolatte e latticini ‐> lattosio
l ( ) b ( ) lcereali (pane, pasta, riso), tuberi (patate) e legumi ‐> amidocarne e pesce ‐> glicogeno
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I diversi tipi di glicidiRibosio
Monosaccaridi
5C RibosioDesossiribosio Componenti degli acidi nucleici
(formati da 1 molecola di zucchero)
Glucosio principale fonte di energiaFruttosio si trova nella fruttaGalattosio
6C
Disaccaridi(formati da 2 molecole di
Glucosio + fruttosio Saccarosio (comune zucchero da cucina)Glucosio + glucosio Maltosio (deriva da digestione dell’amido)l l ( l l )molecole di
zucchero) Glucosio + galattosio Lattosio (in latte e latticini)
P li idi Amido riserva energetica nei vegetali (cereali, tuberi, legumi)Polisaccaridi(formati da più di 20 molecole di glucosio)
g g ( , , g )si accumula nella cellula vegetale nei semi e nelle radici
Glicogeno riserva energetica negli animali si accumula in muscoli e fegatodi glucosio) Cellulosa funzione di sostegno nei vegetali si trova nella parete delle cellule vegetali, digerita solo dagli erbivoriè il composto organico più abbondante sulla Terra
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Aspetti generali• I l idi i i→ C H O• I glucidi sono composti ternari → C, H, O
• Sono anche detti carboidrati o zuccheri• Sono anche detti carboidrati o zuccheri
• Sono i costituenti più abbondanti nelle cellule vegetaliSono i costituenti più abbondanti nelle cellule vegetali
• Vengono sintetizzati grazie alla fotosintesi clorofilliana g g
• Nel corpo umano costituiscono soltanto l’1% del peso corporeo
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Pag. 69Pag. 69
Classificazione dei glucidi
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monosaccaridi
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I monosaccaridi
Da 3 a 7 atomi di C, si dividono in aldosi e chetosi. Data la loro composizione si possono considerare polialcol. Presentano il fenomeno dell’isomeria.
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I monosaccaridi
• Sono solubili in acqua
• Hanno aspetto cristallino e colore bianco
• Sono dolci• Sono dolci
• Formula generale: CnH2nOn (C6H12O6 )Formula generale: CnH2nOn (C6H12O6 )
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Glucosio fruttosio galattosioGlucosio, fruttosio, galattosio
• Sono isomeri strutturali
• Glucosio: – è il glucide più importante in natura– si trova nella frutta e nei vegetali– nel sangue umano→ 60‐100 mg/100nel sangue umano→ 60 100 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)lattosio e di alcuni glucidi complessi)
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I disaccaridi
Il legame tra due monomeri glucidici è detto legame glucosidico, può essere:– di tipo α (i due –OH sono sotto il piano della molecola) – di tipo β (uno dei due –OH è sotto il piano della molecola, l’altro sopra)– Sono bianchi, cristallini, dolci e idrolizzabili
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I disaccaridi
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Saccarosio, maltosio, lattosio• Saccarosio (glucosio + fruttosio):
– è lo zucchero da tavola– si ottiene dalla barbabietola e dalla canna da zucchero
• Maltosio (glucosio + glucosio):Maltosio (glucosio + glucosio):– è lo zucchero del malto– si ottiene per idrolisi dell’amido
• Lattosio (glucosio + galattosio):– è lo zucchero del latteè lo zucchero del latte – per fermentazione lattica dà acido lattico
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Lattosio-D-galattosio-(1-4)--D-glucosio
Saccarosio-D-fruttosio-(1-2)--D-glucosio-D-fruttosio-(1-2)--D-glucosio
2
Trealosio-D-glucosio-(1-1)--D-glucosio
Maltosio-D-glucosio -(1-4)--D-glucosio
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I polisaccaridi: classificazione
• In base alla composizione chimica:– omopolisaccaridi, ad es. amido, glicogeno, cellulosap , , g g ,– eteropolisaccaridi, ad es. emicellulosa, pectina
• I b ll f i• In base alla funzione:– di riserva, ad es. amido, glicogeno
t tt l d ll l hiti– strutturale, ad es. cellulosa, chitina
• In base agli aspetti nutrizionali:In base agli aspetti nutrizionali:– disponibili, ad es. amido – non disponibili, ad es. cellulosa, emicellulosa→ fibra
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Amido
