Glucidele şi rolul lor în organismul uman

Glucidele şi rolul lor în organismul uman

2011

1.Aspecte generale Glucidele sau hidraţii de carbon sunt substanţe organice alcătuite din carbon, hidrogen şi oxigen. Dată fiind componenţa lor, ele mai poartă denumirea de hidraţi de carbon sau carbohidraţi. Denumirea de „glucide” vine de la cuvântul grecesc glikis, care înseamnă dulce, calitate comună majorităţii reprezentanţilor acestei clase. Glucidele participă în proporţie de peste 50% din materia uscată la construcţia majorităţii organismelor vegetale, ocupând din punct de vedere cantitativ locul de frunte printre substanţele organice vegetale. În comparaţie cu organismele vegetale, cantitatea de glucide din organismele animale este mică, totuşi pentru om şi animale importanţa lor biologică este foarte mare, ele reprezentând principala sursă energetică. Utilizarea glucidelor pentru necesităţile energetice este justificată, pe de o parte, de abundenţa lor în natură şi de uşurinţa de a acoperi raţia glucidică; pe de alta parte, de faptul că glucidele se absorb şi se oxidează uşor în organism. Aceste calităţi fac ca ele să fie unica sursă capabilă să furnizeze o energie importantă întrun timp scurt (1g de glucide, prin oxidare în organism, generează 4,0 kcal). De aceea glucoza şi zaharoza se recomandă sportivilor la antrenamente şi competiţii. Glucidele sunt indispensabile la metabolismul proteic şi lipidic. La oxidarea glucozei se formează o cantitate impunătoare de adenozin trifosfat (ATF). Energia din ATF este unica formă de energie consumată de organism pentru înfăptuirea diferitelor funcţii fiziologice. Multe glucide complexe joacă un rol structural important, intrând în constituţia pereţilor celulari ai plantelor si bacteriilor. Adesea, în ţesuturile animale, glucidele se găsesc în combinaţie cu proteinele.

2. Clasificarea glucidelor Din punct de vedere chimic şi în raport cu comportarea lor faţă de agenţii de hidrolixă, glucidele se împart în două mari clase: 1. OZE sau MONOZAHARIDE – zaharuri simple, care pot fi hidrolizate OZIDE – zaharuri hidrolizabile sub acţiunea acizilor şi enzimelor, putând fi descompuse în monozaharide. 2.

OZELE sunt împărţite după numărul de atomi de carbon în: pentoze şi hexoze. Pentozele sunt: riboza şi dezoxiriboza, compuşi esenţiali ai acizilor nucleici, arabinoza şi xiloza, prezente în fructe şi rădacinoase. Hexozele se află în cantitate mare în alimentaţia omului, mai importante fiind: glucoza, fructoza, galactoza. Glucoza este cea mai importantă, fiind prezentă în sânge în cantitate de aproximativ 1g/l. în alimentele naturale se găseşte în diferite combinaţii (celuloză, amidon, glicogen ) şi în cantitate mică, în stare liberă, pe când strugurii conţin glucoză ca atare în cantitate mare. Fructoza sau levuloza se găseşte în stare liberă în unele fructe şi în miere (80%). Galactoza este răspândită în regnul vegetal mai ales ca poliozide (galactani, hemiceluloze, gume vegetale, poliozide din alge, mucilagii). Galactoza împreună cu glucoza alcătuiesc lactoza, zahărul din lapte. Din hexoze derivă şi inozitolul, zahăr care se găseşte în special în tărâţele de cereale. El există în plante sub formă de ester hexafosforic, numit fitină, care, fiind un factor de creştere pentru plante, a fost clasificat în grupul vitaminelor B.

OZIDELE se împart în dizaharide şi polizaharide. Dizaharidele cele mai importante sunt: zaharoza, lactoza, maltoza. Zaharoza, dizaharidul cel mai răspândit în natură, este zahărul de uz comun, iar în cantităţi mari se găseşte în trestia de zahăr şi în sfecla de zahăr. Prin hidroliză zaharoza se descompune întro moleculă de glucoză şi alta de fructoză. Lactoza, zahărul din lapte (7,1% în lapte de femeie şi 4,8 în lapte de vacă), este singurul dizaharid din regnul animal. Maltoza, prin hidroliză, se scindează în două molecule de glucoză. În cantitate mare apare ca produs intermediar la hidroliza enzimatică a amidonului şi glicogenului. Polizaharidele au în moleculă un număr foarte mare de monozaharide. Cele mai importante sunt: amidonul, celuloza şi glicogenul, toate polimeri ai glucozei. Amidonul - este forma de stocare a hidraţilor de carbon si rădăcinile unor plante; - reprezintă o importantă sursă de glucide pentru toate animalele, având un rol însemnat în alimentaţia omului. - se formează în frunzele plantelor verzi prin procesul de fotosinteză; - în plante se găseşte ca nişte granule sub formă ovală, sferică sau neregulată, care se deosebesc sub aspectul proprietăţilor şi compoziţiei chimice atât în cadrul aceleiaşi plante, dar mai ales în plante diferite. Granula de amidon este alcătuitădin două componente distincte: amiloză şi amilopectină. Amiloza se găseşte în interiorul grăuntelui de amidon, iar amilopectina constituie învelişul acestui grăunte. Degradarea amidonului, în urma hidrolizei în mediul acid sau enzimatic, trece prin următoarele etape:

