Le Biomolecole: carboidrati, protidi, lipidi e acidi nucleici

Le Biomolecole e le Macromolecole

LE BIOMOLECOLE BIO=VITA I GRUPPI DI BIOMOLECOLE O MACROMOLECOLE SONO:

• CARBOIDRATI(ZUCCHERI)
• PROTIDI(PROTEINE)
• LIPIDI(GRASSI)
• ACIDI NUCLEICI(DNA, RNA)

LE BIOMOLECOLE EVIDENZIATE IN GIALLO LE POSSIAMO CHIAMARE ANCHE POLIMERI. QUINDI | LIPIDI NON SONO POLIMERI, PERCHE' NON HANNO IL MONOMERO DI BASE. POLI=TANTI I POLIMERI SONO GRANDI MOLECOLE FORMATE DALL'UNIONE DI TANTI MONOMERI. (MONO= 1) I MONOMERI SONO LE UNITÀ DI BASE DEI PLIMERI CHE SI UNISCONO TRA LORO MEDIANTE LA REAZIONE CHIMICA DI CONDENSAZIONE.

Monomeri e Polimeri

VEDIAMO QUALI SONO I MONOMERI E I POLIMERI CHE STUDIEREMO. FACCIAMO UNA TABELLA.MONOMERO POLIMERO MONOSACCARIDE AMMINOACIDO CARBOIDRATI POLISACCARIDE PROTIDI POLIPEPTIDE NUCLEOTIDE ACIDI NUCLEICI POLINUCLEOTIDE I TERMINI MONOMERO E POLIMERO SONO TERMINI GENERICI. SE VI CHIEDO QUAL È IL MONOMERO DEI CARBOIDRATI COSA RISPONDETE? MONOSACCARIDE. SE VI CHIEDO QUAL È IL MONOMERO DEI PROTIDI COSA RISPONDETE? AMMINOACIDO.SE VI CHIEDO QUAL È IL MONOMERO DEGLI ACIDI NUCLEICI COSA RISPONDETE? NUCLEOTIDE.

Reazioni Chimiche: Condensazione e Idrolisi

LE REAZIONI CHIMICHE CHE AVVENGONO NELLE NOSTRE CELLULE SONO TANTE. TRA QUESTE NE VEDIAMO 2:

CONDENSAZIONE -UNISCE I MONOMERI -TRA UN MONOMERO E L'ALTRO SI FORMA UN LEGAME COVALENTE. OGNI VOLTA CHE QUESTO LEGAME SI FORMA, VIENE LIBERATA UNA MOLECOLA DI ACQUA.

IDROLISI -SEPARA I MONOMERI -PER RIOTTENERE I SINGOLI MONOMERI HO NECESSITA' DI SPEZZARE I SINGOLI LEGAMI COVALENTI TRA UN MONOMERO E L'ALTRO. OGNI VOLTA CHE VADO A SPEZZARE UN LEGAME COVALENTE DEVO INSERIRE UNA MOLECOLA DI ACQUA.IL POLIMERO È L'UNIONE DI PIÙ MONOMERI.

Carboidrati: Funzione Energetica e Struttura

I CARBOIDRATI E I LIPIDI HANNO FUNZIONE ENERGETICA. TRA I DUE, I PIÙ IMPORTANTI SONO I CARBOIDRATI PERCHÉ SONO UNA RISERVA DI ENERGIA IMMEDIATA. IN PARTICOLARE, LA MOLECOLA CHE ENTRA NELLA REAZIONE CHIMICA DELLA RESPIRAZIONE CELLULARE(CHE AVVIENE NELL'ORGANULO CELLULARE CHIAMATO MITOCONDRIO) E PRODUCE ENERGIA(ATP) È IL GLUCOSIO. L'ECCESSIVA ASSUNZIONE DI ZUCCHERI POTREBBE COMPROMETTERE LA SALUTE DI UN INDIVIDUO FINO ADDIRITTURA AD ARRIVARE A SVILUPPARE UNA PATOLOGIA CHIAMATA DIABETE.(ALTA CONCENTRAZIONE DI GLUCOSIO NEL SANGUE E PROBLEMI FUNZIONALI DEL PANCREAS, CHE E L'ORGANO CHE SI OCCUPA DI REGOLARE LA CONCENTRAZIONE DEL GLUCOSIO NEL SANGUE). I CARBOIDRATI SONO UNA RISERVA IMMEDIATA DI MOLECOLE (GLUCOSIO) PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA.