• È la riserva energetica più importante dei vegetali
• Si accumula nei semi e nei tuberi
• È formato da due polisaccaridi:È formato da due polisaccaridi:– amilosio→ lineare– amilopectina→ ramificato
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Amido
Puntoifi iRamificazione ramificazione
Catenaprincipale
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Glicogeno è il più importante zucchero di g p priserva animale
• Polimero del glucosio → forma ramificata
• Si accumula nel fegato e nei muscoli
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• Possediamo enzimi
Glicogeno
• Possediamo enzimi salivari, pancreatici e intestinali che scindono i legami 1 4 interni 1 4legami 1-4 interni, 1-4 terminali e 1-6.• Non possediamo enzimi che frammentano i legamiche frammentano i legami 1-4 della cellulosa
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Glicogeno
Puntoifi iRamificazione ramificazione
Catenaprincipale
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Cellulosa
• Polimero del glucosio con legami β‐glucosidici→ non è digeribile dall’organismo umanodigeribile dall organismo umano
• Ha forma lineare
• Conferisce rigidità ai tessuti vegetali
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Eteropolisaccaridi
• Emicellulose:– Struttura per lo più ramificata– Ad es. xilani, mannani, galattani, ecc.
• Pectine:Pectine:– Sono molto abbondanti nella frutta– In soluzione acida e con zuccheri gelificano →marmellata
• Glicoproteine:– Svolgono ruoli biologici complessiSvolgono ruoli biologici complessi– Ad es. fibrinogeno, collagene, immunoglobuline, ecc.
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Cosa sono i grassi o lipidi?Cosa sono i grassi o lipidi?
Lipidi da LIPOS = grassoLipidi da LIPOS = grasso
Sostanze organiche di diversa natura con una caratterestica comune: sono insolubili in acqua
Importanti costituenti dei tessuti vegetali e animali
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I lipidi nell’alimentazione
Danno energia
Trasportano le vitamine liposolubili
Forniscono AGE (ac. Grassi essenziali)
Danno senso di sazietà e appetibilità ai cibi
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I lipidi nell’organismo umano
Deposito di energia (trigliceridi)Deposito di energia (trigliceridi)
Struttura delle membrane cellulari (fosfolipidi)
Funzione regolatrice (ormoni - prostaglandine)u o e ego at ce (o o p ostag a d e)
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Composizione chimica
I lipidi sono composti essenzialmente da
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I lipidi si classificano in
steridiLipidi semplici
ceresteroidi
steridi
vitamine o provitamineterpeni
fosfolipidi
Lipidi complessi
fosfolipidi
glicolipidilipoproteineg p
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Acidi grassi
Gli acidi grassi
Diff i l’ d ll’ lt l l h d ll tDifferiscono l’uno dall’altro per la lunghezza della catena
Differiscono per la presenza o assenza di doppi legami
Gli acidi grassi saturi (legami semplici)i t l t t isi trovano prevalentemente in
Gli idi i i t i (l i d i)Gli acidi grassi insaturi (legami doppi)si trovano prevalentemente in
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CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH18
Acido stearico
1
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH10 9
Acido oleico
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH1213
Acido oleico
15CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH
16
Acido linoleico
3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
Acido α-linoleico
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Acidi grassi essenzialiLinoleico (18 C e 2 doppi legami) serie omega 6
Linolenico (18 C e 3 doppi legami) serie omega 3 Linolenico (18 C e 3 doppi legami) serie omega 3
PUFA EPA DHAeicosapentaenoico
PUFA EPA e DHAacidi grassi polinsaturi
docosaesaenoico
(EPA), (DHA) e (PUFA) sono fattori nutrizionali protettivi verso il rischio cardiovascolare, in particolare di cardiopatie coronariche. La maggiore fonte alimentare di questi due PUFA è il pesce eLa maggiore fonte alimentare di questi due PUFA è il pesce, e diversi studi hanno riportato che il regolare consumo di prodotti ittici è in grado di ridurre la mortalità cardiovascolare
