Metabolismo glucidico: nutrienti, carboidrati e fonti alimentari

Università San Raffaele

Roma

Docente Sara Baldelli Lezione Metabolismo glucidicoU

Nutrienti

• I nutrienti sono le fonti energetiche necessarie al funzionamento del nostro organismo.
• L'energia liberata dai nutrienti viene espressa in chilocalorie o chilojoules 1 kcal = 4,184 KJ

I fattori di conversione dei nutrienti in calorie sono: Lipidi : 9 kcal /g Proteine : 4 kcal /g Glucidi : 4 kcal /g Alcool : 7 kcal /g Metabolismo glucidico 2 di 33U

Carboidrati

• Classe di molecole organiche più abbondante in natura
• Vengono sintetizzati nelle piante per mezzo della fotosintesi
• Dal loro catabolismo si ottiene l'energia che sostiene la vita animale
• Sono i precursori metabolici di quasi tutte le biomolecole
• Si legano covalentemente con una grande varietà di molecole (glicoproteine e glicolipidi)
• Sono coinvolti nel processo di riconoscimento cellulare
• In forma di polimeri servono come elementi strutturali

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Carboidrati nella dieta

CIRCA LA META' DELLE CALORIE ASSUNTE OGNI GIORNO E' RAPPRESENTATA DAI CARBOIDRATI: - AMIDO E SACCAROSIO ALTRI CARBOIDRATI PRESENTI NELLA DIETA: - GLICOGENO, CELLULOSA, DISACCARIDI (lattosio, maltosio), MONOSACCARIDI (glucosio, fruttosio) Metabolismo glucidico 4 di 33U

Carboidrati in una dieta equilibrata

In una dieta equilibrata quindi, gli zuccheri dovrebbero essere assunti nell'ordine del 60-65% rispetto al totale delle calorie ingerite. Di questi solo un 20% dovrebbe essere rappresentato dagli zuccheri semplici, mentre il rimanente 80% dovrebbe essere rappresentato da glucidi complessi di origine vegetale, cioè l'amido. FONTI ALIMENTARI Comprende sia i carboidrati naturalmente presenti negli alimenti che quelli aggiunti durante la preparazione di alimenti e bevande. La maggior parte degli zuccheri aggiunti si trova nei succhi di frutta, bibite, dolci e caramelle. Metabolismo glucidico 5 di 33U

Fonti alimentari di monosaccaridi

• Glucosio e fruttosio naturalmente presenti in piccole quantità in miele e frutta. Frutta: Fruttosio 0,1-7,4 g/100 g Saccarosio: 0.1-5,2 g/100 g Miele: Fruttosio 41,8 g/100 g Glucosio 34,6 g /100 g

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Fonti alimentari di disaccaridi

lattosio = galattosio + glucosio - legame ß 1"4 sintetizzato dalla ghiandola mammaria dei mammiferi; per cui latte e derivati sono la sola fonte di lattosio nel latte umano =6,5 g/100 ml - nel latte vaccino =4,5 g lattosio/100 ml saccarosio = glucosio + fruttosio - legame Glc alfa1 -> 3 2 Fru (usato come dolcificante e conservante) . Nelle etichette, per zucchero si intende saccarosio In piccole quantità maltosio = glucosio + glucosio - legame a 1" 4 (piccole quantità in grano ed orzo ed in alimenti lavorati in seguito ad idrolisi dell'amido) Metabolismo glucidico 7 di 33U

Trealosio

• trealosio = glucosio + glucosio - legame a 1" a 1) (presente in lieviti, funghi, crostacei di mare)

OH HO OH -O HO HO -OH OH O O HO Metabolismo glucidico 8 di 33U

Fonti alimentari di polisaccaridi

• AMIDO: sintetizzato dalle piante, con funzione di riserva di energia; accumulato in semi, tuberi, radici e alcuni frutti.
• Assunto dall'uomo con alimenti quali cereali (mais, frumento, riso, orzo), legumi, patate, carote, alcuni frutti (banana verde)

Formato da due famiglie di polimeri in proporzione variabile a seconda delle fonti 20-30% di amilosio 70-80% di amilopectina Metabolismo glucidico 9 di 33U

Oligosaccaridi e polisaccaridi alimentari

• I vegetali (frutta, verdura, alimenti integrali) contengono oligosaccaridi e polisaccaridi non importanti quali nutrienti in quanto resistenti alla digestione, a causa della mancanza nell'organismo di enzimi in grado di idrolizzare il legame glicosidico fra i monomeri.
• Alcuni sono usati dall'industria alimentare come additivi o emulsionanti.
• Potrebbero comunque avere effetti benefici sulla salute: entrano a far parte della cosidetta FIBRA ALIMENTARE, in parte fermentabile dai batteri nel colon.