amidon → amilodextrine → eritodextrine → acrodextrine → maltoză → glucoză. Amidonul este componentul principal al făinurilor, pâinii, pastelor făinoase, cartofului şi al derivatelor acestora. În acelaşi timp constituie substratul principal al produselor de obţinere a alcoolului pe cale industrială şi a băuturilor alcoolice. Datorită proprietăţilor sale hidrocoloidale, amidonul este utilizat în industria alimentară şi ca aditiv de legare, îngroşare şi stabilizare, la obţinerea sosurilor, supelor-cremă, dressing-urilor pentru salată, alimentelor pentru copii, îngheţatei. Amidonul este principalul carbohidrat folosit în alimentaţia umană şi oferă o gamă de proprietăţi tehnologice dorite. Valoarea nutriţională a amidonului depinde mult de structura şi prelucrarea sa. Digerarea amidonului în intestinul subţire al omului poate varia de la o digestie rapidă (uşoară) la indigestie. Unul dintre factorii principali care afectează digerabilitatea amidonului şi rezultatele sale fiziologice a fost atribuit amilozei sale: procentul de amilopectină. În general, amidonul cu un procent mare de amiloză este utilizat ca o sursă de amidon rezistent (RS) în timp ce tipul de amidon ceros, puternic gelatinizat serveşte ca sursă de amidon rapid digerabil (RDS). Amidonul lent digerabil (SDS), cum este cel din porumb, are ca avantaj o creştere lentă a glicemiei postprandiale şi menţine nivelul glucozei din sânge in timp, în comparaţie cu RDS, cu creşterile şi declinurile sale rapide, doar parţial în conformitate cu valoarea iniţială. În plus, răspunsurile hormonale şi metabolice corespund glicemiei postprandiale şi diferă, comparativ cu RDS. Acest lucru poate avea implicaţii asupra randamentului fizic şi mental, saţietate şi diabet zaharat. Deşi studiile clinice bine concepute care cercetează legătura dintre structura amidonului, absorbţia glucozei şi beneficiile fiziologice sunt limitate, există motive întemeiate pentru a crede că SDS oferă un ansamblu de beneficii pentru sănătate datorită faptului că stabilizează şi menţine constant nivelul de glucoză din sânge. Un alt

avantaj al produselor bogate în SDS este impactul moderat asupra Indicelui Glicemic (GI). Datele clinice arată că o dietă săracă în GI prezintă un risc redus de diabet zaharat şi a bolilor cardiovasculare. Până în prezent nu există pe piaţă produse de SDS. Cu toate acestea, noi carbohidraţi lent digerabili (SDS), cum ar fi Izomaltutoză/ palatinoză care necesită un aport scăzut a nivelului de glucoză au fost comercializate. Oricum proprietăţile funcţionale şi potenţialele aplicaţii ale SDS şi SDC diferă foarte mult. Celuloza este tot un polimer al glucozei, care nu se disperseză în apă şi este extrem de rezistentă la hidroliza acidă sau enzimatică. Spre deosebire de animalele erbivore, care pot degrada celuloza, omul nu are această posibilitate şi în cosecinţă, fibrele celulozice din alimente trec nedigerate şi sunt eliminate în scaun sau sunt dezintegrate prin fermentaţie microbiană în cec sau în colonul ascendent. Din punct de vedere dietetic se face totuşi o diferenţiere între celulozele „dure”, neutilizabile şi celulozele „moi” sau hemicelulozele, care pot fi parţial descompuse şi utilizate de către organismul uman. Hemicelulozele se găsesc în morcovi, sfeclă, dovlecei, pere, piersici, prune, caise, tomate crude. Glicogenul este un polizaharid al α-glucopiranozei care se găseşte în ţesuturile organismelor animale şi omului, în mucegaiuri şi drojdii, în boabele de porumb zaharat. Constituie forma de rezervă a glucidelor pentru organismul animal şi joacă un rol deosebit în metabolismul acestuia. Se dizolvă în apă şi este descompus prin hidroliză enzimatică (maltază) în maltoză şi apoi glucoză. Conţinutul total de glicogen în organism este de 500g (1/3 se localizează în ficat şi 2/3 - în muşchii scheletului). Dacă glucidele nu pătrund în organism cu hrana, atunci aceste rezerve se epuizează în timp de 12-18 ore. Mucopolizaharidele se găsesc numai în organismele animalelor, contribuind la formarea substanţei fundamentale extracelulare a ţesuturilor conjunctive. Datorită prezenţei unui număr mare de grupări acide ionizate (COO-, O-, SO4 2- ) reţin cantităţi mari de apă,

