Principalele clase de compusi biochimici din alimente

Principalele clase de compusi biochimici din alimente

Pentru satisfacerea necesarului vital dar si pentru alte activitati fizice sau psiho-sociale organismul uman are nevoie de hrana calitativa si cantitativa, care reprezinta o bogata sursa de glucide, proteine, lipide ,vitamine si saruri minerale.Totalitatea acestor componenti biochimici care se reunesc in diverse alimente asigura,,combustibilul" de care are nevoie inimaginabila uzina chimica reprezentata de organismul uman. Cu o pricpere si o minutiozitate iesite din comun organismul nostru ,desface ,sintetizeaza , reuneste si valorifica o multitudine de compusi biochimici, asigurandu-si necesarul de nutrienti dar si de factorii implicati in mentinerea unei bune sanatati si imunitati.

Glucidele

1.1 Considseratii generale

Sunt substante formate din carbon ,hidrogen, si oxigen,fiind mai raspandite in regnul vegetal ,in proportie de 80-90% . Glucidele au rol important pentru organismul uman dar si pentru industria alimentara . Trebuie specificat ca acesate substante sunt componente principale ale hranei omului si animalelor insa ele nu pot fi sintetizate de organismele animale . In lumea animala , glucidele indeplinesc rol energetic, in sensul ca , furnizeaza o mare parte din energi totala a organismului , aproximativ 70 % . Ele constituie principalul furnizor de atomi de carbon, element exterem de util in sinteza proteinelor, lipidelor si a altor compusi biochimici.

Deasemenea ele intra in structura unor componente cum ar fi glicolipide ,gllicoproteine , asigura exclusiv energia pentru SNC ,este tonic al celulei hepatice ,contribuie la formarea rezervei de glicogen (consumat in activitatea musculara) ,sunt indispensabile pentru metabolizarea celorlalte categorii de profine (lipide si proteine), in organism este necesara existenta unui raport intre proteine lipide, glucide, in functie de activitatea fizica.

Glucidele se impart in mono glucide si poli glucide insa clasificare lor este mult mai complexa din punct dee vedere biochimic lund in considerare o multitudine de criterii cum ar fi numarul atomilor de carbon, natura gruparilor functionale carbonilice ,tipul heterociclurilor pe care le formeaza, proprietatiile optice ale enantiomerilor formati (etc).

1.1.1 Monoglucide

In aceasta categorie sunt incluse triozele ,tetrozele ,pentozele si hexozele . Cu importanta majora pentru organismul uman sunt triozele ,pentozele si hexozele.

1.1.2.Triozele

Nu se gasesc in stare libera in natura ci rezulta ca produsii intermediari ai metabolismului unde joaca unrol importsnt in diferite transformari biochimice sub forma de estreri fosforici. Exista doua trioze si anume aldehida glicerica dihidroxiacetona.

1.1.3.Pentozele

Se gasesc libere in natura dar numai in cantitati mici.

Ele sunt foarte raspandite sub forma de pentozani, (poliglucide),glicozizi ,esteri.Se gasesc sub forma de aldoze,intra in structura acizilor nucleici ,au o stabilitate mai mare in comparatie cu hexozele motiv pentru care nu pot fi transformate in organism fiind eliminate prin urina,pentozurie.Cele mai reprezentative sunt riboza si deoxiriboza

1.1.4. Hexozele

Sunt glucide cu formula moleculara : C₆H₁₂O₆

Apar libere in natura  dar si sub forma de poliglucide ,glicozizi si esteri . se impart in Aldohexoze si cetohexoze.Dintre aldohexoze cu importantia majora sunt glucoza galactoza,manoza iar reprezentantul de seama al cetohexozelor este fructoza.

1.1.4.1Glucoza

Este unul dintre cele mai importnte glucide  pentru organismul muman

In lumea vegetala, glucoza este prezenta in toate organele plantelor, gasindu-se in concentratii mai mari in fructele  si legumele dulci. Produsele naturale cele mai bogate in glucoza sunt mierea si strugurii. Cele mai dulci fructe  (piersicile, pepenii, perele, etc.), nu contin cantitati asa de mari de glucoza, gradul ridicat de 'dulce' fiind dat de fructoza.
  Din glucoza se formeaza numeroase oligoglucidele si poliglucide (zaharoza, lactoza, amidon, glicogen, etc.). Ozidele constituite din glucoza, sunt larg raspandite atat in regnul vegetal, cat si in cel animal.
 Glucoza necesara omului poate provenii direct din sursele exogene bogate in acest monozaharid, din hrana ce contine compusi organici cu continut de glucoza, dar si din alti compusi (lipide,proteine, glicozizi, etc.), in urma unor reactii ce au loc in organism .