Proteine: Funzione Plastica e Strutturale

LE PROTEINE, INVECE, HANNO UNA FUNZIONE PLASTICA E STRUTTURALE; INOLTRE, SVOLGONOTANTISSIME FUNZIONI ALL'INTERNO DEL NOSTRO ORGANISMO(ENZIMI DIGESTIVI, TRASPORTO DI OSSIGENO, ... ).

Composizione e Formula dei Carboidrati

I CARBOIDRATI SONO COMPOSTI TERNARI FORMATI DA E ELEMENTI DIVERSI: CARBONIO(C), IDROGENO(H) E OSSIGENO(O). LA FORMULA GENERALE DEI CARBOIDRATI È CnH2.nOn DOVE n CORRISPONDE AL NUMERO DI ATOMI DI CARBONIO. COSTRUIAMO LE FORMULE DEI TRIOSI, PENTOSI ED ESOSI. TRIOSI n=3 C3H6O3 PENTOSI n=5 C5H10O5 ESOSI n=6 C6H12O6

Classificazione dei Carboidrati: Zuccheri Semplici e Complessi

I CARBOIDRATI SONO CLASSIFICABILI IN DUE GRANDI CATEGORIE: ZUCCHERI SEMPLICI E COMPLESSI.

Zuccheri Semplici: Monosaccaridi e Disaccaridi

ZUCCHERI SEMPLICI MONOSACCARIDI: GLUCOSIO E FRUTTOSIO; DISACCARIDI: SACCAROSIO E LATTOSIO. IL GLUCOSIO E IL FRUTTOSIO SONO DUE MONOSACCARIDI ESOSI. H 0 H-C-OH HO-C-H H-C-OH H-C-OH CH2-OH C-0 -U- H/H C H C OH HO H I/ OH C- C H OH GLUCOSIO CH2-OH C=0 HO-C-H H-C-OH H-C-OH CH2-OH 0 CH2OH OH C C HO \H HO/ CH2OH C -C OH 1 H FRUTTOSIO IL GLUCOSIO HA UNA FORMA ESAGONALE(FIGURA AD ANELLO CON 6 LATI), MENTRE IL FRUTTOSIO HA UNA FORMA PENTAGONALE(FIGURA AD ANELLO CON 5 LATI). FORMULE DI STRUTTURA LINEARI E AD ANELLO DEL GLUCOSIO E DEL FRUTTOSIO CH2OHINVECE I DISACCARIDI SACCAROSIO E LATTOSIO SONO FORMATI DALLE SEGUENTI MOLECOLE: CH2OH CH2OH OH - -0 O O- OH OH OH OH lattosio (galattosio-glucosio) CH2OH CH2OH 0 O OH L 0 OH OH ICH2OH OH OH saccarosio (glucosio-fruttosio) IL SACCAROSIO È LO ZUCCHERO DA CUCINA CHE ABBIAMO TUTTI NELLE NOSTRE CASE ED È UNA FONTE IMPORTANTE DI GLUCOSIO. QUANDO ASSUMIAMO QUESTO ZUCCHERO QUESTO VIENE SCISSO NELLE 2 MOLECOLE GLUCOSIO E FRUTTOSIO TRAMITE L'IDROLISI. DISCORSO A PARTE ABBIAMO FATTO PER IL LATTOSIO. IN ETÀ ADULTA SI POTREBBERO AVERE DEI PROBLEMI NELLA DIGESTIONE DEL LATTOSIO A CAUSA DELLA MANCANZA DI UN ENZIMASPECIFICO CHE È LA LATTASI. QUANDO ALLA FINE DI UNA PAROLA TROVIAMO IL SUFFISSO ASI VUOL DIRE CHE CI TROVIAMO DI FRONTE AD UN ENZIMA CHE REGOLA LA VELOCITÀ DELLE REAZIONI CHIMICHE/METABOLICHE.

