Carboidrati

I carboidrati, o idrati di carbonio, o glucidi rappresentano una classe di molecole biologiche di enorme importanza per la vita cellulare e per i processi metabolici.  Gli zuccheri, dal punto di vista bioenergetico, sono ossidati per ricavare energia e, inoltre, ricoprono molti altri ruoli. Alcune molecole, o farmaci di sintesi, vengono glicosilati ovvero addizionati di una molecola di zucchero che, in genere, è il glucosio.

Nel precedente paragrafo abbiamo utilizzato il termine “zucchero” che è un nome alternativo che identifica i carboidrati. La spiegazione consiste nel fatto che i carboidrati, in genere, possiedono un buon potere dolcificante.

Classificazione dei carboidrati

Esistono molti tipi di carboidrati, che si classificano in base alla struttura molecolare (ad esempio alla presenza di determinati gruppi funzionali, o al numero di atomi di carbonio); è possibile che due, o più molecole zuccherine, si uniscano tra loro per formare i cosiddetti disaccaridi, trisaccaridi o polisaccaridi.

La classificazione primaria degli zuccheri avviene in base al gruppo funzionale della molecola: gli zuccheri aldeidici possiedono, come gruppo funzionale, una aldeide (R-CHO) mentre gli zuccheri chetonici un gruppo chetonico (R=O). Inoltre esistono zuccheri a sei atomi di carbonio (zuccheri esosi), a cinque atomi di carbonio (zuccheri pentosi), a tre atomi di carbonio (zuccheri triosi) e via dicendo.

 Classificazione dei carboidrati

Figura 1 Classificazione degli zuccheri

Tipo di zucchero

Esempio

Monosaccaride

Glucosio, fruttosio, gliceraldeide

Disaccaride

Saccarosio (glucosio e fruttosio), lattosio (glucosio e galattosio)

Polisaccaride

Amido (segmenti di glucosio), cellulosa (elevato numero di molecole di glucosio ramificato)

Monosaccaridi

La classificazione dei carboidrati può avvenire secondo diversi criteri che tengono conto del numero di atomi o della funzionalità del loro gruppo caratteristici.

D-alpha-Glucosio D-alpha-Fruttosio l-alpha-arabinosio
Glucosio, un aldoesoso Fruttosio, un chetoesoso Arabinosio, un aldopentoso

 

Classificazione in base al numero di atomi

La classificazione secondo il numero di atomi di carbonio vede prevalere due classi. Quella dei carboidrati esosi e pentosi che, rispettivamente, possiedono sei e cinque atomi di carbonio. Il D-glucosio, ad esempio, è un carboidrato esoso in quanto possiede sei atomi di carbonio,

Classificazione in base alla funzionalità

Aldeide generica Chetone generico
Una aldeide generica Un chetone generico

Il gruppo "in testa" dei carboidrati è generalmente un aldeide oppure un chetone In base alla presenza di tale gruppo si distinguono carboidrati aldeidici o carboidrati chetonici.

Il glucosio è un carboidrato aldeidico in quanto ha tale funzionalità, a differenza del fruttosio che è chetonico.

Classificazione mista

Secondo alcuni criteri classificativi è possibile ordinare i carboidrati tenendo conto sia del loro conteggio degli atomi di carbonio che della loro funzionalità. Il glucosio, quindi, è un aldoesoso in quanto possiede sia la funzionalità aldeidica sia un numero di atomi di carbonio pari a 5. L'arabinosio, invece, è un aldopentoso ed il fruttosio è un chetoesoso.

Gli epimieri

Carboni che differiscono nella conformazione di un carbonio chiralico si definiscono epimeri. Il mannosio, ad esempio è un epimero del glucosio in quanto soltanto i carboni, rispettivamente presenti in C-2, possiedono una differente conformazione.

Importanza biologica

I carboidrati hanno una importanza biologica non indifferente. Nella fotosintesi vengono prodotti derivati del glucosio a partire da acqua e diossido di carbonio e, sempre in ambito botanico, sono i precursori della cellulosa. Gli zuccheri sono rilevabili in molte  strutture biologiche ed in esse assolvono le più svariate funzioni. 

L'importanza nel metabolismo

Il glucosio è un composto facilmente ossidabile e per questo motivo è un componente chiave del metabolismo. Gli esseri viventi, ad eccezione delle piante, traggono l'energia per sopravvivere dalla demolizione controllata delle molecole introdotte mediante l'alimentazione. Il glucosio inizializza una tra le principali vie metaboliche presenti in ogni essere vivente, compresi i batteri e le alghe: la glicolisi. Attraverso questo processo una molecola di glucosio viene trasformata mediante dieci tappe in due molecole puruvato il quale, a sua volta, è il precursore di un altro importante ciclo metabolico: il ciclo di Krebs.

L'importanza nella costituzione dell'organismo

Alcuni monosaccaridi sono elementi importanti di tessuti e di organi. L'n-acetil-glucosamina, ad esempio, è un aminocarboidrato (aminozucchero) presente nel tessuto connettivo umano.

Percorso di biochimica

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Commenti alla pagine

Inserisci il nome qui il 2017-08-22 08:55:30

Segnalo un errore nel capitolo "Classificazione mista" in cui al glucosio viene attribuito il nome aldo-esoso (vero) perché esso ha numero di atomi di Carbonio pari a 5 (falso, sono 6) (: 

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