Glucidi, protidi e lipidi sono le molecole organiche che costituiscono i macronutrienti da cui l’organismo attinge attraverso l’alimentazione per avere l’energia necessaria a mantenersi in vita.
Carbonio, idrogeno e ossigeno
Si tratta di aggregazioni di atomi in cui tre sono comune a tutti, il carbonio, l’idrogeno e l’ossigeno, mentre l’azoto, il ferro, il sodio, il magnesio e lo iodio sono atomi che compaiono solo nella costituzione delle proteine.
La formazione di queste molecole avviene con la eliminazione dell’acqua.
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GLUCIDI
I glucidi, o carboidrati, sono composti ternari costituiti dall’aggregazione di atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno, sintetizzati nei cloroplasti, organuli delle cellule vegetali durante la fotosintesi clorofilliana.
I glucidi hanno due principali funzioni:
- Funzione ENERGETICA – Sono la principale sorgente energetica per la maggior parte degli esseri viventi;
- Materiale di SINTESI – Costituiscono il materiale di partenza per la sintesi molte altre molecole.
Solubilità in acqua
Appartengono alla categoria di questi macronutrienti gli zuccheri, l’amido, la cellulosa e il glicogeno.
Alcuni di essi, come gli zuccheri sono solubili in acqua – perchè hanno vari gruppi alcolici che formano legami a idrogeno con le molecole d’acqua – , altri, come la cellulosa, non lo sono.
Tipologia di glucidi
I glucidi si possono distinguere in semplici e complessi.
Ai glucidi semplici appartengono i monosaccaridi, mentre ai glucidi complessi appartengono i polisaccaridi.
Monosaccaridi
I monosaccaridi sono le molecole glucidiche di base, dette anche monomeri, che non possono ulteriorimente scisse in altre componenti e costituiscono i mattoni molecolari con cui si costiuiscono i polisaccaridi (molecole di monosaccaridi unite).
I monosaccaridi sono sostanze di colore bianco, cristalline e dal sapore quasi sempre dolce, sono solubili in acqua e insolubili nei solventi organici.
Chimicamente sono composti nella proporzione Cn (H20) n e si classificano in base al numero di atomi di carbonio che possono variare da 3 a 9. Si possono quindi chiamare triosi, pentosi, esosi etc.
I più importanti sono a 5 o a 6 atomi di carbonio, come ad esempio:
- Pentosi – I pentosi più conosciuti sono sicuramente il ribosio e il desossiribosio, che sono i monosaccaridi che concorrono alla formazione degli acidi nucleici.
- Esosi – Alla categoria degli esosi appartengono invece il glucosio, il fruttosio e il galattosio che sono basilari come fonte energetica degli organismi.
Polisaccaridi
I polisaccaridi sono delle macromolecole formate da due o più molecole di monosaccaride unite tramite legame covalente; poco solubili in acqua perchè hanno un elevato numero di legami che si dovrebbero scomporre contemporaneamente, non hanno sapore dolce, vengono scomposti per idrolisi in soluzioni acida, con la “supervisione” dagli enzimi.
I polisaccaridi sono i glucidi più diffusi in natura e costituiscono il materiale di riserva, di sostegno e di protezione di organismi animali e vegetali.
Esempi di polisaccaridi sono:
- l’amido, riserva energetica delle cellule vegetali;
- il glicogeno, riserva energetica delle cellule animali;
- la cellulosa, il costituente della parete cellulare dei vegetali.
LIPIDI
I lipidi, o grassi, come i glucidi, sono sostanze ternarie, sempre costituite da idrogeno, ossigeno e carbonio.
Insolubilità in acqua
A differenza dei glucidi però i lipidi sono insolubili in acqua a causa del fatto che gli elementi si legano con un gran numero di legami covalenti apolari (cioè tra atomi con differenza di elettronegatività compreso tra 0 e 0,4).
I lipidi invece con l’acqua formano delle emulsioni; mentre sono solubili con solventi quali l’acetone o l’etere.
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I lipidi si distinguono in semplici e complessi.
- lipidi semplici – i trigliceridi, le cere e gli steroidi,
- lipidi complessi – i fosfolipidi, i glicolipidi o le lipoproteine
Dalla demolizione di una molecola di lipide la cellula ottiene il doppio dell’energia che si ricava dalla stessa quantità di glucidi e protidi.