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Ac. Oleico (18:1;9)2468
9
357
Ac. Linoleico (18:2;9,12)
46
Ac. γ-Linolenico (18:3;6,9,12)
Ac. α-Linolenico (18:3;9,12,15)
Ac. Arachidonico (20:4;5,8,11,14)
2
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I trigliceridiI trigliceridi
Sono formati da una molecola di glicerolo e tre acidi grassiSono formati da una molecola di glicerolo e tre acidi grassi
AG
AG
3
Solidi cerosi o liquidi a seconda degli acidi grassi,inodori, insapori e incolori se puri
AG 3
Principali componenti del tessuto adiposo (riserva)
incolori se puri
Costituiscono il 95% dei grassi presenti negli alimenti
Sono isolanti termici
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H
H
H
Glicerolo
H
H 3monoacilglicerolo triacilglicerolo
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-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
H
H
H
H
H
H
H
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Steroidi
Sono esteri del colesterolo o altri steroli con acidi grassi
Il colesterolo è il principale sterolo di origine animale
Si ritrova:nelle membrane cellularinel sangue (HDL e LDL)nel sangue (HDL e LDL)e’ precursore degli ormoni steroidei, degli acidi biliarie’ precursore della vitamina De precursore della vitamina D
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La lecitina (fosfogliceride) abbasa il colesterolo cattivo nel sangue, ha potere emulsionante ed è usata come additivo
Costituiscono le membrane cellulari (bilayer lipidico) e le strutture nervosescaricato da www.sunhope.it
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fosfogliceridi sfingomielineFosfolipidi
AG
AG
fosfogliceridi sfingomielineAG
AG
fosfatoalcol fosfatoalcol
Costituiscono le membrane cellulari (bilayer lipidico) e le strutture nervose
La lecitina (fosfogliceride) abbasa il colesterolo cattivo nel sangue, ha potere emulsionante ed è usata come additivo
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legami
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l ilegami
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Glicolipidi
AG
zuccheri
Cerebrosidi: si ritrovano sulle membrane cellulari, in particolare nel cervello
Gangliosidi: presenti nelle fibre nervose
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II PARTEII PARTE
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LARN
torta dell'energia15%
glucidilipidi
60%25%
lipidiprotidi
1/3 saturi
2/3 insaturi2/3 insaturi
Colesterolo max 300 mg/giornoColesterolo max 300 mg/giorno
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Digestione dei lipidiGROSSE GOCCE
Sali biliari
EMULSIONE(trigliceridi e
grassi indigeriti)
(fase fisica)
Lipasi pancreatica grassi indigeriti)
MICELLE(M li idi
Lipasi pancreaticae altri enzimi(fase chimica)
(Monogliceridi +A.G.liberi e grassi
digeriti)
Enterociti (CHILOMICRONI)Acidi grassi a catena
di l( )
Vasi linfatici
corta direttamente nel sangue
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Metabolismo dei lipidi
Trigliceridi
CATABOLISMO ANABOLISMO
A tilC ATrigliceridi
lipolisiAcetilCoA
Biosintesi(citoplasma)
colesterolo
glicerolo + acidi grassi
-ossidazioneAcidi grassi fino a 16 C
( )
All t
c. chetonici
AcetilCoA Ciclo di Krebs
Allungamento(mitocondri)
desaturazione
CO2 H2O + energia ( ATP)AG a lunga catenaAG insaturi
escluso AGE
Nei mitocondri di tutte le cellule
Sintesi AG e fosfolipidiin tutte le celluleSintesi trigliceridi solo inescluso globuli rossi e cervello Sintesi trigliceridi solo in intestino, fegato, t. adiposogh. mammaria
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La fibra alimentare
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Funzioni della fibra alimentare
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Catene polisaccaridica
ifiramificata
non-ramificata
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Granuli di amidoGranuli di amido
Fotografia al microscopio elettronico di un cloroplasto
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Fotografia al microscopio elettronico di un epatocita
Granuli di glicogeno
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La digestione e l'assorbimento dei glucidiLa digestione e l assorbimento dei glucidi
Bocca
Stomaco
Duodeno
IntestinoIntestinotenue
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