TESINA REALIZZATA
DA:
STEFANO CONSORTI
CLASSE 5 B OT
ANNO SCOLASTICO 2005/2006
I.P.S.I.A
SAN BENEDETTO DEL TRONTO
I CARBOIDRATI
Foto copertina: le api possiedono le invertasi, enzimi che convertono il saccarosio in fruttosio e
glucosio. Il miele è una miscela di saccarosio (disaccaride), fruttosio e glucosio (monosaccaridi)
oltre ad aromi che gli impartiscono il caratteristico sapore.
GLI
IDROCOLLOIDI:
•AGAR
•ALGINATO
I CARBOIDRATI
E
L’ALIMENTAZIONE
STEREOCHIMICA
E
CARBOIDRATI
I CARBOIDRATI
ELASTIC
IMPRESSION
MATERIALS
PLACCA
BATTERICA
E
CARIE
INTRODUZIONE ALLA BIO CHIMICA
La biochimica
La respirazione, la digestione, le secrezioni interne ecc. sono processi
fisiologici regolati da reazioni chimiche e siccome queste reazioni
sono funzioni vitali degli organismi viventi la disciplina che le studia
si chiama biochimica (bios in greco vuole dire infatti vita). La
biochimica studia dunque tutte le sostanze che gli organismi utilizzano
nelle reazioni chimiche che permettono agli stessi di vivere.
Possiamo perciò considerare un organismo vivente come un
efficientissimo laboratorio capace di trasformare le molecole che
partecipano ai vari processi fisiologici attraverso migliaia di reazioni,
che avvengono contemporaneamente e incessantemente e che sono
tutte tra loro correlate.
Le trasformazioni realizzate dagli organismi viventi le possiamo
genericamente chiamare metabolismo per indicare quel processo di
trasformazioni di molecole molto grandi e complesse in molecole
semplici, le quali, a loro volta, vengono ulteriormente trasformate per
poter partecipare all'intero funzionamento vitale.
Le biomolecole
Il carbonio, l'ossigeno, l'azoto e l'idrogeno costituiscono il 99% circa
della materia vivente e ciò anche perché l'idrogeno e l'ossigeno
formano l'acqua che è il composto più importante degli organismi. Il
restante 1% è costituito da sette elementi (Ca, P, K, Cl, Na, Mg) e
meno dello 0,01% da 13 elementi che, pur presenti in tracce,
assolvono a precise funzioni metaboliche.
I composti organici che tengono in vita la cellula (le biomolecole) sono: i
carboidrati, i lipidi, le proteine e gli acidi nucleici. Si tratta di
composti che assolvono tre funzioni fondamentali:
1. I carboidrati e lipidi forniscono l'energia necessaria per far avvenire
migliaia di reazioni chimiche.
2. Le proteine sono i costituenti strutturali di tutti gli organismi viventi,
fanno cioè parte della impalcatura che dà ad ogni essere vivente
forma e funzione precisa, ma le proteine sono anche , se non
principalmente catalizzatori biologici.
3. Gli acidi nucleici, infine sono le strutture nelle quali sono codificate le
caratteristiche genetiche della specie e dell'individuo.
