Cosa sono i macronutrienti?

I macronutrienti sono le sostanze nutritive di cui l'organismo necessita in maggior quantità, ovvero carboidrati, lipidi e proteine.

Carboidrati

I carboidrati, detti anche glucidi o zuccheri, sono molecole formate da atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno, in cui il rapporto H:O è sempre di 2:1. Essi sono prodotti da piante, alghe e alcuni batteri durante il processo di fotosintesi. La maggior parte degli organismi viventi utilizza i carboidrati per ricavare energia (tale energia viene immagazzinata nei legami covalenti delle molecole) ed espletare così le funzioni vitali.

I carboidrati possono essere divisi in: monosaccaridi (una molecola con pochi atomi di carbonio), disaccaridi (2 molecole), oligosaccaridi (fino a 10 molecole) e polisaccaridi (più di 10 molecole).

Il monosaccaride più conosciuto è il glucosio (C6H12O6), la cui molecola è formata da un anello a 6 atomi di carbonio. Altri monosaccaridi sono il fruttosio e il galattosio, che sono isomeri del glucosio (stessa formula grezza, ma diversa organizzazione spaziale degli atomi). Tra i disaccaridi ricordiamo il saccarosio (formato da una molecola di fruttosio e una di glucosio), il lattosio (formato da una molecola di glucosio e una di galattosio) e il maltosio (formato da due molecole di glucosio). I polisaccaridi sono gli zuccheri complessi che vengono immagazzinati come riserva energetica. Le piante immagazzinano tale energia sotto forma di amidi quali l'amilosio (costituito da migliaia di molecole di glucosio legate in una lunga catena) o l'amilopectina (le cui molecole assumono una forma ramificata); gli animali sotto forma di glicogeno. Altri polisaccaridi sono la cellulosa (simile all'amilosio, sebbene non digeribile dalla maggior parte degli animali, costituisce la struttura di sostegno delle piante) e la chitina (presente nell'esoscheletro degli insetti e nei funghi).

Lipidi

I lipidi sono costituiti da molecole composte da C, H e O, con un elevato rapporto H:O. Esse sono solubili in liquidi non polari (si sciolgono pertanto in olio, non in acqua), in quanto i legami presenti nella molecola sono legami covalenti non polari (legami C-C e C-H). I lipidi possono essere classificati in tre gruppi principali:

1. oli, grassi e cere

2. fosfolipidi

3. steroidi.

I lipidi sono le molecole a più alto contenuto energetico, in quanto dalla rottura dei loro legami si libera più energia rispetto a quella prodotta dal catabolismo di carboidrati e proteine. Tutti i lipidi presentano molecole composte da più subunità.

Oli e grassi sono infatti formati da due subunità: il glicerolo (formato da 3 atomi di C, che costituiscono lo scheletro della molecola, in cui ogni atomo di C è legato ad un gruppo ossidrile -OH) e gli acidi grassi (formati da lunghe catene di C e H, che terminano col gruppo carbossilico -COOH). Quando tre acidi grassi si legano al glicerolo si formano i trigliceridi. Gli acidi grassi possono essere saturi (se hanno solo legami covalenti semplici tra gli atomi di C) o insaturi (se hanno uno o più legami covalenti doppi). Gli acidi grassi insaturi si presentano in forma liquida a temperatura ambiente, mentre quelli saturi sono solidi. Le cere si distinguono dagli oli e dai grassi in quanto sono formate dal glicerolo legato ad una sola catena di atomi di C.

I fosfolipidi si differenziano dagli oli e dai grassi, in quanto il loro scheletro carbonioso è costituito da una molecola di glicerolo legata a due catene di acidi grassi e a un gruppo fosfato. Essi sono presenti nella membrana cellulare, dove svolgono una funzione protettiva e di interscambio tra la cellula e l'ambiente extracellulare.

Gli steroidi hanno invece una struttura molto diversa. I loro scheletri carboniosi assumono la forma di quattro anelli, tre a sei lati e uno a cinque lati. Lo steroide base è il colesterolo, anch'esso presente nella membrana cellulare, a cui conferisce fluidità. Dalla molecola di colesterolo possono poi essere prodotti altri steroidi, quali gli ormoni sessuali estrogeni e testosterone.

Proteine

Le proteine sono catene di aminoacidi. Esse svolgono funzioni importantissime negli essere viventi: hanno un ruolo strutturale, trasportano altre proteine, controllano la crescita e il differenziamento cellulare, permettono la trasmissione degli impulsi nervosi, partecipano al meccanismo della contrazione muscolare e alle attività immunitarie. Tra le proteine ricordiamo gli enzimi (che svolgono il compito di catalizzatori di reazioni biochimiche), i peptidi (dei veri e propri messaggeri chimici nel cervello e nel resto del corpo), il collagene (che svolge funzione strutturale e si ritrova nelle ossa, nelle cartilagini e nei tendini).

Gli amminoacidi sono delle molecole formate da un atomo di C, legato ad un gruppo amminico (-NH2), un gruppo carbossilico (-COOH), un atomo di H e un gruppo laterale (-R) che varia da proteina a proteina. In base ad R si determina quindi la specificità delle singole proteine (le catene laterali possono essere infatti acide, basiche, polari o non polari).

Le proteine si formano attraverso reazioni di condensazione tra i diversi amminoacidi, con l'eliminazione di una molecola d'acqua, e si scindono attraverso reazioni di idrolisi, con l'aggiunta di una molecola d'acqua. Durante la reazione di condensazione si forma un legame covalente polare tra gli aminoacidi adiacenti. Tale legame viene chiamato anche peptidico. Nella razione di idrolisi, al contrario, le molecole vengono scisse nei singoli amminoacidi a seguito della rottura del legame peptidico.

Le proteine sono costituite da 20 tipi di amminoacidi diversi, che determinano la specificità della proteina in base al loro numero, al tipo e alla disposizione spaziale nella struttura della molecola. In base alla struttura le proteine sono organizzate in livelli sempre più complessi. La struttura primaria, infatti, è la semplice sequenza di aminoacidi nella catena polipeptidica. A causa dei legami a idrogeno, la proteina assume una struttura secondaria. Essa infatti può ripiegarsi in lamine (detti foglietti beta) o avvolgersi ad elica (struttura alfa elica). Le proteine ad elica possono continuare a ripiegarsi fino ad assumere una forma globulare, detta struttura terziaria. Se sono formate da più catene polipeptidiche, la struttura tridimensionale finale è detta struttura quaternaria, dovuta ai legami che si formano tra le catene.

In una dieta equilibrata l'assunzione dei macronutrienti dovrebbe rispettare quantità determinate, ossia 100-150 g. al giorno di carboidrati (indipendentemente dal peso corporeo), tra 0.8 e 1.2 g. per kg di peso corporeo ideale di lipidi e tra 1 e 1.5 g. per kg di peso corporeo ideale di proteine.