DISACCARIDI: CARATTERISTICHE, STRUTTURA, ESEMPI, FUNZIONI - BIOLOGIA - 2025

I disaccaridi sono carboidrati chiamati anche doppi zuccheri. Hanno importanti funzioni nella dieta dell'uomo come principali fonti di energia. Questi possono essere di origine vegetale, come il saccarosio della canna da zucchero e il maltosio presente, e di origine animale come il lattosio presente nel latte dei mammiferi, tra gli altri.

I carboidrati o zuccheri sono i cosiddetti carboidrati o carboidrati, che sono sostanze idrosolubili composte da carbonio, ossigeno e idrogeno con la formula chimica generale (CH2O) n.

Rappresentazione della struttura del lattosio disaccaride (Fonte: Telliott su Wikipedia in inglese tramite Wikimedia Commons)

I carboidrati sono le sostanze organiche più abbondanti in natura e sono presenti in tutte le piante. La cellulosa che costituisce la struttura delle pareti cellulari delle piante è un carboidrato, come gli amidi nei chicchi e nei tuberi.

Si trovano anche in tutti i tessuti animali, come il sangue e il latte dei mammiferi.

I carboidrati sono classificati in: (1) monosaccaridi, che non possono essere idrolizzati in carboidrati più semplici; (2) nei disaccaridi, che quando idrolizzati producono due monosaccaridi; (3) in oligosaccaridi, che danno 3-10 monosaccaridi per idrolisi e (4) in polisaccaridi, la cui idrolisi dà luogo a più di 10 monosaccaridi.

L'amido, la cellulosa e il glicogeno sono polisaccaridi. I disaccaridi di importanza fisiologica nell'uomo e in altri animali sono il saccarosio, il maltosio e il lattosio.

Caratteristiche e struttura

Essendo carboidrati, i disaccaridi sono composti da carbonio, ossigeno e idrogeno. In generale, l'ossigeno e l'idrogeno nella struttura della maggior parte dei carboidrati sono nella stessa proporzione dell'acqua, cioè per ogni ossigeno ci sono due idrogeni.

Ecco perché sono chiamati "carboidrati o carboidrati". Chimicamente, i carboidrati possono essere definiti come aldeidi poliidrossilate (R-CHO) o chetoni (R-CO-R).

Aldeidi e chetoni hanno un gruppo carbonile (C = O). Nelle aldeidi, questo gruppo è attaccato ad almeno un idrogeno e, nei chetoni, questo gruppo carbonile non è attaccato all'idrogeno.

I disaccaridi sono due monosaccaridi legati da un legame glicosidico.

Disaccaridi come maltosio, saccarosio e lattosio, se sottoposti a riscaldamento con acidi diluiti o per azione enzimatica, idrolizzano e danno origine ai loro componenti monosaccaridici. Il saccarosio dà origine a un glucosio e un fruttosio, il maltosio dà origine a due glucosio e lattosio a un galattosio e un glucosio.

Esempi

Saccarosio

Il saccarosio è lo zucchero più abbondante in natura ed è costituito dai monosaccaridi glucosio e fruttosio .. Si trova nei succhi di piante come barbabietola, canna da zucchero, sorgo, ananas, acero e in misura minore in frutti maturi e il succo di molte verdure. Questo disaccaride è facilmente fermentato dall'azione dei lieviti.

Lattosio

Il lattosio, o zucchero del latte, è costituito da galattosio e glucosio. Il latte dei mammiferi è ricco di lattosio e fornisce nutrienti ai bambini.

La maggior parte dei mammiferi può digerire il lattosio solo da bambini e perdono questa capacità man mano che maturano. In effetti, gli esseri umani che sono in grado di digerire i latticini in età adulta hanno una mutazione che gli consente di farlo.

Questo è il motivo per cui così tante persone sono intolleranti al lattosio; Gli esseri umani, come altri mammiferi, non avevano la capacità di digerire il lattosio durante l'infanzia fino a quando questa mutazione non divenne presente in alcune popolazioni circa 10.000 anni fa.

Oggi, il numero di persone intolleranti al lattosio varia ampiamente tra le popolazioni, dal 10% nel Nord Europa al 95% in alcune parti dell'Africa e dell'Asia. Le diete tradizionali delle diverse culture riflettono questo nella quantità di latticini consumati.

Maltosio

Il maltosio è composto da due unità di glucosio e si forma quando l'enzima amilasi idrolizza l'amido presente nelle piante. Nel processo digestivo, l'amilasi salivare e l'amilasi pancreatica (amilopepsina) scompongono l'amido, dando origine a un prodotto intermedio che è il maltosio.

