I polisaccaridi e le loro funzioni

Definizione e Classificazione dei Polisaccaridi

I polisaccaridi sono macromolecole polimeriche formate da lunghe catene di monosaccaridi legati tra loro da legami glicosidici. Si classificano in omopolisaccaridi, costituiti da ripetizioni dello stesso tipo di monosaccaride, e eteropolisaccaridi, formati da monosaccaridi diversi. Le catene polisaccaridiche possono essere sia lineari sia ramificate e, a causa della loro elevata massa molecolare, sono generalmente insolubili in acqua e non presentano reattività al test di Fehling, indicando una scarsa capacità riducente. Quest'ultima è confinata all'eventuale presenza di un monosaccaride terminale non legato, che conserva un gruppo aldeidico o chetonico libero. I polisaccaridi hanno ruoli vitali negli organismi viventi, fungendo da elementi strutturali, come nel caso della cellulosa nelle piante e della chitina negli artropodi, o come riserve energetiche, come l'amido nelle piante e il glicogeno negli animali.

Struttura e Funzioni dell'Amido

L'amido è un polisaccaride di riserva energetica nelle piante, accumulato in organi come tuberi, semi e frutti. È composto da due polimeri: l'amilosio, che ha una struttura lineare e forma eliche grazie a legami α-1,4-glicosidici, e l'amilopectina, che è altamente ramificata a causa di legami aggiuntivi α-1,6-glicosidici. L'amilosio rappresenta circa il 20-30% dell'amido totale, mentre l'amilopectina costituisce la restante parte. L'amido non solo è essenziale per l'immagazzinamento di energia nelle piante, ma ha anche numerose applicazioni industriali, come la produzione di bioplastiche, ad esempio il Mater-Bi, che è un materiale biodegradabile derivato dall'amido.

Digestione dell'Amido e Ruolo del Glicogeno

La digestione dell'amido inizia nella bocca con l'azione dell'amilasi salivare e prosegue nell'intestino tenue con l'amilasi pancreatica, che scinde i legami α-1,4-glicosidici, liberando maltosio e oligosaccaridi più piccoli. L'amilopectina, a causa delle sue ramificazioni, richiede l'azione di ulteriori enzimi, come l'isoamilasi, per la sua completa idrolisi. Il glicogeno, il corrispettivo animale dell'amido, è più fortemente ramificato e serve come deposito di glucosio, soprattutto nel fegato e nei muscoli. Il glicogeno viene mobilizzato attraverso la glicogenolisi per mantenere i livelli di glucosio nel sangue durante il digiuno, mentre la glicogenosintesi permette il riaccumulo di glicogeno dopo i pasti.

Cellulosa: Struttura e Degrado

La cellulosa è un polisaccaride strutturale che costituisce la componente principale delle pareti cellulari delle piante. È formata da catene lineari di β-D-glucosio unite da legami β-1,4-glicosidici, che conferiscono alla molecola una notevole resistenza meccanica e insolubilità in acqua. La cellulosa non è digeribile dalla maggior parte degli animali, inclusi gli esseri umani, a causa dell'assenza dell'enzima cellulasi. Tuttavia, alcuni microrganismi e ruminanti, grazie alla simbiosi con specifici batteri e protozoi, sono in grado di degradarla. La cellulosa ha molteplici impieghi industriali, tra cui la produzione di carta, tessuti di cotone, e derivati come il cellophane e la rayon.

Altri Polisaccaridi di Rilevanza Biologica e Industriale

Esistono numerosi altri polisaccaridi con funzioni biologiche e applicazioni industriali significative. La pectina, presente nella parete cellulare dei frutti, è utilizzata come agente gelificante e stabilizzante nell'industria alimentare. La chitina, un polisaccaride contenente azoto, è il principale costituente dell'esoscheletro degli artropodi e delle pareti cellulari dei funghi. Il peptidoglicano è un componente essenziale della parete cellulare dei batteri; la sua struttura complessa è il bersaglio di antibiotici come le penicilline e può essere idrolizzata da enzimi come il lisozima. Questi polisaccaridi sono indispensabili per la struttura e la funzione di organismi viventi e hanno trovato impiego in una varietà di settori, dalla biomedicina all'ingegneria dei materiali.