I CARBOIDRATI
In tutte le cellule è presente una classe di composti organici che per la sua
diffusione è la più abbondante in natura; i composti appartenenti a questa
classe sono i carboidrati. Essi rappresentano circa la metà delle fonti
energetiche per l’uomo anche se ci sono i lipidi che forniscono più del
doppio delle calorie per unità di peso. I carboidrati in natura, si trovano, a
volte come molecole semplici e sono noti come zuccheri, più spesso invece
sono costituiti dall’unione di unità ripetitive del medesimo zucchero per
formare lunghe catene più o meno complesse
I CARBOIDRATI E L’ALIMENTAZIONE
Le funzioni dei carboidrati
I carboidrati sono sostanze chimiche composte principalmente da tre elementi:
carbonio idrogeno ossigeno. Nell’economia dell’organismo essi svolgono due
funzioni distinte: in primo luogo, vengono soprattutto utilizzate a scopo energetico,
sia di riserva che di rapida utilizzazione cioè per produrre immediatamente o a
distanza di tempo energia chimica durante i processi di demolizione della loro
molecola. I carboidrati piu semplici, opportunamente modificati, possono aggregarsi
in lunghe catene per formare delle macromolecole , chiamate mucopolisaccaridi, che
, combinandosi con le proteine, costituiscono le mucoproteine. Le mucoproteine
sono i costituenti principali della cosiddetta sostanza fondamentale cioè della
sostanza che riempie gli spazi esistenti nel tessuto connettivo tra una cellula e l’altra
e le fibre. I carboidrati esercitano quindi anche una funzione di sostegno dei vari
organi e tessuti, rientrando in questo senso nel novero delle sostanze cosiddette
plastiche cioè costituenti stabili della materia vivente.
I CABOIDRATI E L’ALIMENTAZIONE
Nell’alimentazione normale i carboidrati sono introdotti nell’organismo con i
cibi di origine vegetale , il solo alimento di origine animale in cui queste
sostanze si trovano presenti in quantita apprezzabile è rappresentata dal latte.
Per essere assorbiti dall’organismo , gli zuccheri devono essere trasformati
durante la digestione in monosaccaridi, cioè negli zuccheri semplici che li
costituiscono.
In pratica, alla fine del processo digestivo, tutti i carboidrati sono stati
trasformati in glucosio che rappresenta il punto di partenza per le due vie di
utilizzazione metabolica dei carboidrati: quella a scopo energetico e quella a
scopo plastico.
Allo scopo di ricavare energia, le cellule degli organismi viventi degradano il
glucosio fino a dare anidride carbonica e acqua. Esse utilizzano il loro
combustibile d’elezione, il glucosio ricevendolo dal sangue arterioso , e
hanno inoltre la possibilità di mantenere una certa quantita come
combustibile di riserva, condensandolo sotto forma di granuli di glicogeno.
Qualora il tessuto abbia bisogno di bruciare glucosio, il glicogeno viene scisso e
libera grandi quantità del composto richiesto. In effetti l’organismo ha la
possibilità di creare delle riserve energetiche se quelle a disposizione
superano il suo fabbisogno ed utilizzarle in caso di necessità
FABBISOGNO GLICIDICO DELL’ATLETA
Gli zuccheri sono sostanze energetiche costituite da carbonio, idrogeno ed
ossigeno.
Sono il combustibile di scelta per il lavoro muscolare, poiché, bruciando
facilmente e rapidamente, liberano l’energia in essi contenuta.
Un grammo di glicidi fornisce all’organismo 4 Kcal per cui il fabbisogno in
zuccheri della dieta di un calciatore ammonta a 525 g, i quali sono in grado
di fornire 2.100 Kcal. I carboidrati svolgono alcune importanti funzioni
correlate all’attività fisica:
 SORGENTE DI ENERGIA: l’energia derivante dalla metabolizzazione dei
carboidrati è usata per potenziare sia la contrazione muscolare che le altre
forme di lavoro biologico
 COMBUSTIBILE PER IL SISTEMA NERVOSO CENTRALE: gli zuccheri
sono necessari per il corretto funzionamento del sistema nervoso centrale.
Il cervello usa il glucosio presente nel sangue quasi esclusivamente come
combustibile
 RISPARMIO DI PROTEINE: se le riserve di zuccheri si riducono, si ha la
trasformazioni delle strutture proteiche in glicidi, per consentire la
disponibilità di glucosio; il costo che viene pagato in questi casi, è una
temporanea riduzione delle scorte proteiche dell’organismo, in particolare
delle proteine del muscolo.
ATTENZIONE

Gli zuccheri sono energia di pronto uso

La sensazione di fatica è il segnale dell’impoverimento delle scorte di
zucchero.