Negli organismi viventi i lipidi rappresentano ottime sostanze di riserva che si accumulano nei tessuti adiposi a cui essi attingono quando il nutrimento si fa scarso.
Anche i vegetali accumulano notevoli quantità di lipidi nei semi e nei frutti, tanto da poter essere sfruttati per l’estrazione di olii commestibili e industriali (olio di oliva, di arachidi, di mais, di ricino, di lino…).
La molecola dei lipidi di riserva è quella dei trigliceridi che sono il tipo di lipide più abbondante in natura (circa il 98% dei grassi presenti negli animali e negli alimenti). Essa è formata da un alcol, la glicerina e da un acido grasso (acido oleico, palmitico, butirrico, ecc.). Nella sintesi di un trigliceride una molecola di alcol si combina con tre di acido grasso attraverso l’eliminazione di tre molecole d’acqua. Questa reazione avviene sotto l’azione di particolari enzimi.
Distribuzione del tessuto adiposo sottocutaneo nell’essere umano
- Donna
Nelle donne, la massa adiposa si concentra nelle zone da cui l’organismo attinge per portare a termine la gravidanza in caso di carenza nutrizionale, ovvero: porzione dell’addome sotto l’ombelico (obesità ginoide), glutei e cosce.
- Uomo
Nell’uomo, la massa adiposa (obesità androide) si concentra nel viso, nel collo, sulle spalle e sulla porzione dell’addome sopra l’ombelico.
L’accumulo di grasso si associa spesso a più alti livelli di pressione arteriosa, glicemia e trigliceridi.
PROTIDI
I protidi, o proteine, sono i composti organici più diffusi nelle cellule viventi.
La loro molecola è di grandi dimensioni ed è costituita da un composto quaternario composta oltre che da carbonio, idrogeno e ossigeno come nel caso dei glucidi e dei lipidi, anche da azoto oppure, talvolta, di sodio, potassio, ferro, magnesio o iodio.
- Funzione plastica
- Funzione metabolica
La funzione principale dei protidi è plastica cioè sono essi il materiale principale di cui sono costituite le strutture cellulari; mentre, una funzione secondaria ma non meno importante è quella di normalizzazione metabolica. Sono infatti proteine gli enzimi (funzione di controllo); gli ormoni (funzione di regolazione) o l’emoglobina (funzione di trasporto).
Come detto le proteine sono molecole di grandi dimensioni e sono costituite da unità più piccole, dette aminoacidi. Gli aminoacidi si combinano per formare le proteine attraverso il legame peptidico che si realizza con l’eliminazione di una molecola d’acqua.
Viceversa la rottura delle proteine avviene per aggiunta di una molecola d’acqua. Il processo di sintesi proteica avviene all’interno delle cellule, mentre quello di distruzione, detto anche idrolisi o digestione può avvenire sia all’interno che all’esterno della cellula.
Questi processi ovviamente si svolgono sotto l’azione catalizzatrice degli enzimi.
Gli aminoacidi, a differenza delle proteine, sono solubili in acqua. Questo perchè le loro ridotte dimensioni gli consentono di attraversare la membrana cellulare.
L’importanza delle proteine oltre all’aspetto plastico e metabolico è legata anche all’identità specifica di un individuo o di una specie. Ciò significa che analizzare una proteina di un individuo o di una specie significa spesso conoscere il tratto biologico che lo distingue da altri individui o specie.
Autore dell’articolo: Pierpaolo Spanu
Monomeri e polimeri
Queste sostanze sono formate dalla polimerizzazione (cioè dall’unione) di unità di base più piccole, i monomeri:
- I monosaccardi – nei glucidi
- Gli aminoacidi – nei protidi
- Un alcol e un acido grasso – nei lipidi
Sintesi e idrolisi
- – La sintesi dei protidi, dei glucidi e dei lipidi avviene sempre con l’eliminazione di una molecola d’acqua
- – L’idrolisi dei protidi dei glucidi e dei lipidi avviene sempre con l’aggiunta di una molecola d’acqua
Luogo di sintesi dei macronutrienti
- Glucidi – cloroplasti
- Protidi – ribosomi
- Lipidi – Fegato, Reni, Polmoni, Ghiandole lattifere, Tessuti lipidici
