Carboidrati Complessi

Carboidrati complessi: cosa sono?

Sinonimi di "carboidrati": zuccheri, glucidi, idrati di carbonio.


I carboidrati complessi sono macronutrienti energetici e forniscono 3,75 calorie (kcal) per grammo (g); la loro struttura molecolare è polimerica, ovvero ogni carboidrato complesso è costituito dall'unione di più di 10 carboidrati semplici (fino a diverse migliaia). Questi ultimi sono "unità monomeriche" costituite da MONOSACCARIDI, ovvero la forma più elementare dei glucidi: glucosio, fruttosio e galattosio (i carboidrati complessi energetici per l'uomo sono a base di glucosio). Metaforicamente parlando, i monosaccaridi costituiscono gli anelli, mentre le catene derivanti dalla loro unione sono rappresentate dai polisaccaridi.

Tutti gli zuccheri sono composti ternari: idrogeno (H) + ossigeno (O) + carbonio (C) e la loro funzione biologica è differente tra il regno animale e quello vegetale; nel regno animale, i carboidrati sono deputati principalmente alla produzione di ATP (Adenosin Tri Fosfato - energia pura) o alla costituzione di riserve energetiche (glicogeno per circa l'1% del peso corporeo), mentre nel regno vegetale (organismi in grado di sintetizzarli "dal nulla" - autotrofi) questi assumono anche un'importante funzione STRUTTURALE (vedi cellulosa).

Carboidrati complessi per l'uomo; quali sono?

I carboidrati complessi si possono dividere in base alla loro varietà molecolare: quelli che contengono SOLO UN TIPO di monosaccaridi sono detti omopolisaccaridi, mentre quelli che ne contengono di DIVERSI si definiscono eteropolisaccaridi:

  • Omopolisaccaridi (migliaia di molecole): amido, glicogeno, cellulosa, inulina e chitina.
  • Eteropolisaccaridi (migliaia di molecole): emicellulose, mucopolisaccaridi, glicoproteine e pectine.

Esiste anche una classificazione funzionale dei carboidrati complessi, che si basa sulla loro funzione biologica nel regno VEGETALE:

  • Nutrizionali: amido e glicogeno.
  • Strutturali: cellulosa, emicellulosa, pectina ecc.

Carboidrati complessi: omopolisaccaridi nutrizionali

L'essere umano è in grado di digerire i carboidrati complessi grazie a un pool enzimatico che agisce dalla bocca (amilasi salivare), fino all'intestino (amilasi pancreatica e disaccaridasi dell'orletto a spazzola intestinale) per scindere i legami α-glicosidici 1,4 e 1,6 (posizione de carbonio legato al carbonio successivo).
L'omopolisaccaride nutrizionale più diffuso tra le riserve vegetali è l'AMIDO; esso, chimicamente composto da catene di amilosio (20%) e amilopectina (80%), rappresenta la fonte energetica primaria dell'alimentazione mediterranea (± 50% delle kcal totali).

L'amilosio è un polimero lineare composto da 250-300 unità, contiene legami α1,4 glicosidici e risulta solubile in acqua; l'amilopectina è un polimero ramificato composto da 300-5000 unità, contiene legamiα-1,4 e (nei punti di ramificazione) α-1,6 glicosidici. I vari tipi di amido (frumento, riso, orzo, mais ecc) sono differenti per la struttura molecolare e presentano un indice glicemico differente; questo significa che, nonostante tutti gli amidi siano polimeri del glucosio, esiste una certa differenza strutturale che ne determina la velocità di digestione e assorbimento.

Amilosio

Amilopectina
GlicogenoL'altro omopolisaccaride nutrizionale più diffuso MA appartenente al regno animale è il GLICOGENO; ha una struttura analoga all'amilopectina con 3000-30000 unità di glucosio e contiene legami α-1,4 e (nei punti di ramificazione) α-1,6 glicosidici. Si concentra nei muscoli, nel fegato e in minor parte nei reni (1-2%) degli animali. Il glicogeno è essenziale al mantenimento della glicemia e della prestazione atletica dello sportivo; la sua "ricarica" dipende dal tipo di alimentazione ma, mentre per il sedentario può essere ottemperata anche da diete con bassissimo contenuto di zuccheri (grazie alla neoglucogenesi), per lo sportivo essa dipende esclusivamente dalla quota di carboidrati ingeriti (soprattutto complessi).

Carboidrati complessi: importanza degli omopolisaccaridi ed eteropolisaccaridi strutturali

Anche i carboidrati complessi strutturali vegetali (omo- o eteropolisaccaridi), sono molecole di grande valore nutrizionale, ma privi di funzione energetica per l'UOMO. Essi, che possiedono ANCHE legami β-glicosidici, richiedono enzimi digestivi specifici ed ASSENTI nella nostra saliva, pancreas e intestino; per contro, molti altri animali e soprattutto diversi microorganismi (compresi quelli della flora batterica intestinale) sono in grado di idrolizzarli traendone energia con la produzione di acqua, acidi e gas.

OMO-polisaccaridi

Struttura CellulosaLa CELLULOSA è un omo- strutturale costituito da lunghe catene di glucosio (3000-12000) legate da vincoli β-1,4 glicosidici. Nell'essere umano favorisce il transito intestinale e costituisce il membro principale della fibra alimentare.
Al contrario, l'INULINA è un omo- costituito da catene di FRUTTOSIO vincolate da legami β-2,1 glicosidici; è molto presente nei carciofi e nella cicoria dove rappresenta un substrato di riserva.
La CHITINA è un omo- costituito da lunghe catene di un "derivato" del glucosio, la acetil-glucosamina; è di origine animale e costituisce il carapace dei crostacei e degli insetti.

