Digestione dei carboidrati PDF

Docente Sara Baldelli Lezione Digestione dei carboidrati  Sara Baldelli Carboidrati: funzioni Metabolica (glucosio, fruttosio, amido) Strutturale cellulosa (piante) chitin...

Docente Sara Baldelli Lezione Digestione dei carboidrati  Sara Baldelli Carboidrati: funzioni Metabolica (glucosio, fruttosio, amido) Strutturale cellulosa (piante) chitina (esoscheletro insetti e crostacei) glicosamminoglicani (tessuti connettivi) Informazione e riconoscimento glicoproteine di membrana (gruppi sanguigni) Anticoagulante (eparina) Eliminazione epatica di composti lipofili (acido glucuronico) Digestione dei carboidrati 2 di 30  Sara Baldelli Carboidrati Un glucide,da un punto di vista chimico, è il derivato aldeidicoo chetonico di un alcol polivalente. In base a questa definizione la molecola deve essere formata da almeno tre atomi di carbonio. Digestione dei carboidrati 3 di 30  Sara Baldelli Fonti alimentari Comprende sia i carboidrati naturalmente presenti negli alimenti che quelli aggiunti durante la preparazione di alimenti e bevande. La maggior parte di zuccheri aggiunti si trova nei succhi di frutta, bibite, dolci, caramelle. Digestione dei carboidrati 4 di 30  Sara Baldelli Fonti alimentari di monosaccaridi Digestione dei carboidrati 5 di 30  Sara Baldelli Fonti alimentari di disaccaridi Digestione dei carboidrati 6 di 30  Sara Baldelli Fonti alimentari di polisaccaridi Digestione dei carboidrati 7 di 30  Sara Baldelli Altri oligosaccaridi e polisaccaridi alimentari Digestione dei carboidrati 8 di 30  Sara Baldelli Altri oligosaccaridi e polisaccaridi alimentari Digestione dei carboidrati 9 di 30  Sara Baldelli Derivati alcolici Non possono essere definiti zuccheri ma considerati carboidrati dalla legislazione europea Digestione dei carboidrati 10 di 30  Sara Baldelli Valore energetico Digestione dei carboidrati 11 di 30  Sara Baldelli Amido L' amido, che è un polimero del glucosio (C6H10O5) si estrae macinando i semi dei cereali (farine) o raspando le patate (fecola). Per l'uomo rappresenta la più cospicua parte dei carboidrati alimentari, infatti la introduciamo sotto forma di: pane, pasta, pizza, dolci, patate. Rappresenta un polisaccaride di riserva ed è formato da amilosio (catena non ramificata) ed amilopectina (catena ramificata). Digestione dei carboidrati 12 di 30  Sara Baldelli Digestione: caratteristiche generali La digestione dell’amido avviene in reazioni catalizzate da enzimi detti alfa- amilasi. Si tratta di endoglicosidasi, ossia enzimi che idrolizzano casualmente i legami glicosidici α-(1→4) interni alle catene sia dell’amilopectina che e dell’amilosio liberando: maltosio; maltotrioso (trisaccaride formato da tre unità di glucosio); alfa-destrine o destrine alfa-limite. Digestione dei carboidrati 13 di 30  Sara Baldelli Digestione: caratteristiche generali Le alfa-destrine sono oligosaccaridi ramificati formati da diverse molecole di glucosio legate da legami glicosidici α- (1→4) e uno α-(1→6). Quelle composte da 5-6 unità, al termine della digestione dell’amilopectina da parte della alfa- amilasi, rappresentano circa un terzo del prodotto finale. Dalla digestione dell’amilosio si formeranno soltanto maltosio e maltotrioso, non essendo presenti punti di ramificazione. Digestione dei carboidrati 14 di 30  Sara Baldelli Glicogeno Il glicogeno è interessato in minima parte da queste reazioni in quanto, dopo la morte dell’animale, va incontro ad una rapida degradazione, in gran parte a glucosio e poi ad acido lattico. Digestione dei carboidrati 15 di 30  Sara Baldelli Digestione dei carboidrati: le fasi La digestione dell’amido ha inizio nella bocca ad opera della alfa-amilasi salivare (Ptialina), per cui il tasso di masticazione e il tempo di permanenza in bocca, comunque relativamente breve, sono il primo fattore che influenza l’interazione tra l’enzima e l’amido, e che può migliorare la digestione. Alfa-amilasi salivare, contenuta appunto nella saliva, scinde l’amido in maltosio (o isomaltosio) e destrine. Digestione dei carboidrati 16 di 30  Sara Baldelli Digestione dei carboidrati: le fasi Una volta nello stomaco, che essenzialmente agisce come un serbatoio, l’acidità gastrica inattiva l’alfa-amilasi salivare, il cui pH ottimale è di circa 7, anche se la presenza di amido in parte può proteggere l’enzima dalla degradazione gastrica permettendone il passaggio con il cibo nel duodeno dove potrà affiancare l’alfa-amilasi pancreatica nel processo digestivo. Il pH dello stomaco è compreso tra 1,5 e 2 Digestione dei carboidrati 17 di 30  Sara Baldelli Digestione dei carboidrati: le fasi Quando dallo stomaco si passa nell’intestino tenue, lo ione bicarbonato secreto dal pancreas (sotto stimolazione dell’ormone secretina) neutralizza l’acidità gastrica portando il pH a circa 7, un valore ottimale per l’azione degli enzimi pancreatici, tra cui l’alfa-amilasi, ed intestinali, e per la alfa-amilasi salivare residua. A livello del tratto discendente del duodeno vengono riversati dal dotto coledoco la bile e i succhi pancreatici. Proprio in quest’ultimo è contenuta l’amilasi pancreatica, prodotta dalle cellule