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Altri oligosaccaridi e polisaccaridi alimentari

• Oligosaccaridi: Stachiosio, raffinosio nei legumi (formati da saccarosio legato ad unità di alfa galattosio).
• Polisaccaridi: Cellulosa (nei cereali integrali, legumi, verdure, frutta)

• Emicellulosa formata da pentosi ed esosi (parete cellulare) (nei cereali integrali, legumi, verdure, frutta)
• Inulina: polimero di fruttosio con legame $ 2"1 (legumi, carciofo, cicoria, cipolla) § Pectine: alte quantità di acido galatturonico e glucuronico; formano gel in soluzione (buccia di molti frutti) § Gomme. Formate da mannosio e galattosio (legumi, crusca d' avena)

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Valore energetico dei carboidrati

Carboidrati: può variare tra 3,7- 4,2 kcal/g (negli amidi più digeribili) Ma viene assegnato un valore energetico di 4 kcal/g (17 kJ/g) per decreto legislativo 16 feb 1993 n. 77 che regola I' etichettatura nutrizionale dei prodotti alimentari Il valore energetico della fibra può variare tra 0-2,3 kcal/g ( dalla fermentazione si formano acidi acetico, propionico, butirrico metabolizzati dall' organismo) FAO/WHO hanno stabilito 2 kcal/g di fibra alimentare Il valore calorico di derivati alcolici può variare tra 0-2,3 kcal/g ; per l' etichettatura la CE ha assegnato un valore standard di 2,3 kcal/g ( in USA assegnato sulla base del composto usato) Metabolismo glucidico 12 di 33U

Digestione e assorbimento

Il nutriente per essere utilizzato deve prima subire i processi di DIGESTIONE polimero->monomero - per scissione idrolitica ASSORBIMENTO lume intestinale enterocita > circolo (sangue, linfa) MALASSORBIMENTO Difetti digestione /assorbimento Metabolismo glucidico 13 di 33U

Digestione

BOCCA saliva: digestione amido (a-amilasi) STOMACO digestione proteine (e trigliceridi) - assorbimento di alcune sostanze (alcol) Succo gastrico contiene: HCl (tramite pompa H+/K+ ATPasi, nelle cellule parietali) · denaturare proteine alimentari · attivare pepsinogeno in pepsina e per l'attività della pepsina · protezione da microganismi introdotti dal cavo orale e distrutti dal basso pH • assorbimento del ferro (facilità Fe+3 -> Fe+2 forma solubile) fattore intrinseco (glicoproteina necessaria per assorbimento intestinale vit. B12) dalle cellule parietali zimogeni ed enzimi : pepsinogeno e lipasi gastrica (dalle cellule principali) Metabolismo glucidico 14 di 33U

Digestione nell'intestino

INTESTINO TENUE digestione proteine, carboidrati, lipidi. * Bile · funzione digestiva, HCO3, sali biliari · funzione escretoria (sostanze lipofile, quali pigmenti biliari, farmaci) v secrezione pancreatica: HCO3, zimogeni ed enzimi enterociti: ectoenzimi alfa-glicosidasi, beta glicosidasi, peptidasi hanno il sito attivo all'esterno nel lume intestinale e sono ancorati alla membrana dell'enterocita da una porzione idrofobica COLON fermentazione batterica di sostanze non digerite ed assorbite con produzione di acidi organici ( ac acetico, propionico, butirric) e gas ( idrogeno, metano, anidride carbonica), Riassorbimento acqua ed elettroliti. Metabolismo glucidico 15 di 33U

Digestione carboidrati: amido

• L'amido costituisce la parte preponderante dei carboidrati complessi assunti in un'alimentazione equilibrata; è costituito da tante unità di glucosio legate tra loro in maniera lineare (amilosio) e ramificata (amilopectina).

CH2OH -0 Amilopectina OH 1 o 0 6 CH2OH CH2OH ÓH -O O OH OH OH O O 0 O OH OH OH Metabolismo glucidico 16 di 33U

Digestione dell'amido nella bocca

• La sua digestione inizia nella bocca, dove viene aggredito dalle a-amilasi salivari, che liberano maltosio ed isomaltosio (disaccaridi costituiti dall'associazione di due unità di glucosio, rispettivamente unite da legami a-1,4 e a-1,6), maltotriosio (questa volta le molecole di glucosio sono tre) e destrine (7-9 unità di glucosio, con presenza di una ramificazione).

L'amilasi salivare (ptialina) inizia la digestione dei carboidrati. A livello della bocca, la digestione dei carboidrati è comunque limitata, dato lo scarso tempo di permanenza del cibo nella cavità orale Proteine Grassi Ami do 5.200 Cellulosa Emicellulose - BOCCA Amlas De pa Maltosio Da DO STOMACO om feiras Peptidi INTESTINO TENUE pephdas Saw biliar அரசஜ் 4 Add Glucosio grassi INTESTINO CRASSO AGV AGV - azione microtuca - sito principale di assorbimento Metabolismo glucidico 17 di 33 Amnino acidiU

Digestione nell'intestino tenue

L'attività delle a-amilasi salivari si arresta nello stomaco, a causa dell'acidità che caratterizza l'ambiente gastrico. La digestione dei carboidrati riprende e si completa nell'intestino tenue, grazie all'azione combinata dei succhi pancreatici ed intestinali. Nei primi, è presente un enzima a-amilasi analogo a quello salivare, che come tale trasforma l'amido in maltosio, e destrine. Queste non possono essere idrolizzate dalle amilasi pancreatiche e subiscono l'azione di appositi enzimi deramificanti (a-1,6 glicosidasi, a-destrinasi o isomaltasi) presenti nelle cellule epiteliali dell'intestino tenue. I GLUCIDI che VENGONO INGERITI DIGESTIONE E ASSORBIMENTO DEI GLUCIDI TRASFORMANO NELLA BOCCA (AMILASI) e poi NELL'INTESTINO TENUE -dove VENGONO RIDOTTI A MONOSACCARIDI (GLUCOSIO) con- AMILASI PANCREATICA ED ENZIMI SPECIFICI DELL'INTESTINO arrivano nel ATTRAVERSO I VILLI SANGUE che li porta al CELLULE li può ridare a FEGATO che li trasforma in LI TRASFORMANO in ATP GLICOGENO (RISERVA ENERGETICA) Metabolismo glucidico 18 di 33