Appunti di Biochimica: acqua, glucidi e lipidi, reazioni chimiche e patologie

Biochimica e Metabolismo

Biochimica -> è la scienza studia le sostanze di cui sono composti gli esseri viventi e le reazioni chimiche che subiscono - Metabolismo

Gli elementi di cui siamo principalmente fatti sono:

• Carbonio
• Azoto
• Idrogeno
• Ossigeno
• Altro (calcio, cloro, magnesio) 1% (la mancanza di questi elementi può anche causare dei danni o delle gravi patologie)

Costituzione degli Esseri Viventi: Acqua

Costituzione degli esseri viventi: Acqua è l'elemento più abbondante del nostro organismo o il solvente in cui avvengono le reazioni biologiche o si trova nel citoplasma dove avvengono principalmente le reazioni o partecipa anche nelle reazioni come reagente o prodotto

L'adulto è fatto del 50-60% di acqua e il bambino del 75%, anche la composizione del corpo e l'età influenzano perché da ciò dipende quale tessuto è più abbondante nell'organismo. II tessuto adiposo (perché la cellula adipocita ha pochissimo citoplasma) e le ossa hanno meno acqua dei reni, muscolo scheletrico e degli organi viscerali.

Fonti e Fabbisogno di Acqua

L'acqua la possiamo trovare nelle:

• bevande
• alimenti (frutta/verdura)
• acqua metabolica (prodotto di alcune reazioni).

L'acqua non la troviamo nei grassi come l'olio o nel sale/zucchero. L'espulsione dell'acqua avviene con le urine, feci o con l'evaporazione/sudore.

Il fabbisogno di acqua:

• uomo (2.5L)
• donna (2L)
• gravidanza (+350ml)
• allattamento (+700ml)

Il fabbisogno di acqua dipende anche da patologie particolari, l'alimentazione, l'attività fisica. Per controllare se il livello di assunzione dell'acqua è giusto si può osservare il colore delle urine.

Composizione e Tipi di Acqua

Il residuo fisso è la quantità di sale contenuto in 1L di acqua. All'interno dell'acqua troviamo anche:

1. Nitrati (innocui)
2. Nitriti (pericolosi)

Acqua calcica è un'acqua particolarmente ricca di calcio (effervescenti naturali) e sono importanti perché il calcio contenuto dell'acqua si può assorbire (biodisponibile). Dal punto di visto biochimico l'acqua frizzante da quella normale non cambia per niente. L'acqua è un nutriente di 0 calorie. Le calorie sono l'energia che ci dà un nutriente.-> Sale (la riduzione è solo una questione di abitudine)

Sale e Patologie Cardiovascolari

L'eccesso di sale comporta anche patologie cardiovascolari. L'alimento quotidiano ricco di sale è il pane. Il sodio è contenuto naturalmente negli alimenti che assumiamo. Il 90% del sale assunto lo troviamo nel sale da tavola (35%) e negli alimenti industriali (55%).

Sale Iodato e Funzione Tiroidea

Il sale assunto deve essere iodato (fondamentale per il funzionamento della tiroide e per stimolare il metabolismo basale e l'aiuta a bruciare il grasso in eccesso) e lo troviamo negli organismi marini per cui lo prendono dall'acqua di mare e anche in alcuni prodotti come i fagiolini di soia o i fagioli.

Il sale è NaCl invece il sodio è una parte del sale.

Glucidi: Struttura e Funzione

Glucidi [4 kcal] Da un punto di vista molecolare si distinguono in zuccheri semplici (monosaccaridi/disaccaridi) o complessi (polisaccaridi). I glucidi sono anche denominati carboidrati. Funzione principale → energetica (fonte energetica immediata) e strutturale (esempio: cellulosa per le piante).

Legame glicosidico: legame che si forma tra un monosaccaride e un gruppo OH alcolico, andando ad eliminare la molecola di H2O. il legame è resistente agli alcali ma è idrolizzato dagli enzimi glicosidasi.

Classificazione dei Carboidrati

Carboidrati Zuccheri Semplici Zuccheri Complessi Monosaccaridi Disaccaridi Polisaccaridi

Esiste la famiglia glicopeptidi: una parte glucidica e l'altra a seconda del gruppo attaccato (es. glicoPROTEINE).