Formulele alfa si beta ,sub forma de cicluri piranozice ,ale glucozei

1.4.2. Glucoza in organismul omului

Glucoza are o importanta deosebita pentru om fiind principala sursa de energie.  In lipsa ei celulele nu pot supravietui mai mult de 20 de ore.
  Creierul, al doilea consumator de glucoza si implicit de calorii dupa muschi (excluzand  marele laborator, in care substantele sufera permanent transformari - ficatul), utilizeaza exclusiv aceasta glucida ca sursa energetica. Functia cerebrala si exercitiul intelectual intensifica oxidarea glucozei .Glucoza care ajunge in tubul digestiv, poate sa provina direct din alimentele care o contin, sau din oligoglucidele si poliglucidele prezente in hrana.
 Absortia intestinala a glucozei se face prin transport activ, cu consum de energie.
  Digestia si metabolismul glucozei, daca se desfasoara corect si complet, sunt complet inofensive, avand ca produsi finali dioxidul de carbon si apa, substantele care se elimina usor din organism. Glucoza ajunge in sange traversand peretii intestinali, si mai departe in ficat si la fiecare celula.
  Ficatul utilizeaza glucoza in special pentru sintetizarea glicogenului, dar si, intr-o masura mai mica, pentru alte sinteze (lipide, alte glucide, proteine, etc.). De asemenea, tot la nivelul ficatului, din alte substante (glicerina, aminoacizi glucoformatori, etc.) se sintetizeaza glucoza.
  Tesuturile folosesc glucoza din sange, in cazul hiperglicemiei postprandiale (concentratia glucozei din sange (glicemia) are o valoare mai crescuta imediat dupa mese, fara ca acest lucru sa indice vreo tulburare fiziologica), sau cea provenita din degradarea glicogenului localizat intestinal. Oxidarea glucozei are loc in interiorul celulelor.
  Muschii striati (scheletici), in general, folosesc glicogenul ca sursa de energie. Aceasta substanta se afla in afara celulelor, atunci cand musculatura este relaxata. In timpul incordarii musculare, glicogenul intra in celule unde se oxideaza pana la glucoza, si mai departe, urmand glicoliza, furnizeaza energie pe baza 'arderii' glucozei.
  Glucoza este un oxidant biologic puternic, intretinand arderile metabolice, si stimuland, din punct de vedere energetic, toate celulele.
  Oxidarea glucozei (glicoliza) poate avea loc pe cale aeroba (in prezenta O₂) sau anaeroba. Arderea glucozei in celule are loc sub influenta insulinei .  Pentru a putea furniza energie, glucoza trebuie sa treaca in glucozo-6-fosfat, proces numit fosforilarea glucozei. Reactia de fosforilare a gluccozei este catalizata de catre enzima fosforilaza. Glucoza in exces epuizeaza repede rezervele de fosfor din corp, iar carenta in fosfor determina intoleranta la glucoza.

S-a constat ca atunci cand organismul dispune de cantitati suficiente de fosfor, dar ii lipseste glucoza, se instaleaza fenomene nervoase asemanatoare cu cele intalnite in hipertiroidism, chiar si daca glicemia nu este scazuta. Intre fosfor si alte monoglucide energetice, asa cum este de pilda fructoza, nu exista nicio corelatie, deoarece, furnizarea de energie nu se bazeaza pe reactia de fosforilare.

Cele mai uzuale notiuni legate de activitatea glucozei in organism, sunt redate in tabelul de mai jos:

Toleranta la glucoza a organismului uman :

Cand se constata deficite cantitative sau calitative cu privire la enzimele implicate in metabolismul glucozei, acest compus este greu tolerat sau total intolerat de catre organism.
  Toleranta organismului la glucoza, nu este determinata numai de activitatea enzimatica, ci si de insulina. Majoritatea bolnavilor cu diabet zaharat de tip 2 prezinta un debut al bolii prin alterarea tolerantei la glucoza.
  Intoleranta la glucoza se asociaza cu diabetul, sarcina, hepatita C,malnutritia,  carenta proteica, dar si cu deficite mai banale, cum ar fi insuficienta unor minerale (fosfor, magneziu, mangan), sau vitamine (B₁).
  In toate aceste situatii, organismul utilizeaza ineficient glucoza. Acest lucru se manifesta fie prinhiperglicemie (prediabet, diabet), fie prin reactii digestive de respingere, ultimele insotite de multe ori de scarba pentru dulce, ceea ce conduce la hipoglicemie prin carenta de aport.

