Le funzioni dei carboidrati nel nostro corpo

Last Updated : 14 January 2020

In questa parte del nostro articolo sui carboidrati, spieghiamo i diversi tipi e le funzioni base dei carboidrati, inclusi zuccheri. Per una panoramica su come il consumo di carboidrati è legato alla salute, si rimanda all’articolo I carboidrati sono salutari?.

1. Introduzione

Insieme a grassi e proteine, i carboidrati sono uno dei tre macronutrienti presenti nella nostra alimentazione la cui funzione principale è quella di fornire energia al nostro corpo. Si presentano in molte forme diverse, come zuccheri e fibre alimentari, e in molti alimenti diversi, come cereali integrali, frutta e verdura. In questo articolo, esploriamo la varietà di carboidrati presenti nella nostra alimentazione e le loro funzioni.

2. Cosa sono i carboidrati?

Nella loro forma più semplice, i carboidrati sono costituiti da unità costitutive di zuccheri, e possono essere classificati in base al numero di unità zuccherine combinate tra loro in una molecola. Il glucosio, il fruttosio e il galattosio sono esempi di zuccheri composti da singole unità, noti anche come monosaccaridi. Gli zuccheri composti da due unità sono chiamati disaccaridi, tra i quali i più conosciuti sono il saccarosio (zucchero da tavola) e il lattosio (zucchero del latte). I monosaccaridi e i disaccaridi vengono generalmente chiamati carboidrati semplici. Le molecole a catena lunga, come gli amidi e le fibre alimentari, sono note come carboidrati complessi. Tuttavia, in realtà ci sono differenze più distinte. La Tabella 1 offre una panoramica dei principali tipi di carboidrati nella nostra dieta.

Tabella 1. Esempi di carboidrati in base alle diverse classificazioni.

CLASSE

ESEMPI

Monosaccaridi

Glucosio, fruttosio, galattosio

Disaccaridi

Saccarosio, lattosio, maltosio

Oligosaccaridi

Frutto-oligosaccaridi, malto-oligosaccaridi

Polioli

Isomalto, maltitolo, sorbitolo, xilitolo, eritritolo

Polisaccaridi (amido)

Amilosio, amilopectina, maltodestrina

Polisaccaridi non amidacei
(fibra alimentare)

Cellulosa, pectine, emicellulosa, gomme, inulina

I carboidrati sono anche noti con i seguenti nomi, che di solito si riferiscono a gruppi specifici di carboidrati:1

  • zuccheri
  • carboidrati semplici e complessi
  • amido resistente
  • fibre alimentari
  • prebiotici
  • zuccheri intrinseci e aggiunti

I diversi nomi derivano dal fatto che i carboidrati vengono classificati in base alla loro struttura chimica, ma anche in base al loro ruolo o fonte nella nostra alimentazione. Persino le principali autorità sanitarie pubbliche non hanno definizioni comuni allineate per diversi gruppi di carboidrati.2

3. Tipi di carboidrati

3.1. Monosaccaridi, disaccaridi e polioli

I carboidrati semplici – quelli con una o due unità di zucchero – sono conosciuti anche semplicemente come zuccheri. Esempi:

  • Il glucosio e il fruttosio: monosaccaridi che possono essere trovati nella frutta, nella verdura e nel miele, ma anche in prodotti alimentari come sciroppi di glucosio-fruttosio
  • Lo zucchero da tavola o il saccarosio è un disaccaride di glucosio e fruttosio, e si trova naturalmente nella barbabietola da zucchero, nella canna da zucchero e nella frutta
  • Il lattosio, un disaccaride costituito da glucosio e galattosio, è il principale carboidrato nel latte e nei prodotti lattiero-caseari
  • Il maltosio è un disaccaride del glucosio presente negli sciroppi derivati dal malto e dall’amido

Gli zuccheri monosaccaridici e disaccaridici tendono ad essere aggiunti agli alimenti dal produttore, dal cuoco e dal consumatore e vengono definiti ‘zuccheri aggiunti’. Possono anche presentarsi come ‘zuccheri liberi’ che sono naturalmente presenti nel miele e nei succhi di frutta.

