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Sintesi di capitolo
1 Princìpi fondamentali del metabolismo
Il catabolismo è il processo metabolico attraverso il quale si ha la demolizione dei
principi nutritivi.
L’anabolismo è il processo metabolico attraverso il quale da molecole semplici si
costruiscono molecole più complesse.
Le reazioni esoergoniche (cataboliche) danno luogo a prodotti con contenuto energetico inferiore rispetto ai reagenti e liberano energia.
Le reazioni endoergoniche (anaboliche) danno luogo a prodotti più ricchi di energia rispetto ai reagenti e hanno bisogno di energia.
L’ATP (adenosina trifosfato) è la molecola necessaria per la sintesi dell’RNA, l’anello tra il catabolismo e l’anabolismo nonché il trasportatore di energia.
L’enzima è un catalizzatore biologico che per funzionare ha bisogno di cofattori
(ioni inorganici) o coenzimi (molecole organiche non proteiche come il NADH o il
FADH2).
2 Glucidi
I glucidi sono composti ternari formati da carbonio, idrogeno e ossigeno ma possono
contenere anche fosforo, azoto e zolfo.
I glucidi si dividono in:
●● monosaccaridi, costituiti da singole unità saccaridiche con catena lineare di atomi
di carbonio. Si dividono in triosi, tetrosi, pentosi (come il ribosio) ed esosi (per
esempio glucosio, galattosio, fruttosio);
●● oligosaccaridi, formati da due a nove unità monosaccaridiche.
Tra questi vi sono i disaccaridi (formati da due monosaccaridi):
○○ saccarosio, costituito da una molecola di α-d-glucosio e una di α-d-fruttosio;
○○ lattosio, costituito da una molecola di β-d-galattosio e una di d-glucosio
maltosio, costituito da una molecola di α-d-glucosio e una di d-glucosio;
cellobiosio, costituito da una molecola di β-d-glucosio e una di α-d-glucosio.
●● polisaccaridi, composti da dieci o più unità saccaridiche; tra questi vi sono:
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CAPITOLO
Nutrienti
e metabolismi
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Nutrienti e metabolismi
○○
○○
○○
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l’amido, costituito da amilosio (catene di glucosio legate con un legame α-1,4glicosidico a formare unità ripetitive di α-maltosio) e amilopectina (macromolecole più grosse in cui le unità di glucosio sono legate da legami α-1,4-glicosidici
e α-1,6-glicosidici);
le destrine, corte catene oligosaccaridiche lineari o ramificate;
il glicogeno, detto amido animale, un polimero ramificato simile all’amilopectina;
la cellulosa, polimero lineare costituito da catene di glucosio legato con legami
β-1,4-glicosidici che forma unità ripetitive di cellobiosio.
Lo zucchero invertito è una miscela al 50% di glucosio e 50% di fruttosio ottenuta
dall’idrolisi del saccarosio.
La glicolisi è la via catabolica del glucosio costituita da dieci reazioni che porta alla
formazione di due molecole di piruvato.
Attraverso il ciclo di Krebs, il piruvato, in condizione di aerobiosi, viene convertito
in acetilCoA che procederà per altre vie metaboliche.
La fermentazione alcolica è una reazione metabolica attraverso la quale, in assenza
di ossigeno, il glucosio viene convertito in etanolo e diossido di carbonio.
La fermentazione glicerica è una via metabolica secondaria dei saccaromiceti nella
quale il diidrossiaceton-P viene ridotto a glicerolo-3-fosfato e defosforilato a glicerolo.
Attraverso la fermentazione propionica l’acido lattico viene trasformato in acido
propionico, acido acetico e diossido di carbonio grazie all’azione del Propionibacterium.
La fermentazione butirrica avviene a opera dei batteri butirrici (in particolare
Clostridium thyrobutyrricum), partendo dall’acido lattico, derivato a sua volta dalla
fermentazione lattica, vengono prodotti acido butirrico, acido acetico, diossido di carbonio e idrogeno.
La fermentazione malolattica è dovuta a particolari batteri lattici, Oenococcus oeni,
che trasformano l’acido malico in acido lattico nei vini rossi.
3 Lipidi
I lipidi sono composti ternari insolubili in acqua, formati da carbonio, ossigeno e idrogeno. A temperatura ambiente si presentano solidi (come il burro e la margarina) o in
forma liquida (oli).
Gli acidi grassi monocarbossilici sono formati da un solo gruppo carbossilico e si
possono classificare in:
●● saturi, quando presentano tutti legami semplici;
●● monoinsaturi, quando nella catena è presente un solo doppio legame;
●● polinsaturi, quando nella catena sono presenti due o più doppi legami.