Monosaccaridi

MONOSACCARIDI(CH2O)n 3<n<9 I monosaccaridi si distinguono in:

• Chetosi
• Aldosi

I principali monosaccaridi naturali sono gli

• ESOSI
  • Glucosio è presente nei frutti, animali e vegetali (contenuto nel sangue e alcune tracce nelle urine)
  • mannosio è molto raro e i polisaccaridi che lo contengono sono poco digeribili e di conseguenza ha scarsa rilevanza nutrizionale
  • galattosio è presente nel lattosio (disaccaride del latte)
  • fruttosio è costituente del saccarosio e più dolce e reattivo del glucosio

· Glucosio (C6H1206) - carboidrato semplice per eccellenza ed indispensabile per il nostro organismo (chiamato anche esoso perché ha 6 atomi di carbonio) III O H CH2OH HỌ HÓ OH OH H

· Fruttosio (C6H1206) - monosaccaride con la stessa nomenclatura glucosio ma con una struttura diversa (pentagono) si trova principalmente nella frutta OH O HO OH HO OH

Disaccaridi

• DISACCARIDI (formati dall'unione di due monosaccaridi mediante un legame glicosidico)
  • Saccarosio - formato da glucosio (comune zucchero da cucina) e fruttosio. Non è un disaccaride riducente perché reagisce con entrambi i gruppi OH. CH2OH HOCH2 C-0 O a-Glc(1 -> 2)ß-Fru O CH2OH
  • Lattosio - formato da glucosio e galattosio. È un disaccaride riducente perche reagisce con un solo gruppo OH. O OH B-Gal(1 -+ 4)Glc CH2OH CH2OH

Polisaccaridi

• Polisaccaridi (monosaccaridi o loro derivati legati da legami glicosidici). La funzione dei polisaccaridi è strutturale o di sostegno/ nutrizionale o riserva energetica hanno sede intracellulare.
  • Glicogeno (molecola di riserva dei carboidrati negli animali) è un polisaccaride del glucosio con la presenza di ramificazione che permettono di stoccarlo di più. I principali depositi di glicogeno lo troviamo nel muscolo dove si utilizza unicamente nel muscolo stesso per sostenere l'energia di contrazione, nel fegato per il resto del corpo quando scarseggia il glucosio e nel tessuto cerebrale è presente un deposito assai limitato 0 0000000 090% 0000001 0 00000 00 20 0000 100 0 000 00000 9 1000
  • Amido (molecola di riserva dei carboidrati nei vegetali) è un polisaccaride del glucosio e si presenta sotto forma di amilosio con struttura lineare e amilopectina con struttura ramificata. L'amido lo troviamo nei carboidrati e nelle patate. x(1 - 4) 00000 amilose (linear) a(1 - 6) amilopectina (ramificada)
  • Funzione strutturali o di sostegno e sono localizzati nelle membrane, pareti cellulari e negli spazi extracellulari
    • Cellulosa (nei vegetali)
    • Chitina (negli animali)

Proteine: Composizione e Funzioni

2. Proteine [4 kcal] Esse formate da zuccheri o amminoacidi attraverso un legame peptidico (in cui si produce acqua) e nella molecola abbiamo il carbonio che crea 4 legami diversi con il gruppo amminico, gruppo carbossilico, l'idrogeno e un radicale da cui dipende il tipo di amminoacido che si crea varia da aminoacido ad aminoacido radicale R H OH gruppo aminico N ¥C C gruppo carbossilico H H O carbonio alfa sono uguali in tutti gli aminoacidi

Amminoacidi Essenziali e Non Essenziali

• Amminoacidi essenziali se non gli assumo con la dieta (deve essere varia) non sono in grado di sintetizzarli e posso andare incontro a delle patologie per delle carenze (ex. Arginina)
• Amminoacidi non essenziali se non gli assumo con la dieta sono in grado di sintetizzarli da solo (ex. Cisteina)

Tipi di Proteine

Proteine di COMPOSIZIONE

• SEMPLICI: costituite dai soli aa
• COMPLESSE: aa + molecole diverse (di esse fanno parte le proteine coniugate ex. Glicoproteine, lipoproteine)

