Digestione e metabolismo dei carboidrati

Nell’organismo una serie di trasformazioni chimiche riduce i carboidrati complessi in monosaccaridi, per poter essere assimilati.
La digestione dei carboidrati inizia nella bocca: la saliva contiene l’amilasi salivare (ptialina, con pH ottimale 7) che idrolizza i legami α 1,4 glicosidici e riduce l’amido in destrine limite, maltosio e maltotriosio. L’azione dell’amilasi salivare viene interrotta quando il cibo raggiunge l’ambiente acido dello stomaco.
Successivamente nell’intestino interviene l’amilasi pancreatica, secreta dal pancreas esocrino, che continua l’azione di quella salivare attaccando lo stesso tipo di legami glicosidici ma con un’azione fino a 10 volte superiore. La digestione si completa sull’orletto a spazzola degli enterociti ad opera di oligosaccaridasi, disaccaridasi e α-glucosidasi. Ad esempio i disaccaridi saccarosio e lattosio sono attaccati dagli enzimi specifici lattasi e saccarasi.
La fibra alimentare invece non è digeribile per la mancanza di enzimi capaci di scindere la cellulosa (legami glicosidici beta 1,4) e subisce un processo di fermentazione nel colon producendo acidi grassi a catena corta detti SCFA.

I prodotti della digestione sono assorbiti nell’intestino tenue a livello dei capillari dei villi intestinali. I monosaccaridi glucosio, galattosio e fruttosio vengono quindi riversati nella circolazione sanguigna e, attraverso la vene porta, raggiungono il fegato dove sono immagazzinati come riserva, oppure possono raggiungere le cellule dei tessuti per produrre energia.
Il passaggio dei nutrienti dal lume intestinale al sangue prevede il superamento della membrana apicale e basolaterale dell’enterocita: glucosio e galattosio sono trasportati attivamente (trasporto attivo mediato dalla proteina SGLT) mentre il fruttosio fluisce tramite diffusione facilitata attraverso il trasportatore GLUT 5.
La presenza di differenti trasportatori è un importante sistema di regolazione dell glicemia: ad esempio il GLUT4 (nelle cellule adipose e del muscolo scheletrico) in condizioni di glicemia elevata incrementa la velocità d’ingresso del glucosio in queste cellule. Inoltre ormoni specifici come insulina e glucagone intervengono per regolare questo fenomeno e contribuiscono al mantenimento di valori glicemici costanti.

Il glucosio occupa una posizione centrale nel metabolismo di tutti gli organismi.
Le principali vie metaboliche dei monosaccaridi sono:
• Glicolisi (ossidazione del glucosio a piruvato)
• Via del pentoso-fosfato (via ossidativa alternativa del glucosio).
• Ciclo di Krebs o ciclo dell’acido citrico (ossidazione a CO2 e H2O)
• Gluconeogenesi (sintesi di glucosio a partire da precursori di natura non saccaridica, principalmente lattato e aminoacidi glucogenici)
• Glicogenosintesi o glicogenesi (sintesi di glicogeno a partire da glucosio, avviene soprattutto nel fegato e nel muscolo scheletrico)
• Glicogenolisi (degradazione del glicogeno)

La glicolisi è una sequenza di reazioni in cui una molecola di glucosio (6 atomi di C) è ossidata a due molecole di piruvato (3 atomi di C) con produzione di energia sotto forma di ATP e NADH. Per alcune cellule (globuli rossi, cellule del cervello) la glicolisi rappresenta la principale fonte di energia metabolica e produce importante intermedi cellulari. Il piruvato prodotto durante la glicolisi può andare incontro a tre destini in funzione della presenza o meno di ossigeno: in condizioni aerobiche entra nel ciclo di Krebs, dopo essere stato trasformato in acetil-CoA; invece in assenza di ossigeno il destino del piruvato è la fermentazione lattica (avviene nel muscolo sotto sforzo con produzione di lattato) o la fermentazione alcolica.

Quando l’apporto alimentare dei carboidrati supera il fabbisogno di energia dell’organismo, il glucosio viene quindi convertito in glicogeno nel fegato come riserva di energia e quando tale possibilità è esaurita, il glucosio in eccesso viene impiegato per la sintesi degli acidi grassi e accumulato nel tessuto adiposo. Se al contrario l’apporto dei carboidrati non è sufficiente, la richiesta di energia viene soddisfatta attraverso la produzione di glucosio a partire dagli amminoacidi (gluconeogenesi).

Articolo scritto da Annalisa Taccari
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