In base alla composizione chimica, i lipidi si possono classificare come segue.
●● Lipidi saponificabili, formati da acidi grassi che per idrolisi alcalina generano saponi, tra questi:
○○ gliceridi (esteri del glicerolo con acidi grassi);
○○ cere (esteri di acidi grassi a lunga catena saturi e insaturi con alcoli);
○○ steroli (alcoli monovalenti caratterizzati da un nucleo steroideo);
○○ fosfolipidi (lipidi complessi formati da un residuo di acido fosforico legato a un
alcol, glicerolo o sfingosina);
○○ glicolipidi (lipidi complessi che contengono una o più molecole di zuccheri).
●● Lipidi insaponificabili, non contengono legami estere, per cui non sono idrolizzabili e non formano saponi.
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Nutrienti e metabolismi
La β-ossidazione è la via metabolica attraverso la quale i lipidi vengono idrolizzati ad
acidi grassi e vengono ossidati a diossido di carbonio e acqua mediante la separazione
di due atomi di carbonio alla volta, sino ad acetilCoA e acilCoA.
4 Protidi
Gli amminoacidi sono composti organici formati da un atomo di carbonio al quale
sono legati un atomo di idrogeno, un gruppo carbossilico, un gruppo amminico e un
gruppo -R che può avere natura apolare alifatico e aromatico, polare, carico negativamente o carico positivamente.
Il legame peptidico è di tipo covalente e si instaura tra il gruppo carbossilico di un
amminoacido e il gruppo amminico di quello successivo, eliminando una molecola di
acqua.
I protidi sono polimeri lineari formati da amminoacidi legati tra loro da un legame
peptidico; si parla di:
●● oligopeptidi, quando gli amminoacidi sono meno di dieci;
●● polipeptidi, quando gli amminoacidi sono in un numero compreso tra dieci e cento.
Le proteine possiedono quattro livelli di struttura:
●● la struttura primaria, ovvero la sequenza degli amminoacidi lungo la catena, è specifica per ogni proteina;
●● la struttura secondaria è dovuta ai ripiegamenti regolari e periodici della catena di
amminoacidi; le strutture secondarie più importanti sono:
○○ α-elica, nella quale le proteine si organizzano in un sistema elicoidale;
○○ β-foglietto, nel quale le catene proteiche assumono un andamento a zig zag, disponendosi l’una accanto all’altra per dare una struttura che ricorda un foglietto
ripiegato;
●● la struttura terziaria è dovuta a un ulteriore ripiegamento della catena a formare
una specie di gomitolo; possono presentare tratti più o meno lunghi sia di α-elica
sia di β-foglietto;
●● la struttura quaternaria è data dall’associazione di più catene polipeptidiche, uguali o diverse, che già presentano una struttura terziaria.
La transamminazione è il trasferimento del gruppo amminico da un amminoacido a
un composto (α-chetoacido) che proviene dal catabolismo dei glucidi o dei lipidi, con
la formazione di un nuovo amminoacido a opera della transaminasi.
La deamminazione ossidativa consiste nell’eliminazione del gruppo amminico,
sotto forma di ione ammonio, attraverso la deidrogenazione a opera di un amminoacido ossidasi; l’ammonio che si forma viene convertito in urea.
La degradazione dello scheletro carbonioso è il processo attraverso cui si ha la degradazione dello scheletro carbonioso degli amminoacidi nel ciclo di Krebs a seconda
del tipo di amminoacido; i prodotti principali che si ottengono sono l’ossalacetato, il
fumarato, il succinilCoA, l’α-chetoglutarato e l’acetilCoA.
Gli amminoacidi chetogenici possono generare corpi chetonici e acidi grassi.
Gli amminoacidi glucogenici, invece, possono generare glucosio passando per il
piruvato e l’ossalacetato.
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Nutrienti e metabolismi
5 Vitamine e sali minerali
Le vitamine sono micronutrienti essenziali che non apportano energia, ma svolgono
funzione regolatrice, si dividono in:
●● idrosolubili, assorbite con le soluzioni acquose, comprendono le vitamine del gruppo B, con principale funzione coenzimatica, e la vitamina C;
●● liposolubili, solubili nei grassi, comprendono le vitamine A, E, D, K.
I sali minerali sono sostanze inorganiche essenziali per l’organismo che si possono
trovare sotto forma sia di atomi sia di ioni; sono raggruppati in:
●● macroelementi (Ca, P, Mg, Na, S, K, Cl), presenti nell’organismo in concentrazione
superiore al 5%;
●● microelementi o oligoelementi (Fe, Cu, Zn, I, Se, Cr, Co e F), presenti in tracce
nell’organismo.
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