Il glicogeno muscolare ed il glucosio del sangue sono il maggior
carburante dell’organismo durante il lavoro muscolare

Il consumo abituale di giuste quantità di carboidrati protegge la massa
magra (insieme di tutti i tessuti escluso quello adiposo

Le bevande troppo zuccherine, dopo la prima dose di energia possono
provocare un abbassamento della glicemia e quindi favorire un
maggior senso si affaticamento
Placca batterica e carie
PLACCA BATTERICA
La placca batterica è una formazione costituita da batteri,
mucoproteine salivari e provenienti dal metabolismo batterico,
cellule desquamate e residui alimentari.
La placca batterica forma uno strato semi-permeabile alla saliva
che consente il passaggio di mono e disaccaridi.
Al di sotto della placca, i germi acidofili (lattobacilli), possono
proliferare e scindere gli zuccheri, producendo acido lattico, che
rimane in concentrazione tale, da intaccare lo smalto. La placca
prolifera nelle zone dove è difficile l’autodetersione fisiologica e
la detersione manuale con lo spazzolino, quindi, nei colletti, nei
solchi nelle fosse e negli spazi interprossimali.
Questa formazione può essere sopra o sotto gengivale (nei solchi
gengivali fisiologici). Dalla placca batterica, possono avere
origine altre patologie, come la carie, il tartaro e le
parodontopatie.
CARIE
La carie è un processo patologico che determina la distruzione dei tessuti duri del
dente, con complicanze di ordine locale (pulpiti, parodontiti, ascessi e flemmoni
perimascellari, osteomieliti) e di ordine generale (possibilità di focolai infettivi,
compromissione della masticazione e dello stato di nutrizione.
EZIOLOGIA
L’eziologia della carie non è del tutto chiara. Si conoscono cause predisponesti e
cause determinanti.
Cause predisponesti
Esistono vari fattori predisponesti della carie.
 RAZZA. Diversi autori sono d’accordo nel ritenere alcune razze maggiormente
predisposte rispetto ad altre. Di norma, i popoli più evoluti sono più soggetti alla
carie.
 EREDITARIETA’. L’esperienza clinica dimostra che da genitori con dentatura
sana nascono generalmente figli che denotano una certa immunità alla carie.
Viceversa da genitori con bocca diffusamente colpita, nascono figli
notevolmente predisposti alla carie.
 FATTORI COSTITUZIONALI. I longilinei verrebbero più colpiti; e ciò sarebbe in
rapporto alla forma delle arcate, in genere più strette, che favorirebbero
l’affollamento dei denti con conseguente ristagno alimentare.
 ETA’. L’età più colpita è generalmente quella giovanile. La possibilità
dell’insorgenza cariosa inizia con la dentatura decidua, aumentando
progressivamente fino ai 25 anni e poi decrescere a stabilizzarsi intorno ai
45anni.
 SESSO. La donna è colpita più frequentemente ciò in relazione all’influenza
dell’allattamento e della gravidanza.





ALIMENTAZIONE. Si ritiene l’alimentazione uno dei fattori più importanti
come causa dell’insorgenza cariosa. L’uso abbondante di zuccheri, conduce
ad un aumento dello stato acido della saliva, con conseguenze sulla parte
mineralizzata del dente.
FATTORI CLIMATICI. È ormai riconosciuto che i popoli che abitano le
regioni calde sono meno soggetti all’azione cariogena.
FATTORI PATOLOGICI. È accertato un rapporto tra le carie e varie malattie
generali.
FATTORI FISIOLOGICI. Importanti sono l’allattamento e la gravidanza. Il
primo modifica il pH salivare, mentre il secondo determina una perdita di
minerali a spese dei tessuti duri.
FATTORI LOCALI. Numerosi fattori intervengono localmente come causa di
carie: la presenza di batteri, la qualità della saliva, la morfologia e la
disposizione delle arcate dentali, la cattiva igiene della bocca.