esocrine del pancreas Digestione dei carboidrati 18 di 30  Sara Baldelli Digestione dei carboidrati: le fasi Ricomincia così la digestione dell’amido, che per la maggior parte avviene nel duodeno, ad opera della alfa-amilasi pancreatica, secreta in quantità ampiamente maggiore rispetto alle necessità digestive. Digestione dei carboidrati 19 di 30  Sara Baldelli Digestione dei carboidrati: le fasi L’ultima fase della digestione dei carboidrati è portata a termine da enzimi prodotti dagli enterociti e localizzati sulla superficie dell’orletto a spazzola delle cellule stesse. Si tratta di glicoproteine con attività idrolasica che vanno ad agire sui prodotti dell’azione delle alfa- amilasi, maltosio, maltotrioso e α-destrine, nonché su due altri carboidrati, i disaccaridi saccarosio e lattosio. Digestione dei carboidrati 20 di 30  Sara Baldelli Digestione dei carboidrati: le fasi Diverse glicosidasi sono in grado di agire solo su legami alfa- glicosidici ossia legami in cui il “ponte” formato dall’atomo di ossigeno è al di sotto del piano individuato dalla struttura ad anello dello zucchero; si parla pertanto di alfa-glucosidasi e nello specifico di: saccarasi; glucoamilasi; alfa-destrinasi. Digestione dei carboidrati 21 di 30  Sara Baldelli Digestione dei carboidrati: le fasi Tutte le alfa-glucosidasi presenti sull’orletto a spazzola degli enterociti sono specifiche per il legame glicosidico α-(1→4) che lega, a livello dell’estremità non riducente della catena, l’ultimo al penultimo residuo di glucosio. I prodotti finali della attività catalitica delle alfa-glucosidasi, lattasi e trealasi, ossia glucosio, fruttosio e galattosio, saranno trasportati attraverso la parete intestinale e riversati nel circolo ematico per essere distribuiti al fegato e quindi ai diversi tessuti. Digestione dei carboidrati 22 di 30  Sara Baldelli Assorbimento dei carboidrati Dopo l’azione enzimatica i prodotti sono generalmente: glucosio, galattosio e fruttosio. Digestione dei carboidrati 23 di 30  Sara Baldelli Modello classico di assorbimento per glucosio e galattosio L’assorbimento del glucosio avviene dal lume attraverso l’epitelio e poi nel sangue. Il trasportatore che veicola glucosio e galattosio nell’enterocita è il trasportatore per gli esosi Na- dipendente, noto come SGLT-1 che trasporta sia il glucosio che il sodio. Questo meccanismo prevede una serie di cambiamenti conformazionali che possono essere così schematizzati: Digestione dei carboidrati 24 di 30  Sara Baldelli Modello classico di assorbimento per glucosio e galattosio Il trasportatore è inizialmente rivolto verso il lume e può legare Na+ , ma non glucosio Il sodio si lega inducendo un cambiamento conformazionale che apre una tasca capace di legare il glucosio Il glucosio si lega ed il trasportatore si orienta nella membrana in modo che le tasche che alloggiano Na+ e glucosio guardino verso l’interno della cellula Il sodio è rilasciato nel citoplasma causando un’instabilità del legame con il glucosio Il glucosio è rilasciato ed il trasportatore riacquista la sua configurazione originale. Digestione dei carboidrati 25 di 30  Sara Baldelli Modello classico di assorbimento per il fruttosio L’assorbimento al livello dell’enterocita per il fruttosio prevede un trasporto facilitato, cioè viene internalizzato secondo gradiente di concentrazione con l’ausilio di un trasportatore specifico: GLUT5. Digestione dei carboidrati 26 di 30  Sara Baldelli Glut 2 Per la fuoriuscita nel torrente ematico, questa è in comune a tutti e tre e prevede il passaggio attraverso GLUT2, quindi un trasporto facilitato secondo gradiente. Digestione dei carboidrati 27 di 30  Sara Baldelli Gluts Parlando dei GLUT, questi sono i trasportatori specifici che presentano una notevole varietà, infatti sono state identificati ben 12 isoforme, tra cui: GLUT1 negli eritrociti GLUT2 nell’intestino, nel fegato e nelle cellule beta del pancreas GLUT3 nel cervello e nella placenta GLUT4 nel muscolo e nel tessuto adiposo GLUT5 specifico per il fruttosio. Digestione dei carboidrati 28 di 30  Sara Baldelli Glut 4 Quello da tenere a mente è GLUT4, questo infatti è l’unico regolato dall’insulina. GLUT4 dunque è deputato a rimuovere l’eccesso di glucosio dopo un pasto abbondante. Nelle cellule muscolari GLUT4 è normalmente sequestrato in vescicole, in seguito ad uno stimolo come la secrezione di insulina o l’attività fisica, GLUT4 va incontro ad una traslocazione sulla superficie cellulare per permettere l’internalizzazione del glucosio e quindi rispondere ad una condizione di iperglicemia. Digestione dei carboidrati 29 di 30  Sara Baldelli Conclusioni In questa lezione abbiamo trattato di: Funzioni dei carboidrati; Fonti alimentari; Glicogeno; Fonti alimentari di monosaccaridi; Digestione dei carboidrati: le fasi; Fonti alimentari di disaccaridi; Assorbimento dei carboidrati; Fonti alimentari di polisaccaridi; Modello classico di assorbimento Derivati alcolici; per glucosio e galattosio; Valore energetico; Modello classico di assorbimento Amido; per il fruttosio; Digestione: caratteristiche generali; Gluts, Glut2 e Glut4 Digestione dei carboidrati 30 di 30