Anche i polioli, o cosiddetti alcoli di zucchero, sono dolci e possono essere usati negli alimenti in modo simile agli zuccheri, ma hanno un contenuto calorico inferiore rispetto al normale zucchero da tavola (vedi sotto). Essi sono presenti in natura, ma la maggior parte dei polioli che utilizziamo sono prodotti dalla trasformazione degli zuccheri. Il sorbitolo è il poliolo più comunemente usato negli alimenti e nelle bevande, mentre lo xilitolo viene spesso utilizzato nelle gomme da masticare e nelle caramelle alla menta. L’isomalto è un poliolo prodotto dal saccarosio, spesso usato in confetteria. I polioli possono avere un effetto lassativo se consumati in quantità troppo grandi.

Se vuoi saperne di più sugli zuccheri in generale, leggi il nostro articolo Zuccheri: risposte alle domande comuni, l’articolo Risposte alle domande comuni sugli edulcoranti, o studia le opportunità e le difficoltà nella sostituzione dello zucchero nei prodotti da forno e negli alimenti trasformati (Gli zuccheri dal punto di vista della tecnologia alimentare).

3.2. Oligosaccaridi

L’Organizzazione mondiale della sanità (OMS) definisce gli oligosaccaridi come carboidrati con 3-9 unità di zucchero, sebbene altre definizioni consentano lunghezze della catena leggermente più lunghe. I più noti sono gli oligofruttani (o in termini scientifici: frutto-oligosaccaridi), che contengono fino a 9 unità di fruttosio e si trovano naturalmente nelle verdure a bassa dolcezza come carciofi e cipolle. Il raffinosio e lo stachiosio sono altri due esempi di oligosaccaridi presenti in alcuni legumi, cereali, verdure e miele. La maggior parte degli oligosaccaridi non viene scomposta in monosaccaridi dagli enzimi digestivi umani e viene invece utilizzata dal microbiota intestinale (per ulteriori informazioni, consulta il nostro materiale sulle fibre alimentari).

3.3. Polisaccaridi

Per la formazione dei polisaccaridi sono necessarie dieci o più – e talvolta anche fino a diverse migliaia – unità di zucchero. Di solito se ne distinguono due tipi:

  • Amido, che è la principale riserva di energia negli ortaggi a radice come cipolle, carote, patate, e cereal integrali. Ha catene di glucosio di diversa lunghezza, più o meno ramificate, e si presenta sotto forma di granuli le cui dimensioni e forma variano tra le piante da cui derivano. Il polisaccaride corrispondente negli animali è chiamato glicogeno. Alcuni amidi possono essere digeriti solo dal microbiota intestinale piuttosto che dai meccanismi del nostro corpo: questi sono noti come amidi resistenti.
  • Polisaccaridi non amidacei, che fanno parte del gruppo delle fibre alimentari (anche se alcuni oligosaccaridi come l’inulina sono anche considerati fibre alimentari). Esempi sono la cellulosa, l’emicellulosa, le pectine e le gomme. Le principali fonti di questi polisaccaridi sono frutta e verdura, nonché cereali integrali. Una caratteristica distintiva dei polisaccaridi non amidacei e, in effetti, di tutte le fibre alimentari è che l’uomo non può digerirli; quindi, il loro contenuto energetico medio inferiore rispetto alla maggior parte degli altri carboidrati. Alcuni tipi di fibre possono tuttavia essere metabolizzati dai batteri intestinali, dando origine a composti benefici per il nostro corpo, come gli acidi grassi a catena corta. Scopri di più sulle fibre alimentari e sulla loro importanza per la nostra salute nel nostro articolo sui ‘cereali integrali’ e sulle fibre alimentari.

Da qui in poi, ci riferiamo a ‘zuccheri’ quando parliamo di mono e disaccaridi, e alle ‘fibre’ quando  parliamo di polisaccaridi non amidacei.

