definizione
Appartenenti alla classe dei polisaccaridi, sono così chiamati per la loro struttura biochimica notevolmente più elaborata rispetto agli altri carboidrati, in particolare rispetto agli zuccheri semplici; la loro struttura molecolare è polimerica, in quanto costituiti dall’unione di almeno una decina monomeri di carboidrati semplici, potendo arrivare a costruire catene comprendenti diverse migliaia di unità (al di sotto delle 10 unità si parla di oligosaccaridi); le unità monomeriche costituenti sono i monosaccaridi, ovvero le molecole elementari dei glucidi.
Per l’uomo, i carboidrati complessi possono essere suddivisi in base alla loro varietà molecolare:
⇒ omopolisaccaridi – quando è presente un unico tipo di monosaccaride a costruire lunghe catene polisaccaridiche: amido, glicogeno, cellulosa, inulina e chitina.
⇒ eteropolisaccaridi – costituiti da migliaia di molecole eterogenee, cioè composti da differenti tipi di monosaccaridi: emicellulose, mucopolisaccaridi, glicoproteine e pectine.
Esiste anche una classificazione funzionale dei carboidrati complessi, che si basa sulla loro funzione biologica, potendo classificarli in nutrizionali, cioè in grado di fungere da deposito/riserva energetica come amido e glicogeno, oppure strutturali, come la cellulosa, l’emicellulosa, la pectina ed altre sostanze simili.
carboidrati complessi nell’alimentazione
L’essere umano è in grado di digerire in parte i carboidrati complessi, grazie a un pool enzimatico che agisce a partire dalla bocca (amilasi salivare) fino all’intestino (amilasi pancreatica e disaccaridasi dell’orletto a spazzola intestinale): questi enzimi sono in grado di scindere i legami α-glicosidici.
L’omopolisaccaride nutrizionale più diffuso tra le riserve vegetali è l’amido, composto da catene di amilosio (20%) e amilopectina (80%): l’amilosio è un polimero lineare composto da 250-300 unità di glucosio, contiene legami α1,4 glicosidici e risulta solubile in acqua, mentre l’amilopectina è un polimero ramificato composto da 300-5000 unità di glucosio, contiene legamiα-1,4 e (nei punti di ramificazione) α-1,6 glicosidici; l’amido non è uniforme, ma le sue caratteristiche sono differenti per la struttura molecolare e presentano un indice glicemico differente a seconda che derivino da frumento, riso, orzo, mais o altri cereali o vegetali in genere, per cui, anche se tutti gli amidi siano polimeri del glucosio, esiste una certa differenza strutturale che ne determina la velocità di digestione e assorbimento.
Il glicogeno è un omopolisaccaride tipico del regno animale che possiede 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; è essenziale per il mantenimento della glicemia.
Fra i carboidrati complessi ad azione strutturale, presenti in tutti i tessuti animali, possiamo ricordare anche i mucopolisaccaridi, eteropolisaccaridi che costituiscono l’elemento primario del tessuto connettivo, diversificandosi in acido ialuronico, la condroitina; le glicoproteine, anch’esse eteropolisaccaridi, svolgono numerose funzioni biologiche all’interno dell’organismo in quanto sono molecole coniugate formate da catene di amminoacidi e di glucidi: rientrano tra queste molecole le sieroalbumine, le globuline, il fibrinogeno, il collagene. La chitina è un omopolisaccaride di origine animale, indigeribile per l’uomo, costituito da lunghe catene di un derivato del glucosio, la acetilglucosammina, che costituisce il carapace dei crostacei e degli insetti.
Anche i carboidrati complessi strutturali vegetali, siano essi omopolisaccaridi o eteropolisaccaridi, pur non possedendo alcun valore energetico per l’uomo, possiedono rilevanza da un punto di vista nutrizionale: a differenza dell’amido e del glicogeno, sono caratterizzati dalla presenza non solo di legami α-glicosidici, ma anche di legami β-glicosidici, che richiedono enzimi digestivi specifici non appartenenti al pool enzimatico umano, a differenza dei microorganismi del microbiota intestinale, che sono in grado di idrolizzarli traendone energia con la produzione di acqua, acidi e gas.; fra questi i più importanti sono la cellulosa, l’inulina e le pectine.
La cellulosa è un omopolisaccaride strutturale costituito da lunghe catene di glucosio (3000-12000) legate da vincoli β-1,4 glicosidici e, pertanto, indigeribile per l’essere umano ma in grado di favorire il transito intestinale, potendo essere considerato il principale costituente della fibra alimentare; l’inulina è un omopolisaccaride che, viceversa, è composto da catene di fruttosio vincolate da legami β-2,1 glicosidici.
Le emicellulose sono un ampio gruppo di eteropolisaccaridi che contengono xilani, pentosani, arabinosilani, galattani ed altri glicidi; 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; agli eteropolisaccaridi appartengono anche le pectine e le gelatine (utilizzate come additivi alimentari).
La digestione dei carboidrati complessi inizia in bocca; durante la masticazione viene secreta la saliva che contiene una α-amilasi salivare, la ptialina, che inizia a idrolizzare l’amido in destrine e maltosio; il processo viene parzialmente interrotto a livello gastrico dove i carboidrati complessi non subiscono subiscono una digestione enzimatica, ma vengono attaccati dall’acido cloridrico presente nei succhi gastrici. Una volta immessi nel duodeno e miscelati con i succhi pancreatici contenenti l’α-amilasi pancreatica. vengono idrolizzati, scindendo definitivamente tutte le catene di amido tralasciate, amilosio e amilopectina, in disaccaridi; la digestione ultima delle catene ancora parzialmente complesse (disaccaridi) avviene selettivamente in quanto, nell’intestino tenue, i disaccaridi vengono idrolizzati dagli enzimi del succo enterico, grazie all’azione delle saccarasi (dal saccarosio si ottiene 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 (per il lattosio con produzione di glucosio e galattosio).
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, tutti i glucidi che assumiamo con la dieta sono idrolizzati, assorbiti, trasportati al fegato ed eventualmente trasformati in glucosio; 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.
La frazione non digeribile dei glucidi complessi viene solitamente indicata col nome di fibra alimentare: non essendo idrolizzabile dall’uomo, una volta giunta nel colon subisce la fermentazione da parte del microbiota intestinale, pertanto può essere considerata un prebiotico perché favorisce la crescita dei ceppi batterici simbionti a scapito dei potenziali patogeni; la componente idrosolubile dei glucidi complessi, costituita soprattutto da pectine e mucillagini, modula l’assorbimento dei nutrienti e contribuisce alla gelificazione delle feci, mentre le fibre insolubili (cellulosa, emicellulose e lignina) determinano un aumento della massa fecale e del volume gassoso, stimolando le contrazioni peristaltiche di segmentazione.
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