Questo disaccaride è presente negli sciroppi di zucchero di mais, nello zucchero di malto e nell'orzo germogliato e può essere facilmente fermentato per azione del lievito.

trealosio

Il trealosio è anche composto da due molecole di glucosio come il maltosio, ma le molecole sono collegate in modo diverso. Si trova in alcune piante, funghi e animali come gamberetti e insetti.

Lo zucchero nel sangue di molti insetti, come api, cavallette e farfalle, è costituito da trealosio. Lo usano come una molecola di immagazzinamento efficiente che fornisce energia veloce per il volo quando si rompe.

Chitobiosa

Consiste di due molecole di glucosamina collegate. Strutturalmente è molto simile al cellobiosio, tranne per il fatto che ha un gruppo N-acetilammino dove il cellobiosio ha un gruppo idrossile.

Si trova in alcuni batteri e viene utilizzato nella ricerca biochimica per studiare l'attività enzimatica.

Si trova anche nella chitina, che forma pareti di funghi, esoscheletri di insetti, artropodi e crostacei, e si trova anche in pesci e cefalopodi come polpi e calamari.

Cellobiose (glucosio + glucosio)

Il cellobiose è un prodotto dell'idrolisi della cellulosa o di materiali ricchi di cellulosa, come carta o cotone. È formato unendo due molecole di beta-glucosio da un legame β (1 → 4)

Lattulosio (galattosio + fruttosio)

Il lattulosio è uno zucchero sintetico (artificiale) che non viene assorbito dall'organismo, ma piuttosto si scompone nel colon in prodotti che assorbono l'acqua nel colon, ammorbidendo così le feci. Il suo uso principale è per trattare la stitichezza.

Viene anche usato per abbassare i livelli di ammoniaca nel sangue nelle persone con malattie del fegato, poiché il lattulosio assorbe l'ammoniaca nel colon (rimuovendola dal corpo).

Isomaltosio (glucosio + glucosio Isomaltasi)

Il trealulosio è uno zucchero artificiale, un disaccaride composto da glucosio e fruttosio legati da un legame glicosidico alfa (1-1).

Viene prodotto durante la produzione di isomaltulosio dal saccarosio. Nel rivestimento dell'intestino tenue, l'enzima isomaltasi scompone il trealulosio in glucosio e fruttosio, che vengono poi assorbiti nell'intestino tenue. Il trealulosio ha una bassa potenza per causare la carie.

Chitobiosa

È l'unità ripetitiva del disaccaride nella chitina, che differisce dal cellobiosio solo in presenza di un gruppo N-acetilammino sul carbonio-2 invece del gruppo idrossile. Tuttavia, la forma non acetilata è spesso chiamata anche chitobiosio.

lactitolo

È un alcool cristallino C12H24O11 ottenuto per idrogenazione del lattosio. È un analogo disaccaridico del lattulosio, usato come dolcificante. È anche un lassativo ed è usato per trattare la stitichezza.

Turanose

Un composto organico disaccaridico riducente che può essere utilizzato come fonte di carbonio da batteri e funghi.

Melibiosa

Uno zucchero disaccaride (C12H22O11) formato dall'idrolisi parziale del raffinosio.

Xylobiose

Un disaccaride costituito da due residui di xilosio.

Soffocante

Un disaccaride presente in un soforolipide.

Gentiobiosa

Il gentiobiosio è un disaccaride costituito da due unità D-glucosio legate da un legame glicosidico di tipo β (1 → 6). Il gentiobiosio ha molti isomeri che differiscono per la natura del legame glicosidico che collega le due unità di glucosio.

Leucrose

È un glicosilfruttosio costituito da un residuo di α-D-glucopiranosile legato al D-fruttopiranosio tramite un legame (1 → 5). Un isomero di saccarosio.

Routine

È un disaccaride presente nei glicosidi.

Caroliniaside A

Oligosaccaridi che contengono due unità monosaccaridiche legate da un legame glicosidico.

Assorbimento

Nell'uomo, i disaccaridi ingeriti o i polisaccaridi come l'amido e il glicogeno vengono idrolizzati e assorbiti come monosaccaridi nell'intestino tenue. I monosaccaridi ingeriti vengono assorbiti come tali.

Il fruttosio, ad esempio, si diffonde passivamente nelle cellule intestinali e la maggior parte viene convertita in glucosio prima di entrare nel flusso sanguigno.

Lattasi, maltasi e saccarasi sono gli enzimi situati al bordo luminale delle cellule dell'intestino tenue responsabili rispettivamente dell'idrolisi di lattosio, maltosio e saccarosio.

La lattasi è prodotta dai neonati, ma in alcune popolazioni non è più sintetizzata dall'enterocita durante la vita adulta.