Zuccheri Complessi: Polisaccaridi

ZUCCHERI COMPLESSI POLISACCARIDI: FORMATI DA MOLTISSIME MOLECOLE DI GLUCOSIO

• GLICOGENO: DI ORIGINE ANIMALE, NEL NOSTRO ORGANISMO SI ACCUMULA NEL FEGATO E NEI MUSCOLI; HA FUNZIONE DI RISERVA ENERGETICA.
• AMIDO: DI ORIGINE VEGETALE CON FUNZIONE DI RISERVA ENERGETICA.
• CELLULOSA: DI ORIGINE VEGETALE CON FUNZIONE PLASTICA/STRUTTURALE/DI SOSTEGNO.

CELLULOSA AMIDO GLICOGENO

Digestione e Patologie della Glicemia

DIGERIRE SIGNIFICA SCINDERE LE GRANDI MOLECOLE IN PICCOLE MOLECOLE ASSIMILABILI DIRETTAMENTE DALLE CELLULE ATTRAVERSO LA REAZIONE CHIMICA DELL'IDROLISI. CI SONO DELLE PATOLOGIE LEGATE A LIVELLI SBALLATI DI GLICEMIA: IPOGLICEMIA: CALO DI LIVELLO DI GLUCOSIO NEL SANGUE: SI È ABBASSATA LA CONCENTRAZIONE DI GLUCOSIO NEL SANGUE.(GLICEMIA BASSA) IPERGLICEMIA: LA CONCENTRAZIONE DEL GLUCOSIO NEL SANGUE È TROPPO ALTA. DIABETE: È UNA PATOLOGIA STRETTAMENTE LEGATA AI LIVELLI DI GLUCOSIO NEL SANGUE. L'ESAME DEL SANGUE CHE CI DA' INDICAZIONI SUL LIVELLO/CONCENTRAZIONE DEL GLUCOSIO SI CHIAMA GLICEMIA. L'ORGANO PREDISPOSTO PER LA REGOLAZIONE DEL GLUCOSIO NEL SANGUE È UNA GHIANDOLA CHIAMATA PANCREAS.

Ormoni del Pancreas: Insulina e Glucagone

IL PANCREAS PRODUCE DUE ORMONI(DI NATURA PROTEICA) CHIAMATI:

• INSULINA (ABBASSA LA CONCENTRAZIONE DEL GLUCOSIO NEL SANGUE)
• GLUCAGONE (ALZA LA CONCENTRAZIONE DEL GLUCOSIO NEL SANGUE)

SONO DUE MOLECOLE ANTAGONISTE ED ENTRAMBE SERVONO PER RENDERE DISPONIBILE UNA CORRETTA CONCENTRAZIONE DI GLUCOSIO PER SVOLGERE LE ATTIVITA' MOTORIE. RICORDATEVI CHE UNA MOLECOLA DI GLUCOSIO PRODUCE 38 MOLECOLE DI ATP(MOLECOLA ENERGETICA) NEL MITOCONDRIO.

Lipidi: Struttura e Importanza

I LIPIDI SONO MACROMOLECOLE (E MACRONUTRIENTI) CHE PERO' RISPETTO AI CARBOIDRATI E ALLE PROTEINE NON HANNO L'UNITA' DI BASE, OVVERO IL MONOMERO. ANCHE I LIPIDI(GRASSI) SONO MOLECOLE TERNARIE, OVVERO SONO FORMATE DA 3 ELEMENTI DIVERSI: CARBONIO(C), IDROGENO(H), OSSIGENO(O).ANCHE SE I LIPIDI NON SONO POLIMERI VALGONO LO STESSO LE REAZIONI DI CONDENSAZIONE E IDROLISI.

Tipi di Lipidi Importanti

TRA I LIPIDI PIU' IMPORTANTI DOBBIAMO RICORDARE:

• I FOSFOLIPIDI
• IL COLESTEROLO
• TRIGLICERIDI

SIA I FOSFOLIPIDI CHE IL COLESTEROLO SONO MACROMOLECOLE CHE ABBIAMO GIA' INCONTRATO QUANDO ABBIAMO STUDIATO LA CELLULA EUCARIOTE. LA MEMBRANA CELLULARE È FORMATA DA UN DOPPIO STRATO FOSFOLIPIDICO E DAL COLESTEROLO CHE DÀ FLUIDITÀ ALLA MEMBRANA. IL COLESTEROLO È UNA MACROMOLECOLA MOLTO IMPORTANTE, MA LA SUA ELEVATA CONCENTRAZIONE NEL CIRCOLO SANGUIGNO POTREBBE CAUSARE SERI PROBLEMI ALL'APPARATO CARDIOCIRCOLATORIO. È IMPORTANTE TENERE SOTTO CONTROLLO LA CONCENTRAZIONE DI COLESTEROLO NEL SANGUE, PERCHÉ SI PUÒ INCOMBERE IN UNA OSTRUZIONE DEI VASI SANGUIGNI, RISCHIANDO ADDIRITTURA LA MORTE.