4. Funzioni dei carboidrati nel nostro corpo

I carboidrati sono la parte essenziale della nostra alimentazione. Sopratutto, forniscono l’energia per le funzioni più ovvie del nostro corpo, come muoversi o pensare, ma anche per le funzioni di ‘sfondo’ che la maggior parte delle volte non notiamo nemmeno.1 Durante la digestione, i carboidrati costituiti da più di uno zucchero vengono scomposti nei rispettivi monosaccaridi dagli enzimi digestivi, e poi vengono assorbiti direttamente causando una risposta glicemica (vedi sotto). Il corpo utilizza il glucosio direttamente come fonte di energia nei muscoli, nel cervello e in altre cellule. Alcuni carboidrati non possono essere scomposti e vengono fermentati dai nostril batteri intestinali o transitano nell’intestino senza essere modificati. È interessante notare che anche i carboidrati svolgono un ruolo importante nella struttura e nella funzione di cellule, tessuti e organi.

4.1. Carboidrati come fonte di energia e il loro immagazzinamento

I carboidrati scomposti principalmente in glucosio sono la fonte di energia preferita per il nostro corpo, poiché le cellule del nostro cervello, dei muscoli e di tutti gli altri tessuti usano direttamente i monosaccaridi per i loro bisogni energetici. A seconda del tipo, un grammo di carboidrati fornisce diverse quantità di energia:

  • Amidi e zuccheri sono i principali carboidrati che forniscono energia, 4 chilocalorie (17 chilojoule) al grammo
  • Polioli forniscono 2,4 chilocalorie (10 chilojoule) (l’eritrolo non viene digerito affatto, e quindi fornisce 0 calorie)
  • Fibre alimentari 2 chilocalorie (8 chilojoule)

I monosaccaridi vengono assorbiti direttamente dall’intestino tenue e tramite il flusso sanguigno vengono trasportati alle cellule bisognose. Alcuni ormoni, tra cui insulina e glucagone, fanno anche parte del sistema digestivo. Mantengono i nostril livelli di zucchero nel sangue rimuovendo o aggiungendo glucosio nel flusso sanguigno, se necessario.

Se non utilizzato direttamente, il corpo converte il glucosio in glicogeno, un polisaccaride come l’amido, che viene immagazzinato nel fegato e nei muscoli come fonte di energia prontamente disponibile. Se necessario, ad esempio tra i pasti, di notte, durante l’attività fisica, o durante brevi periodi di digiuno, il nostro corpo converte il glicogeno in glucosio al fine di mantenere costante il livello di zucchero nel sangue.

Il cervello e i globuli rossi dipendono in particolare dal glucosio come fonte di energia, ma possono utilizzare altre forme di energia derivanti dai grassi in circostanze estreme, come in periodi molto prolungati di fame. È per questo motivo che il glucosio nel sangue deve essere costantemente mantenuto a un livello ottimale. Sono necessari circa 130 g di glucosio al giorno per coprire il fabbisogno energetico del cervello di un adulto.

4.2. La risposta glicemica e l’indice glicemico

Quando mangiamo un alimento contenente carboidrati, il livello di glucosio nel sangue aumenta e poi diminuisce, dando luogo a un processo noto come risposta glicemica. Esso riflette la velocità di digestione e assorbimento del glucosio, nonché gli effetti dell’insulina nel normalizzare il livello di glucosio nel sangue. Sono numerosi i fattori che influenzano la velocità e la durata della risposta glicemica:

  • Il cibo:
    • Il tipo di zucchero che forma il carboidrato; ad es. il fruttosio ha una risposta glicemica inferiore rispetto al glucosio, e il saccarosio ha una risposta glicemica inferiore rispetto al maltosio
    • La struttura della molecola; ad es. un amido con più rami è più facilmente scomposto dagli enzimi e quindi più facilmente digeribile rispetto ad altri
    • I metodi di cottura e lavorazione utilizzati
    • La quantità di altri nutrienti nel cibo, come grassi, proteine, e fibre
  • Le circostanze (metaboliche) in ogni individuo:
    • Modalità di masticazione (frantumazione meccanica)
    • Velocità di svuotamento gastrico
    • Tempo di transito attraverso l’intestino tenue (che è parzialmente influenzato dal cibo)
    • Il metabolismo stesso
    • L’ora del giorno in cui il cibo viene ingerito