In conseguenza dell'assenza di lattasi, il lattosio rimane nell'intestino e trascina l'acqua per osmosi verso il lume intestinale.Quando raggiunge il colon, il lattosio viene degradato per fermentazione dai batteri nel tratto digerente con la produzione di CO2 e vari acidi. Quando si consuma latte, questa combinazione di acqua e CO2 provoca diarrea, e questo è noto come intolleranza al lattosio.

Il glucosio e il galattosio vengono assorbiti da un comune meccanismo sodio-dipendente. In primo luogo, c'è un trasporto attivo di sodio che rimuove il sodio dalla cellula intestinale attraverso la membrana basolaterale nel sangue. Ciò riduce la concentrazione di sodio all'interno della cellula intestinale, che genera un gradiente di sodio tra il lume dell'intestino e l'interno dell'enterocita.

Quando viene generato questo gradiente, si ottiene la forza che guiderà il sodio insieme al glucosio o al galattosio nella cellula. Nelle pareti dell'intestino tenue è presente un cotrasportatore Na + / glucosio, Na + / galattosio (un simporter) che dipende dalle concentrazioni di sodio per l'ingresso di glucosio o galattosio.

Maggiore è la concentrazione di Na + nel lume del tubo digerente, maggiore è l'afflusso di glucosio o galattosio. Se non c'è sodio o la sua concentrazione nel lume del tubo è molto bassa, né il glucosio né il galattosio saranno assorbiti adeguatamente.

In batteri come E. Coli, ad esempio, che normalmente ottengono la loro energia dal glucosio, in assenza di questo carboidrato nel mezzo possono utilizzare il lattosio e per questo sintetizzano una proteina responsabile del trasporto attivo del lattosio chiamata permeasi di lattosio, entrando così lattosio senza essere stato precedentemente idrolizzato.

Caratteristiche

I disaccaridi ingeriti entrano nel corpo degli animali che li consumano come monosaccaridi. Nel corpo umano, principalmente nel fegato, sebbene si presenti anche in altri organi, questi monosaccaridi sono integrati nelle catene metaboliche di sintesi o catabolismo secondo necessità.

Attraverso il catabolismo (degradazione) questi carboidrati partecipano alla produzione di ATP. Nei processi di sintesi partecipano alla sintesi di polisaccaridi come il glicogeno e formano così le riserve energetiche presenti nel fegato, nei muscoli scheletrici e in molti altri organi.

Partecipano anche alla sintesi di molte glicoproteine ​​e glicolipidi in generale.

Sebbene i disaccaridi, come tutti i carboidrati ingeriti, possano essere fonti di energia per l'uomo e gli animali, partecipano a molteplici funzioni organiche essendo parte delle strutture delle membrane cellulari e delle glicoproteine.

La glucosamina, ad esempio, è un componente fondamentale dell'acido ialuronico e dell'eparina.

Di lattosio e suoi derivati

Il lattosio presente nel latte e suoi derivati ​​è la fonte più importante di galattosio. Il galattosio è di grande importanza in quanto fa parte dei cerebrosidi, dei gangliosidi e delle mucoproteine, costituenti essenziali delle membrane delle cellule neuronali.

Il lattosio e la presenza di altri zuccheri nella dieta favoriscono lo sviluppo della flora intestinale, fondamentale per la funzione digestiva.

Il galattosio partecipa anche al sistema immunitario in quanto è uno dei componenti del gruppo ABO nella parete dei globuli rossi.

Il glucosio, prodotto della digestione di lattosio, saccarosio o maltosio, può entrare nell'organismo attraverso la via della sintesi dei pentosi, in particolare la sintesi del ribosio che è necessaria per la sintesi degli acidi nucleici.

Nelle piante

Nella maggior parte delle piante superiori, i disaccaridi sono sintetizzati dal fosfato trioso dal ciclo fotosintetico di riduzione del carbonio.

Queste piante sintetizzano principalmente il saccarosio e lo trasportano dal citosol alle radici, ai semi e alle foglie giovani, cioè alle aree della pianta che non utilizzano la fotosintesi in modo sostanziale.

Quindi, il saccarosio sintetizzato dal ciclo fotosintetico di riduzione del carbonio e quello che ha origine dalla degradazione dell'amido sintetizzato dalla fotosintesi e accumulato nei cloroplasti, sono due fonti notturne di energia per le piante.

Un'altra funzione nota di alcuni disaccaridi, in particolare il maltosio, è quella di partecipare al meccanismo di trasduzione dei segnali chimici al motore flagello di alcuni batteri.

In questo caso il maltosio si lega prima ad una proteina e questo complesso poi si lega al trasduttore; come risultato di questo legame, viene prodotto un segnale intracellulare diretto all'attività motoria del flagello.

Riferimenti

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