Proteina STRUTTURALE

• FIBROSE: collagene (più abbondante proteina dell'organismo), actina, miosina
• GLOBULARI: maggior parte con struttura tondeggiante

Proteine FUNZIONALI

• Catalisi enzimatica: tutti gli enzimi di natura complessa
• Trasporto: emoglobina (l'ossigeno), lipoproteine, albumina
• Deposito: specifico-ferritina, aspecifica-caseina
• Protezione: anticorpi, fibrinogeno
• Contrazione: actina, miosina
• Regolazione ormonale: insulina, glucagone
• Strutturale: collagene, elastina - costituenti del tessuto connettivo
• Regolazione genica: fattori che regolano trascrizione e traduzione
• Recezione e trasduzione di segnali: recettori

Denaturazione Proteica

La denaturazione delle proteine non implica la rottura dei legami carboammidici ma solo disorganizzazione della conformazione (struttura secondaria/terzia/quaternaria) per rottura di legami che la stabilizzano.

Denaturazione reversibile - possibile riconversione nella proteina nativa Denaturazione irreversibile (indotta dal calore, solventi organici) non si può più tornare alla struttura iniziale

Le proteine non hanno una riserva perché se ho bisogno di una proteina posso montare e smontare una proteina in eccesso che ha quel componente che mi serve per creare la proteina nuova.

Lipidi: Acidi Grassi e Funzioni

3. Lipidi [sono costituiti da acidi grassi 9 kcal]

• Lipidi di deposito hanno una funzione energetica e protettiva (ex. Trigliceridi) e si possono depositare nel tessuto adiposo
• Lipidi di struttura perché costituenti delle membrane cellulari (fosfolipidi, glicolipidi e colesterolo)

Ci sono anche altre due categorie di lipidi

• ormoni steroidei che servono per la comunicazione cellulare
• vitamine liposolubili che sono importanti costituenti della dieta

Proprietà dei Lipidi

Le proprietà dei lipidi

• Idrofobicità perché sono insolubili nei solventi polari (da essa dipende il modo di usarli o di trasportarli)
• Lipofilicità perché solubili nei solventi polari

Trigliceridi e Fosfolipidi

Trigliceride è un lipide formato da 1 glicerolo esterificato con 3 acidi H -C-OH grassi, durante l'esterificazione si staccano 3 molecole di acqua. Il H -C -OH tessuto adiposo è fatto di trigliceridi (principale costituente della nostra riserva) H 0 H H H H H HO-C-C-C-C-C-C-H HHHHH 0 H H HH H HOTC-C-C-C-C-C-H H HHHH 0 H H HH H H - C -OH HO-C-C-C-C-C-C-H H HHHHH Glicerolo + Tre acidi grassi - 3H2O H OHH HHH H-C-0-C-C-C-C- 19-C-H HHHHH OHH HHH H-C-O-C-C-C-C-C-C-H HHHHH H H H H H 0 H-C-0-C-C-C-C-C-C-H H HHHHH TRIGLICERIDE

I Fosfolipidi costituiscono le membrane cellulari e sono costituiti dal glicerolo e 2 acidi grassi ma il terzo carbonio porta una testa idrofilica che può essere colina, etanolammina, serina o inositolo a secondo di ciò che bisogna creare. Sono considerate molecole anfiliche o anfipatiche perché hanno una porzione idrofilica (porzione polare) e una idrofobica (apolare). Le teste dei fosfolipidi nella membrana cellulare sono posizionate verso l'esterno (citosol/ambiente extracellulare) e tutte le code sono una di fronte all'altra (tutto ciò che è idrofilico sta all'esterno e idrofobico verso l'interno).

Gli acidi grassi hanno proprietà anfipatiche poiche nella stessa CH2 CH2 molecola coesistono il gruppo carbossilico (idrofilico) e la catena CH3 CH3 carboniosa (idrofobica). L'idrofobicità aumenta con l'aumentare del numero di atomi di carbonio. H3N-CH2-CH2-0-P-O- 0=1-0- 1 HỌC-CH-CH2 C CH2 1 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 1 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2