Esami del Sangue per il Colesterolo

GLI ESAMI DEL SANGUE DI ROUTINE PER IL COLESTEROLO PREVEDONO 3 PARAMETRI:

1. HDL (COLESTEROLO BUONO)
2. LDL (COLESTEROLO CATTIVO)
3. COLESTEROLO TOTALE CHE METTE IN RELAZIONE IL COLESTEROLO BUONO CON QUELLO CATTIVO.

SE ANCHE IL COLESTEROLO CATTIVO Ė LEGGERMENTE ALTO, MA IL COLESTEROLO TOTALE RIENTRA NEL RANGE DI RIFERIMENTO, BASTA REGOLARSI CON UNA CORRETTA ALIMENTAZIONE PER FAR RIENTRARE IL VALORE SBALLATO DI LDL.

Trigliceridi e Fosfolipidi

I TRIGLICERIDI SONO LIPIDI SEMPLICI E RAPPRESENTANO UNA PICCOLA PERCENTUALE DI GRASSO DI DEPOSITO. SONO IMPORTANTI PERCHE' QUANDO PER IDROLISI SI SCOMPONGONO IN GLICEROLO E ACIDI GRASSI, SONO PROPRIO QUESTI ULTIMI AD ESSERE UTILIZZATI COME FONTE ENERGETICA(9 KCAL PER GRAMMO DI GRASSI). I TRIGLICERIDI SONO FORMATI DA: V GLICEROLO v 3 MOLECOLE DI ACIDI GRASSII FOSFOLIPIDI SONO GRASSI COMPLESSI FORMATI DA: V UN GRUPPO FOSTATO V GLICEROLO v 2 MOLECOLE DI ACIDI GRASSI I FOSFOLIPIDI HANNO FUNZIONE STRUTTURALE PERCHE' SONO I COSTITUENTI PRINCIPALI DELLA MEMBRANA CELLULARE.

Esercizio sul Diario Alimentare

Calcolo delle Kcal per Macronutriente

ESERCIZIO SUL DIARIO ALIMENTARE ESEMPIO NEL DIARIO GIORNALIERO DI UN GIOVANE STUDENTE ATLETA TROVIAMO LE SEGUENTI COMPONENTI ALIMENTARI: 100 GR DI CARBOIDRATI 100 GR DI PROTIDI 100 GR DI LIPIDI CALCOLARE LE KCAL PER CIASCUN MACRONUTRIENTE ASSUNTO DAL GIOVANE. I CARBOIDRATI PRODUCONO 4 Kcal PER GRAMMO I PROTIDI NE PRODUCONO 4 Kcal I LIPIDI NE PRODUCONO 9 Kcal

Svolgimento dei Calcoli

SVOLGIMENTO CARBOIDRATI 100X4=400 Kcal PROTIDI 100X4=400 Kcal LIPIDI 100X9=900 Kcal CALCOLARE IL TOTALE GIORNALIERO DI Kcal ASSUNTE. 400+400+900=1700 Kcal CALCOLARE LA PERCENTUALE DEI CARBOIDRATI ASSUNTI DAL GIOVANE. TOT Kcal CARB: % CARB= TOT Kcal: 100% 400 : % CARB= 1700 : 100% % CARB= 400X100/1700= 23,5% CONFRONTARE CON IL VALORE STANDARD E DIRE SE È MAGGIORE O MINORE. 23,5% È MINORE < DEL VALORE DI RIFERIMENTO, OVVERO 50%

Valori di Riferimento Giornalieri

VALORI DI RIFERIMENTO GIORNALIERI CARBOIDRATI 50% PROTIDI 20%. LIPIDI 30% LE PAGINE DA STUDIARE DEL LIBRO SONO 28 E 29.