Cause determinanti
Tra le varie teorie, quella principale è la teoria chimico parassitaria, detta anche
acidofila. Formulata da Miller, si basa sul presupposto che la presenza di
sostanze acide agirebbe dall’esterno sulle sostanze dure del dente,
provocandone la demineralizzazione.
La presenza di alcuni batteri, può causare l’insorgenza cariosa. Uno di questi
batteri è lo streptococco mutans, il quale è capace di scindere il saccarosio,
nutrendosi di monosaccaridi, come prodotto, questi batteri producono acido
lattico, che abbassa il pH. La presenza di questi batteri è protetta dalla
placca batterica.
Quando il pH scende sotto certi valori, produce la solubilizzazione dei sali
minerali con conseguente demineralizzazione (I stadio). Nel II stadio,
intervengono degli enzimi detti proteolitici, che demoliscono la parte
organica dello smalto, cioè la sostanza fondamentale.
ANATOMIA PATOLOGICA
Smalto.
Al microscopio, un dente affetto da carie, presenta in genere una
profonda modificazione del tessuto più mineralizzato, cioè lo
smalto. Questo perde la sua caratteristica traslucidità e
trasparenza, divenendo opaco, a superficie irregolare ruvida.
Dentina.
La carie della dentina segue sempre a una carie dello smalto o
del cemento. Schematicamente, dalla superficie verso la
profondità, si descrivono quattro zone della dentina cariata:




ZONA1: zona di disgregazione. La dentina è decalcificata e necrotica
invasa da batteri e residui alimentari;
ZONA2: zona di rammollimento. La dentina sotto l’azione della flora
batterica, subisce un processo di decalcificazione; vengono attaccati i
canalicoli dentinali e la sostanza fondamentale della dentina;
ZONA3: zona d’invasione. Si può notare la presenza di germi isolati;
ZONA4: zona di reazione. La dentina si presenta traslucida poiché il
lume dei canalicoli dentinali risulta completamente otturato da sali di
calcio. Questa zona è ritenuta come espressione di difesa della polpa
contro il progredire del processo carioso.
LA STEREOCHIMICA
Premessa
La stereochimica è quella parte della chimica che si occupa della
struttura e delle interazioni delle molecole nello spazio. Nei sistemi
viventi l’orientamento delle biomolecole diviene di fondamentale
importanza poiché le reazioni biologiche sono catalizzate da enzimi
(proteine) che possono assumere particolari disposizioni spaziali. Anche
le molecole dei carboidrati hanno una loro spazialità importante ai fini
della reattività.
Gli stereoisomeri
Gli stereoisomeri sono composti isomeri ( dal greco: meros = composto,
isos = uguale) con gli atomi reciprocamente legati nello stesso ordine o
sequenza ma che differiscono l'uno dall'altro per il modo in cui gli atomi
sono orientati nello spazio. Gli stereoisomeri possono essere divisi per
comodità in due tipi, a seconda della loro struttura: possono essere
immagini speculari (allora sono detti enantiomeri) oppure possono non
essere immagini speculari( in questo caso sono detti diastereomeri)
Gli enantiomeri
Quando un oggetto viene posto davanti ad uno specchio può accadere che l'immagine
riflessa che si ottiene, apparentemente identica all'oggetto reale, presenti a questa
sostanziali differenze.
Se si pone davanti allo specchio, ad esempio, una scatola di forma tetraedrica si ottiene
una immagine che se fosse possibile estrarla dallo specchio e renderla concreta,
sarebbe in tutto e per tutto identica all'oggetto reale e sovrapponibile a questo punto
per punto.
Se però su una faccia della scatola scriviamo la parola LATTE, l'immagine riflessa,
poiché porta scritta su una faccia la parola LATTE, non è sovrapponibile punto per
punto all'oggetto originale.
La medesima cosa può accadere alle molecole. Possono esserci molecole che sono
esattamente sovrapponibili alla loro immagine speculare ed altre che invece non lo
sono affatto.