ETERO-polisaccaridi

Tra gli etero- spiccano le EMICELLULOSE; sono un ampio gruppo che contiene anche: xilani, pentosani, arabinosilani, galattani ecc. Anch'esse, come la cellulosa, costituiscono la fibra alimentare e rappresentano un substrato per la flora batterica intestinale che le utilizza a scopo energetico liberando gas ed acidi.
I MUCOPOLISACCARIDI sono etero- presenti in tutti i tessuti animali, dove costituiscono l'elemento PRIMARIO del tessuto connettivo. I principali sono: acido ialuronico, la condroitina e l'eparina.
Le GLICOPROTEINE svolgono numerose funzioni biologiche all'interno dell'organismo; sono molecole coniugate da catene di amminoacidi e di glucidi; rientrano tra queste molecole le sieroalbumine, le globuline, il fibrinogeno, il collagene ecc.
Tra le etero- di origine vegetale ricordiamo anche le PECTINE; lunghe catene di acido galatturonico combinate "parzialmente" con alcol metilico. Si combinano alla cellulosa e sono amorfe, idrofobe, NON fibrose; con presenza di acidi e zuccheri formano GELATINE e sono utilizzate come additivi alimentari nelle marmellate ecc.

Cenni sulla digestione dei carboidrati complessi

La digestione dei carboidrati complessi inizia in bocca; durante la masticatura (nella quale mandibola, lingua e denti frantumano e mescolano il cibo) le ghiandole secernono la saliva che impasta e imbeve il bolo alimentare. La saliva contiene un enzima, la ptialina o α-amilasi salivare, che inizia a idrolizzare l'amido in destrine e maltosio.
Nello stomaco i carboidrati complessi NON subiscono altri processi di semplificazione, ma una volta immessi nel duodeno e miscelati con i succhi del pancreas, si idrolizzano per azione dell'α-amilasi pancreatica scindendo definitivamente tutte le catene di amido tralasciate, amilosio e amilopectina, in disaccaridi.
La digestione ultima delle catene ancora parzialmente complesse (disaccaridi) avviene SELETTIVAMENTE; nell'intestino tenue i disaccaridi vengono idrolizzati dagli enzimi del succo enterico; i catalizzatori responsabili sono: saccarasi per il saccarosio (con produzione di glucosio e fruttosio), isomaltasi per i legami α-1,6 del maltosio (con produzione di maltosio), maltasi per i legami α-1,6 del maltosio (con produzione di glucosio), isomaltasi per i legami α-1,6 (con produzione di maltosio), lattasi [se presente] per il lattosio (con produzione di glucosio e galattosio).

Carboidrati complessi: funzioni nutrizionali, apporto con la dieta e alimenti che li contengono

I carboidrati complessi sono nel nostro organismo la più importante fonte di energia di rapido utilizzo ma a basso costo. Eccetto la cellulosa e altre molecole non digeribili (quantitativamente secondarie), tutti i glucidi che assumiamo con la dieta sono idrolizzati, assorbiti, trasportati al fegato ed eventualmente trasformati in glucosio. Quest'ultimo è poi riversato nel sangue, dove "dovrebbe" essere presente in concentrazioni pari a 80-100 mg/dl.
Oltre, all'omeostasi glicemica diretta, i carboidrati complessi contribuiscono al mantenimento delle riserve di glicogeno muscolare ed epatico, quest'ultimo deputato al sostenimento glicemico ANCHE nel digiuno protratto.
NB. L'omeostasi glicemica è essenziale al mantenimento della funzionalità nervosa, ma se l'apporto di carboidrati è eccessivo, può essere convertito in lipidi e contribuire all'incremento del deposito adiposo e/o della steatosi epatica (grassa e di glicogeno).
I glucidi complessi "non digeribili" sono costituenti della fibra alimentare; questa, non essendo idrolizzabile dagli enzimi dell'organismo umano, una volta giunta nel colon subisce la fermentazione (e non la putrefazione) della flora batterica fisiologica. La fibra alimentare è quindi un prebiotico perché favorisce la crescita dei ceppi batterici più salubri a discapito di quelli nocivi. Deve essere introdotta per circa 30g/die, ripartita in solubile e insolubile; quella solubile (in acqua) determina la gelificazione delle feci, modula l'assorbimento dei nutrienti ed è costituita da: pectine, gomme, mucillagini e polisaccaridi delle alghe. La fibra insolubile provoca un aumento del volume gassoso stimolando le contrazioni peristaltiche di segmentazione e comprende soprattutto: cellulosa, emicellulose e lignina.
Il fabbisogno complessivo di glucidi è pari al 55-65% delle kcal totali (mai inferiore al 50%), e di queste circa il 45-55% deve essere introdotto con i carboidrati complessi. La mancanza protratta di zuccheri può determinare effetti collaterali anche gravi, quali: marasma, perdita di peso e deplezione muscolare, ritardi della crescita; d'altro canto, l'eccesso contribuisce: all'aumento di peso, all'obesità, a favorire la comparsa di diabete tipo 2 e alla patogenesi di altri dismetabolismi.
Le fonti alimentari dei carboidrati complessi sono principalmente:

Le fonti alimentari della fibra sono principalmente:

NB. I carboidrati complessi sono una fonte energetica essenziale soprattutto per lo sportivo e per l'atleta che, se altera eccessivamente l'equilibrio dei nutrienti, peggiora l'efficacia e l'efficienza del metabolismo a discapito della performance. L'incremento degli zuccheri in un atleta/sportivo che non ne introduce a sufficienza determina un effetto significativamente ergogenico.