Carboidrati: categoria di macronutrienti fondamentali per la sopravvivenza
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Carboidrati: categoria di macronutrienti fondamentali per la sopravvivenza

Articolo che esamina da vicino i glucidi (anche da un punto di vista biochimico), sottolineando la differenza tra macronutrienti e micronutrienti

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Carboidrati: categoria di macronutrienti fondamentali per la sopravvivenza

I macronutrienti sono le sostanze che servono a l'organismo per la sopravvivenza, essi forniscono energia necessaria per svolgere le normali attività della vita quotidiana. Vengono definiti macronutrienti dato che devono essere assunti in quantità maggiori rispetto i micronutrienti.

Tra di essi troviamo:

  • glucidi (carboidrati)
  • lipidi (grassi)
  • protidi (proteine)

Anche l'alcol viene considerato un macronutriente a causa del suo grande potere calorico, da un 1g di alcol si ricavano 7,3 kcal, ma è irrilevante per la sopravvivenza.

Carboidrati

I carboidrati o glucidi o zuccheri, sono formati da idrogeno, carbonio e ossigeno, la loro formula empirica è CH2O. Vengono chiamati carboidrati (da idrati di carbonio) in quanto il rapporto idrogeno/ossigeno è di 2/1 come nell'acqua.

La loro funzione principale è quella di fornire energia immediata nell'organismo, ma svolgono anche una funzione strutturale, di fatto possiamo trovarli come componenti delle membrane delle cellule animali (glicoproteine e glicolipidi). I glucidi sono suddivisi in tre classi:

Monosaccaridi

I monosaccaridi, conosciuti anche come zuccheri semplici,sono costituiti da una singola unità di carboidrati. Sono sostanze di colore bianco e di sapore dolce, cristallina, solubili in acqua e insolubili nei solventi organici. Il numero di atomi di carbonio può variare da un minimo di 3 atomi di carbonio (3C), fino ad un massimo di sette atomi di carbonio (7C).

In base al numero di atomi di carbonio prendono denominazioni differenti

  • triosi (3C)
  • tetrosi (4C)
  • pentosi (5C)
  • esosi (6C)
  • eptosi (7C)

A seconda che contengano il gruppo funzionale aldeidico o chetonico, cioè che il gruppo carbonilico sia terminale o no, i monosaccaridi si dividono in aldosi e chetosi. Gli aldosi presentano il doppio legame con l'ossigeno all'inizio o alla fine della catena carboniosa, mentre i chetosi possiedono il doppio legame con l'ossigeno all'interno della catena carboniosa.

Tra i monosaccaridi più importanti dal punto di vista nutrizionale troviamo gli esosi (Glucosio, Fruttosio, Galattosio). Il glucosio (C6H12O6) è un monosaccaride aldeidico,si tratta di un composto chirale, l'enantiomero, destrorotatorio, da qui prende il nome anche di destrosio, è uno dei carboidrati più utilizzato come fonte energetica dagli animali. Non può essere idrolizzato in uno zucchero più semplice in quanto è un monosaccaride. Si trova nella forma libera in alcuni vegetali e nel miele, oppure si ottiene dall'idrolisi di molteplici zuccheri come cellulosa, glicogeno, saccarosio, ecc.

Dal glucosio si possono sintetizzare altri tipi di carboidrati utili per l'organismo. Esso può essere immagazzinato dalle cellule del nostro organismo sotto forma di polimero chiamato glicogeno (glicogeno muscolare e glicogeno epatico). Nell'uomo è l'unica fonte energetica per il cervello e per i globuli rossi, per questo motivo il tasso di glucosio nel sangue (glicemia) deve essere sempre intorno ha 5 mmol/L, tale indice viene mantenuto da due ormoni l'insulina e il glucagone, in quanto una concentrazione bassa di glucosio porta ad uno stato di ipoglicemia mentre una concentrazione alta porta ad uno stato di iperglicemia e può causare il diabete.