L’impatto di diversi alimenti (così come la tecnica di lavorazione degli alimenti) sulla risposta glicemica è classificato rispetto ad un alimento di riferimento, di solito pane bianco o glucosio, entro due ore dopo il consumo. Questo numero è chiamato indice glicemico (IG). Un IG di 70 significa che il cibo o la bevanda provoca il 70% della risposta glicemica osservata con la stessa quantità di carboidrati da glucosio puro o pane bianco; tuttavia, la maggior parte delle volte i carboidrati vengono consumati come una miscela e insieme a proteine e grassi che influenzano tutti l’IG.

Alimenti ad alto indice glicemico causano una maggiore risposta glicemica rispetto agli alimenti a basso indice glicemico. Allo stesso tempo, gli alimenti con un basso IG vengono digeriti e assorbiti più lentamente rispetto agli alimenti che hanno un alto IG. Ci sono molte discussioni nella comunità scientifica, ma attualmente non ci sono prove sufficienti per suggerire che una dieta a base di cibi a basso IG è associata ad un ridotto rischio di sviluppare malattie metaboliche come l’obesità e il diabete di tipo 2.

L’INDICE GLICEMICO DI ALCUNI ALIMENTI COMUNI (usando il glucosio come riferimento)

Alimenti con un IG molto basso (≤ 40)

Mela cruda
Lenticchie
Germogli di soia
Fagioli rossi
Latte vaccino
Carrote (bollite)
Orzo

Alimenti con un IG basso (41-55)

Fettuccine e pasta
Succo di mela
Arance crude/spremuta d’arancia
Datteri
Banana cruda
Yogurt (alla frutta)
Pane integrale
Marmellata di fragole
Mais dolce
Cioccolato

Alimenti con un IG intermedio (56-70)

Riso integrale
Fiocchi d’avena
Bibite
Ananas
Miele
Pane a lievitazione naturale

Alimenti con un alto IG (> 70)

Pane bianco e pane integrale
Patate bollite
Fiocchi di mais 
Patatine fritte
Purè di patate
Riso bianco
Cracker di riso 

4.3. Funzione intestinale e fibra alimentare

Sebbene il nostro intestino tenue non sia in grado di digerire la fibra alimenatre, la fibra aiuta a garantire una buona funzione intestinale aumentando la massa fisica nell’intestino, e stimolando così il transito intestinale. Una volta che i carboidrati indigeribili passano nell’intestino crasso, alcuni tipi di fibre come gomme, pectine e oligosaccaridi vengono scomposti dalla microflora intestinale. Ciò aumenta la massa complessiva nell’intestino e ha un effetto benefice sulla composizione della nostra microflora intestinale. Porta anche alla formazione di prodotti di scarto batterici, come gli acidi grassi a catena corta, che vengono rilasciati nel colon con effetti benefici sulla nostra salute (per ulteriori informazioni vedi i nostri articoli sulle fibre alimentari).

5. Riassunto

I carboidrati sono uno dei tre macronutrienti nella nostra dieta, e come tali essenziali per il corretto funzionamento del corpo. Si presentano in diverse forme, dagli zuccheri all’amido e alle fibre alimentari, e si trovano in molti alimenti che mangiamo. Per saperne di più su come influenzano la nostra salute, leggi il nostro articolo I carbodrati sono salutari?

 

References

  1. Cummings JH & Stephen AM (2007). Carbohydrate terminology and classification. European Journal of Clinical Nutrition 61:S5-S18.
  2. European Commission JRC Knowledge Gateway, Health promotion and disease prevention. Accessed 17 October 2019.