formând goluri coloidale care umplu spaţiile intracelulare sau formează lubrifianţi pentru articulaţii. Alte polizaharide vegetale sunt: inulina (se găseşte în napi, dalie, gherghine, cicoare, în deosebi în tuberculele acestor plante, dar şi în tulpinile şi în organele suculente ale acestora); gumele şi mucilagiile: sunt solubile în apă formând soluţii deosebit de vâscoase şi lipicioase, reprezentantul tipic al acestei grupe îl constituie gumele secretate de vişini, pruni, migdali în locurile cu leziuni de pe ramuri. Constituţia gumelor nu este unitară şi variază cu originea lor. Cleiul de vişin este alcătuit din resturi de galactoză, manoză, arabinoză, acid glucuronic şi cantităţi mici de xiloză. Gumele se hidratează puternic şi dau soluţii mai vâscoase decât gelatina sau cleiul de amidon. Datorită acestor proprietăţi, gumele produse de diverşi arbori (guma arabică, guma guar) se utilizează în industria alimentară ca agent de aglomerare, emulgator şi stabilizator. Mucilagiile se găsesc în cantităţi mari în seminţele de in, boabele de secară, bame. Cele din secară sunt alcătuite aproape 90% din pentozani. Prin hidroliză acidă formează xiloză, arabinoză şi o cantitate mică de galactoză. Pectinele se găsesc în cantităţi mari în fructe, rădăcini, frunze şi tulpinile plantelor. Proprietatea caracteristică şi cea mai importantă a pectinei este capacitatea ei de a da un gel în prezenţa acizilor şi a zahărului. Această proprietate este utilizată pe larg în industria alimentară la obţinerea jeleurilor, gemurilor, marmeladei şi a pastelor de fructe. 3.

Rolul glucidelor în alimentaţie

Ingestia de glucide este legată direct de rolul lor ca sursă energetică la care organismul apelează în primul rând, prin utilizarea următoarelor căi metabolice ale glucidelor: Sunt oxidate imediat, eliberând energie pentru ţesuturi;

Sunt convertite în glicogen, care este stocat în ficat şi in muşchi, fiind o rezervă de energie rapid mobilizabilă; Sunt folosite în sinteza de grăsimi, la care organismul apelează cand rezervele de glicogen se epuizează. Glucidele constituie sursa principală energetică a ţesutului nervos şi muscular, 1g de glucide prin oxidare în organism generează 4 cal. Sub aspect energetic, glucidele sunt egale cu proteinele. Glucidele exercită o acţiune protectoare (de cruţare a proteinelor) având în vedere că, în prezenţa glucidelor, organismul nu apelează la structuri proteice în scop energetic. Un minim de glucide este necesar pentru degradarea normală a lipidelor, deoarece în absenţa acestora lanţul metabolic lipidic este viciat şi apare acidoza prin corpi cetonici şi incomplet oxidaţi. În organismul uman, glucidele ca atare sau transformate sunt prezente întro serie de compuşi care joacă un rol structural şi funcţional. Printre acestea amintim: acidul glucuronic care derivă din glucoză şi care are rol în detoxifierea organismului; glucozamina care se găseşte în sânge sau alte hexozamine care se găsesc în laptele matern; acidul hialuronic care acţionează în organismul uman ca factor de protecţie şi lubrificaţie, se găseşte în lichidele sinoviale, umoarea vitroasă a ochiului, etc.; condroitin – sulfaţii care includ în structura lor galactozamină, acid glucuronic şi acid sulfuric, se găsesc în cartilagii, matricea oaselor, etc.; heparina (anticoagulant al sângelui) este prezentă în ficat, plămâni şi alte ţesuturi; cerebrozidele includ în structura lor galactoza; mucoproteinele, care conţin în structura lor polizaharide, se găsesc în mucusul secretat de mucoasa gastrică. În afara glucidelor metabolizabile, un rol deosebit în alimentaţie îl au şi celuloza, pectina, hemicelulozele, fibrele alimentare, care, deşi nu prezintă importanţă ca substanţe nutritive, intervin cu efecte pozitive în fiziologia gastrointestinală. -

Bibliografie

1. C. Banu, Produsele alimentare şi inocuitatea lor, Ed. Tehnică, Bc. 1982 2. Maria Poroch – Seriţan, Igiena alimentaţiei, Ed. Universităţii din Suceava 2006 3. Rodica Segal, Industria alimentară şi alimentaţia raţională, Bc.1979 4. Rodica Segal, Biochimia produselor alimentare, Ed Academica 2006 5. Slowly digestible starch – its structure and health implications: a review; U. Lehmann and F. Robin; Trends in Food Science & Technology, Volume 18 (2007), Pages 346 – 355.