Per quanto riguarda il fruttosio (C6H12O6) o levulosio è un monosaccaride chetonico, si può trovare nella frutta e nel miele. Unito al glucosio forma un disaccaride di nome saccarosio, lo zucchero comune usato in cucina. Esso è facilmente convertibile in glucosio sia dal fegato che dall'intestino. La sua formula chimica è come quella del glucosio ma si differenziano sia per il gruppo funzionale, sia per la struttura atomica, quella del fruttosio vede un anello pentatomico diverso da quello del glucosio che vede un anello esatomico. Invece, il galattosio (C6H12O6) è un monosaccaride aldeidico, è simile al glucosio sia nella forma che nella struttura, l'unica differenza è che il galattosio è un epimero in quattro del glucosio, ovvero cambia solo la disposizione dell'ossidrile intorno al C4.

Disaccaridi

I disaccaridi sono formati dall'unione di due monosaccaridi, questa unione avviene grazie al legame glicosidico. Questo tipo di legame si forma dalla reazione tra il gruppo–OH di un monosaccaride, con il carbonio del monosaccaride adiacente, durante questo legame viene rilasciata una molecola di acqua. I legami glicosidici si distinguono in alfa-glicosidici e beta-glicosidici. Il legame può essere rotto mediante un processo chiamato idrolisi, che utilizza degli enzimi (idrolasi) per scindere i disaccaridi in monosaccaridi.

Tra i disaccaridi più comuni troviamo il maltosio, il lattosio e il saccarosio: il maltosio (C12H22O11) è formato dall'unione di due unità di glucosio con un legame alfa (1–4)glicosidico, in natura si trova solamente nei semi germogliati, il nostro organismo lo ricava dall'amido, un polisaccaride di riserva, di natura vegetale; il lattosio (C12H22O11) nasce dall'unione del glucosio e il galattosio con un legame beta (1–4) glicosidico, rappresenta il 98% degli zuccheri presenti nel latte, si trova anche all'interno dei derivati del latte come formaggi e yogurt e in prodotti a base di siero del latte; il saccarosio (C12H22O11), invece, è formato dal legame tra il glucosio e il fruttosio, è uno zucchero non riducente, perché la funzione aldeidica del glucosio e quella chetonica del fruttosio sono impegnati nel legame glicosidico.

È comunemente chiamato zucchero da tavola, di colore bianco e sapore dolce. Si estrae dalla barbabietola da zucchero o dalla canna da zucchero. Ha un alto contenuto energetico e facile digeribilità.

Polisaccaridi

I polisaccaridi sono dei polimeri che contengono numerose unità di monosaccaridi, si dividono in omopolisaccaridi, che dall'idrolisi creano un solo tipo di monosaccaride, ed eteropolisaccaridi costituiti da diversi tipi di monosaccaride. Tra gli omopolisaccaridi troviamo la cellulosa, presente nei vegetali, costituita da unità di glucosio, viene idrolizzata dall'enzima cellulasi non presente nell'uomo e quindi non utilizzabile; l'amido si trova nelle cellule vegetali ed è costituito da unità di glucosio, esistono due forme di amido, quella lineare chiamata amilosio, e quella ramificata chiamata amilopectina; il glicogeno è un polimero ramificato del glucosio, esso è presente nelle cellule animali come fonte di riserva di glucosio, le riserve si trovano principalmente nel fegato e nei muscoli scheletrici.

Mediante un processo che viene chiamato glicogenosintesi il fegato provvede a depositare il glicogeno, invece, il processo inverso che viene chiamato glicogenolisi provvede alla scissione del glicogeno in glucosio pronto da essere utilizzato dall'organismo. Tra gli eteropolisaccariditroviamo i glicosaminoglicani (acido jaluronico, l'eparina, i condroitinsolfati), i proteoglicani cioè proteine legate a molte unità di zucchero che svolgono una funzione strutturale riempendo gli spazi extracellulari e infine le glicoproteine, cioè proteine con unità di zuccheri non particolarmente importanti dal punto di vista nutrizionale.