Se una molecola è sovrapponibile punto per punto, alla sua immagine speculare allora
quest'ultima, se divenisse reale sarebbe identica in tutte le proprietà chimiche e
fisiche alla molecola originale, ne sarebbe cioè un perfetto duplicato.
Se invece una molecola non è sovrapponibile alla sua immagine speculare allora si
tratta di due molecole che hanno perlomeno una proprietà (attività ottica) diversa e,
quasi certamente, diverse proprietà biologiche.
Coppie di molecole che hanno tali caratteristiche strutturali rappresentano una
particolare forma di stereoisomerismo e si chiamano enantiomeri.
Oggetti reali e loro immagini speculari.
L'atomo di carbonio chirale
L’esistenza degli enantiomeri è legata ad una proprietà strutturale delle molecole: le molecole
devono essere chirali. La parola chirale deriva dal greco chéir che significa “mano”. Il suo
uso deriva dal fatto che la relazione strutturale tra due enantiomeri è la stessa che esiste tra la
mano destra e la sinistra (sono l’immagine speculare l’una dell’altra e non sono
sovrapponibili).
Nella maggior parte dei casi e come accade anche per i carboidrati una molecola chirale si può
identificare come quella molecola che contiene un atomo di carbonio che si lega a quattro
atomi o gruppi molecolari differenti: questo carbonio viene definito chirale. Un carbonio
chirale genera una coppia di enantiomeri.
Gli enantiomeri differiscono fra loro solo per la chiralità, mentre da tutti gli altri punti di vista
sono composti identici. Come regola generale una molecola che ha n carboni chirali, potrà
avere al massimo 2n stereioisomeri . Il fruttosio che ha tre carboni chirali può avere otto
stereoisomeri ciò quattro coppie di enantiomeri.
Attività ottica. Luce polarizzata
A livello macroscopico la chiralità delle molecole e svelata da un fenomeno fisico, la capacità di
far ruotare il piano della luce polarizzata. Le molecole chirali insomma, manifestano attività
ottica. Quindi la luce polarizzata è usata per distinguere sperimentalmente, una coppia di
enantiomeri. Un enantiomero fa ruotare a destra il piano della luce polarizzata e l'altro a
sinistra.
Ma cos'è la luce polarizzata?
La luce visibile come è noto, è un'onda elettromagnetica che si propaga alla velocità di 3·108
m/s.
Le onde elettromagnetiche sono rappresentabili come oscillazioni trasversali, perpendicolari cioè
alla direzione di propagazione dell'onda.
La luce visibile non è polarizzata e le sue onde vibrano in tutti i piani perpendicolari alla
direzione di propagazione. Ma se la luce attraversa uno strumento ottico quale il prisma di
Nicol o un filtro di polaroid, ne fuoriesce polarizzata e possiede, ora, una sola direzione di
oscillazione.
L'occhio umano non distingue la luce polarizzata da quella normale, pertanto bisogna fare ricorso
ad uno strumento, il polarimetro, per evidenziare il fenomeno.
Perché le molecole chirali presentano attività ottica?
La spiegazione del fenomeno potrebbe essere questa: quando il fascio di luce polarizzata
attraversa una sostanza chirale, il campo elettrico della luce interagisce in maniera diversa
con la metà destra della molecola e la metà sinistra che hanno struttura non uguali e perciò
riemerge deviata.
Se un enantiomero fa ruotare il piano della luce polarizzata in senso orario si dice che è
destrogiro e per indicare questo comportamento viene usato il simbolo (+).
Un enantiomero che ruota il piano della luce polarizzata in senso antiorariosi dice che è levogiro
e viene usato il simbolo (-).
A) Sezione trasversale di un raggio di luce. I piani (es. AB) su cui si muove il raggio sono teoricamente infiniti. B)
Un raggio di luce che si propaga nella direzione AB vibra su tutti i piani possibili. Se lungo il percorso del raggio
viene posta una sostanza (polarizzatore) in grado di far emergere solo uno degli infiniti piani in cui il raggio vibra,
questa luce è polarizzata.
