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Il carboidrati, conosciuto come carboidrati o carboidrati, sono le biomolecole essenziali per fornire energia agli esseri viventi in modo immediato e strutturale, per questo sono presenti nella struttura di piante, animali e funghi.
Il carboidrati consiste in combinazioni atomiche di carbonio, idrogeno e ossigeno, organizzati in una catena carbonica e vari gruppi funzionali attaccati, come il carbonile o l'idrossile.
Da qui il termine "Carboidrati" non è propriamente preciso, poiché non si tratta di molecole di carbonio idratato, ma resta per la sua importanza nella scoperta storica di questo tipo di composti chimici. Comunemente possono essere chiamati zuccheri, saccaridi o carboidrati.
Il legami molecolari dei carboidrati sono potenti e molto energici (di tipo covalente), motivo per cui costituiscono la forma di accumulo di energia per eccellenza nella chimica della vita, formando parte di biomolecole più grandi come proteina o lipidi. Allo stesso modo, alcuni di loro costituiscono una parte vitale della parete cellulare della pianta e della cuticola degli artropodi.
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I carboidrati si dividono in:
- Monosaccaridi. Formato da una singola molecola di zucchero.
- Disaccaridi. Composto da due molecole di zucchero insieme.
- Oligosaccaridi. Composto da tre a nove molecole di zucchero.
- Polisaccaridi. Catene zuccherine prolungate che coinvolgono più molecole e sono importanti polimeri biologici dedicati alla struttura o allo stoccaggio di energia.
Esempi di carboidrati e loro funzione
- Glucosio. Molecola isomerica (dotata degli stessi elementi ma diversa architettura) del fruttosio, è il composto più abbondante in natura, in quanto è la principale fonte di energia a livello cellulare (attraverso la sua ossidazione catabolica).
- Ribosio. Una delle molecole chiave per la vita, fa parte degli elementi costitutivi di base di sostanze come ATP (adenosina trifosfato) o RNA (acido ribonucleico), essenziali per la riproduzione cellulare.
- Desossiribosio. La sostituzione del gruppo idrossile con un atomo di idrogeno consente di convertire il ribosio in un deossisugar, fondamentale per integrare i nucleotidi che formano le catene del DNA (acido desossiribonucleico) dove sono contenute le informazioni generiche dell'essere vivente.
- Fruttosio. Presente in frutta e verdura, è una molecola sorella del glucosio, insieme al quale formano lo zucchero comune.
- Gliceraldeide. È il primo zucchero monosaccaride ottenuto dalla fotosintesi, durante la sua fase oscura (ciclo di Calvin). È un passaggio intermedio in numerose vie del metabolismo degli zuccheri.
- Galattosio. Questo semplice zucchero viene convertito in glucosio dal fegato, fungendo così da trasporto di energia. Insieme a questo, forma anche il lattosio nel latte.
- Glicogeno. Insolubile in acqua, questo polisaccaride di riserva energetica è abbondante nei muscoli e, in misura minore, nel fegato e persino nel cervello. In situazioni di fabbisogno energetico, il corpo lo dissolve per idrolisi in nuovo glucosio da consumare.
- Lattosio. Composto dall'unione di galattosio e glucosio, è lo zucchero base del latte e dei fermenti lattici (formaggio, yogurt).
- Eritrosa. Presente nel processo fotosintetico, esiste in natura solo come D-eritrosio. È uno zucchero molto solubile dall'aspetto sciropposo.
- Cellulosa. Composto da unità di glucosio, è il biopolimero più abbondante al mondo, insieme alla chitina. Le fibre delle pareti cellulari delle piante ne sono composte, dando loro supporto, ed è la materia prima della carta.
- Amido. Proprio come il glicogeno costituisce una riserva per gli animali, l'amido lo fa per le verdure. È un macromolecola di polisaccaridi come l'amilosio e l'amilopectina, ed è la fonte di energia più consumata dagli esseri umani nella loro dieta regolare.
- Chitina. Ciò che la cellulosa fa nelle cellule vegetali, la chitina lo fa nei funghi e negli artropodi, fornendo loro forza strutturale (esoscheletro).
- Fucosa: Monosaccaride che funge da ancoraggio per le catene di zucchero ed è essenziale per la sintesi della fucoidina, un polisaccaride per usi medicinali.
- Ramnosa. Il suo nome deriva dalla pianta da cui è stato estratto per la prima volta (Rhamnus fragula), fa parte della pectina e di altri polimeri vegetali, nonché di microrganismi come i micobatteri.
- Glucosamina. Utilizzato come integratore alimentare nella cura delle malattie reumatiche, questo ammino-zucchero è il monosaccaride più abbondante che ci sia, presente nelle pareti cellulari dei funghi e nei gusci degli artropodi.
- Saccarosio. Conosciuto anche come zucchero comune, si trova in abbondanza in natura (miele, mais, canna da zucchero, barbabietole). Ed è il dolcificante più comune nella dieta umana.
- Stachyose. Non del tutto digeribile dall'uomo, è un prodotto tetrasaccaride dell'unione di glucosio, galattosio e fruttosio, presente in molti vegetali e piante. Può essere usato come dolcificante naturale.
- Cellobiose. Un doppio zucchero (due glucosi) che compare durante la perdita di acqua dalla cellulosa (idrolisi). Non è libero in natura.
- Matosa. Lo zucchero di malto, costituito da due molecole di glucosio, contiene un carico energetico (e glicemico) molto elevato, e si ottiene dai chicchi d'orzo germogliati, o per idrolisi di amido e glicogeno.
- Psicopatico. Monosaccaride non comune in natura, può essere isolato dall'antibiotico psicofuranina.Fornisce meno energia del saccarosio (0,3%), motivo per cui è studiato come sostituto della dieta nel trattamento dei disturbi glicemici e lipidici.
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