Salute e malattia
I carboidrati che assumiamo svolgono funzioni diverse. Un tipo di carboidrato è il desossiribosio, che costituisce un elemento costitutivo dei geni. Altri carboidrati vengono convertiti in proteine e utilizzati per costruire strutture nel corpo. Tuttavia, la funzione primaria dei carboidrati è fornire energia all'organismo, e questo richiede che siano sotto forma di glucosio.
I carboidrati esistono come monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi. Questi nomi indicano la dimensione del composto: "mono" è l'unità più piccola; i disaccaridi sono formati da due monosaccaridi e i polisaccaridi ne contengono tre o più. Il glucosio è un monosaccaridio che l'organismo converte in una forma di energia utilizzabile dalle cellule.
Anche se il glucosio è il nutriente principale da cui il corpo ricava energia, le cellule che svolgono i processi vitali necessitano che questa energia sia in una forma diversa. La respirazione cellulare è una lunga serie di reazioni chimiche che parte dal glucosio e produce ATP (adenosina trifosfato), la "valuta energetica" comune a ogni cellula. L'ATP fornisce l'energia per costruire strutture, produrre ormoni e altre sostanze biochimiche e mantenere le funzioni vitali.
La respirazione cellulare comprende tre fasi: glicolisi, ciclo di Krebs e sistema di trasporto degli elettroni. Il glucosio innesca una reazione a catena in cui si combina con altre sostanze e si trasforma in composti diversi. A ogni passo, mentre una reazione stimola la successiva attraverso i tre cicli, viene creato ATP.
La salute e il funzionamento di ogni cellula dipendono dall'energia fornita dal glucosio, ma il cervello è particolarmente dipendente da un apporto stabile e costante per sostenere la sua attività. Come affermano gli autori dell'articolo Brain Energy Metabolism: "Il glucosio è il substrato energetico obbligatorio per il cervello". Il glucosio può anche essere incorporato in lipidi e proteine ed è precursore di alcuni neurotrasmettitori come GABA, glutammato e acetilcolina.
Data l'importanza del glucosio per il mantenimento dell'energia, deve essere disponibile un apporto equilibrato. Quando l'assunzione supera il fabbisogno immediato, l'eccesso viene immagazzinato come glicogeno nel fegato o come grasso. In media, il glucosio circolante nel sangue basta per circa 15 minuti di energia; man mano che i livelli scendono, il glicogeno epatico viene rapidamente convertito in energia. Se le riserve di glicogeno si esauriscono, i grassi vengono convertiti in glucosio, un processo però più lento e meno efficiente.
Il pancreas secerne due ormoni in risposta diretta alla quantità di glucosio nel sangue per mantenere stabile la "glicemia". Il glucagone alza il livello di glucosio accelerando la conversione del glicogeno in glucosio nel fegato. L'insulina abbassa la glicemia quando è troppo alta: agisce come una chiave che induce il glucosio a uscire dal flusso sanguigno, entrare nelle cellule ed essere convertito per lo stoccaggio.
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