Schema semplificato di un polarimetro. Un raggio di luce polarizzata attraversa un porta campioni contenente la
sostanza otticamente attiva
La configurazione D e L
I chimici parlano spesso di configurazione di una molecola. Per configurazione si intende
l'arrangiamento spaziale degli atomi che può essere cambiato solamente rompendo e
ricomponendo i legami. L'assegnazione di una configurazione fa uso, particolarmente in
biochimica (carboidrati, amminoacidi), delle lettere D e L .
Nella nomenclatura IUPAC, per convenzione, si pone il carbonio più ossidato in alto e ad
esso viene assegnato il numero 1 (C-1), ai successivi carboni numeri via via progressivi
(C-2, C-3, ecc). Se rispetto a questa sistemazione, il gruppo più ossidato, o con il più alto
numero atomico, che sia legato all'ultimo carbonio chirale della molecola si trova a
destra, come nella D-gliceraldeide, il composto appartiene alla serie D; se si trova a
sinistra, come nella L-gliceraldeide, esso appartiene alla serie L.
La D- e L- gliceraldeide sono una coppia di enantiomeri presi come riferimento per la
assegnazione della configurazione a molecole contenenti carboni chirali. La
configurazione D e L è quindi una configurazione relativa e viene assegnata
osservando la molecola rappresentata con la proiezione di Fischer e seguendo la
convenzione IUPAC di porre il carbonio più ossidato in alto(C-1).
Le lettere D e L indicano la configurazione e non devono essere confuse con i segni (+)
e (-) che indicano, invece, la rotazione del piano della luce polarizzata, una proprietà
fisica che deve essere determinata con l'uso del polarimetro.
Ad esempio la D-gliceraldeide ruota il piano della luce polarizzata a destra (+) e la Lgliceraldeide a sinistra (-).
Nei sistemi biologici per una molecola avere una configurazione piuttosto che un'altra è
spesso determinante per la sua utilizzazione fisiologica. Il glucosio usato come fonte
principale di energia da tutti i sistemi biologici è D-glucosio, mentre L-glucosio oltre
a non essere sintetizzato dagli organismi viventi se forzati ad una loro utilizzazione,
oppongono una quasi totale incompatibilità.
I CARBOIDRATI
Premessa
I carboidrati sono prodotti naturali che svolgono un gran numero di funzioni vitali
sia nelle piante che negli animali. Nel mondo vegetale il glucosio è sintetizzato
semplicemente da CO2 ed H2O, grazie al processo della fotosintesi, che sfrutta la
luce del sole come fonte di energia. Questa onnipresente molecola, variamente
polimerizzata, costituisce l’amido, il glicogeno, la cellulosa. Alcune piante
producono grandi quantità di saccarosio che è lo zucchero più importante dal punto
di vista industriale. Due carboidrati, il D-ribosio e il 2-deosiribosio, sono composti
fondamentali del nostro patrimonio genetico. Altri carboidrati sono importanti
componenti di coenzimi, antibiotici, cartilagini, dei gusci dei crostacei e delle pareti
cellulari dei batteri.
Definizioni e classificazione
Il termine carboidrato fu adottato perché le formule di molti composti potevano
essere espresse come idrati del carbonio, Cn(H2O)m.. Essi sono anche chiamati
comunemente zuccheri o saccaridi (dal latino saccharum). Attualmente la
Commissione Internazionale di Chimica Biologica ha deciso l’adozione del termine
glucidi. La definizione corrente di glucide è: composto organico contenente funzioni
(aldeidiche o chetoniche) e funzioni alcoliche. I carboidrati vengono perciò definiti
come derivati aldeidici o chetonici di poliidrossialcoli (-poli- significa molti). In
base alla complessità della loro struttura i carboidrati si possono classificare in tre
gruppi fondamentali: monosaccaridi (o monosi), oligosaccaridi e polisaccaridi (o
poliosi).