Continutul in glucoza al unor produse naturale:

1.1.5 MANOZA nu se intalneste libera in natura. In schimb, sunt frecvente polizaharidele ei, mananii . Unul dintre acestia, fildesul vegetal din nuca de fildes, fructul unui palmier sud-american, este cel mai bun material pentru obtinerea manozei, prin hidroliza cu acizi; din siropul rezultat, manoza nu cristalizeaza decat greu, de obicei numai dupa insamantare. Manoza se transforma prin reducere in manitol si se formeaza din acesta prin oxidare. Oxidarea manozei duce la acidul manonic si la acidul manozaharic.

1.1.6 GALACTOZA- nu se gaseste libera decat rar, dar este adesea intalnita in dizaharide, trizaharide, polizaharide. De asemenea se gaseste in glicozide si in fosfatidele din creier. Galactoza se obtine , alaturi de glucoza prin hidroliza lactozei. Tesutul glandei mamare transforma in vitro glucoza in galactoza.

Galactoza cristalizata este forma piranozica.Prin reducere cu amalgam de sodiu sau de aluminiu, galactoza trece in alcoolul hexahidroxilic optic inactiv, dulcitolul, o substanta care se intalneste si in natura, in vegetale. Prin oxidare se formeaza acidul galactonic, monocarboxilic si acidul mucic, dicarboxilic,optic inactiv.Galactoza este unul din putinele zaharuri din seria levogira (roteste spre dreapta planul luminii polarizate). Gasit in natura ca polizaharida, in mucilagiul din semintele de in, in galactogenul din melc si in alte polizaharide izolate din alge marine.Prin hidroliza acestora se formeaza, in majoritatea cazurilor, galactoza, care se indeparteaza prin fermentare cu drojdie, fiind singura atacata de aceasta

Galactoza-formula structurala-enantiomeri

1.1.7. Fructoza

Fructoza este un monoglucid cu structura cetozica, solubila in apa si  aproape de doua ori mai dulce decat glucoza. Aceasta hexoza nu are carcter reducator si roteste lumina polarizata spre stanga. De la aceasta proprietate levogira ii deriva denumirea sinonima de levuloza. Fructoza se gaseste libera in natura sau intra in componenta unor glucide cu mai multe molecule (zaharoza, inulina). In stare libera  se afla in forma furanozica (cu 5 atomi in inel), iar in combinatii se gaseste in forma piranozica (cu 6 atomi in ciclu).

Fructoza-formule de structura

  Fructoza predomina in fructele dulci si in miere. In unele fructe (mere, pere, cirese, coacaze negre) continutul de fructoza il depaseste pe cel de glucoza. In organismul uman fructoza trece greu in stare de glucoza iar metabolizarea ei este mai inceata. Datorita acestui motiv precum si ca o consecinta a gustului foarte dulce (necesita o cantitate mai mica) se poate utiliza ca sursa naturala de 'dulce' si de catre diabetici (cu prudenta). Fructoza este singura glucida care se metabolizeaza pasiv (nu are nevoie de insulina), fara fosforilare prealabila.
  Considerata pana nu demult cea mai asimlabila si mai sanatoasa glucida, fructoza si-a dovedit si anumite neajunsuri. Desi prin functia cetonica initeaza arderea grasimilor, in acelasi timp stimuleaza asimilarea si sinteza unor lipide, dintre care cele mai de temut sunt trigliceridele.Levuloza naturala din fructe prezinta efecte hipertriglicerilemiante nesemnificative, insa fructoza din solutii (sucuri industriale, produse lactate indulcite, inghetata, etc.), precum si cea din miere poate fi daunatoare acolo unde se semnaleaza tendinte crescatoare ale nivelului trigliceridelor si chiar a colesterolului.
  Nevoile organismului in fructoza sunt mai ridicate la barbati, deoarece acesta cetohexoza are un important rol in spermatogeneza. Deoarece intretine metabolismul anaerob, se recomanda  introducerea  unei cantitati sporite de  levuloza personelor care depun eforturi musculare sustinute si de scurta durata.