Gli oligo e poli saccaridi possono essere lineari (non ramificato) o ramificati possono
essere costituiti da un solo monosaccaride o da due tipi di monosaccaride. Possono,
infine, essere costituiti da molecole di mono e polisaccaridi formati da soli
carboidrati oppure legati ad altre molecole che non siano carboidrati.
La maggior parte dei carboidrati esistono sotto forma di polisaccaridi; essi normalmente
costituiscono la struttura delle pareti cellulari delle piante (cellulosa), delle alghe o
di alcuni microrganismi, oppure sono una forma di immagazzinamento di energia
(amido nelle piante, glicogeno negli animali
I MONOSACCARIDI
I monosaccaridi (conosciuti anche come zuccheri semplici) sono carboidrati che
non possono essere demoliti per idrolisi. Essi vengono classificati a seconda
del tipo di gruppo carbonilico (aldosi o chetosi) e dal numero degli atomi di
carbonio contenuti nella molecola.
Entrambi i sistemi possono essere considerati in un unico termine, per esempio
un aldoso con quattro atomi di carbonio è un aldotreoso, un cretoso con
cinque atomi di carboni è un chetopentoso e così via. In generale il suffisso
da aggiungere al nome del carboidrato è, per gli zuccheri aldeidici -oso
(oppure –osio) e per quelli chetonici –uloso (oppure –ulosio).
La maggior parte dei monosaccaridi che si trovano in natura hanno la
configurazione D, fa eccezione l’arabinosio (aldopentoso) che si trova nella
configurazione L. I monosaccaridi contengono almeno un carboni chinale e
sono quindi otticamente attivi, fa eccezione il diidrossiacetone
ALDOSI
CHETOSI
I triosi
I triosi sono due: la D-gliceraldeide e il diidrossiacetone.
Queste due molecole sono le capostipiti degli zuccheri.
Questi triosi inoltre nella forma intermedia in cui i vari carboidrati,
anche i più complessi, vengono degradati nelle cellule dalla
quale l’organismo riceve energia.
CHO
CH2OH
CHOH
C=O
CH2OH
CH2OH
GLICERALDEIDE
DIIDROSSIACETONE
I tetrosi
I tetrosi sono zuccheri a quattro atomi di carbonio. Nella famiglia ci
sono tre zuccheri: l’eritrosio ed il treosio fra gli aldosi e l’eritrulosio
fra i chetosi. Pur non rivestendo un ruolo centrale nelle trasformazioni
che i carboidrati subiscono all’interno della cellula, questi
monosaccaridi si rivelano importanti in alcune situazioni particolari e
cioè mette in evidenza quanto, anche un piccolo tassello, sia a volte
determinante nel condizionare un intero processo metabolico.
I pentosi
I pentosi sono monosaccaridi a cinque atomi di carbonio. Gli aldopentosi con 3 carboni
chirali, esistono in otto possibili strutture (4 coppie di enantiomeri) mentre i
chetopentosi, con 2 carboni chirali, esistono in quattro strutture (2 coppie di
enantiomeri). Alcuni pentosi si trovano in certe resine del legno, specialmente degli
alberi di ciliegio e di pesco, ma non hanno una funzione fisiologica conosciuta. Altri, per
noi, sono invece più importanti. Ad esempio lixosio è un costituente del muscolo
cardiaco mentre il ribulosio si forma durante un particolare metabolismo dei carboidrati.
Il pentoso più importante è il D-ribosio, che è contenuto in ogni cellula e va a far parte di
strutture complesse quali l’acido ribonucleico (RNA) e l’acido desossiribonucleico
(DNA). Queste molecole hanno il compito di trasferire l’informazione genetica e dirigere
la sintesi delle proteine. Il DNA anziché D-ribosio contiene un suo derivato, il 2-desossiD-ribosio; in questa molecola manca un ossigeno sul C-2 (il prefisso disossi- significa
senza ossigeno).
La struttura del D-ribosio e del 2-D-desossiribosi, due
pentosi che rispettivamente fanno parte della struttura del l‘RNA e del DNA
Gli esosi
Gli esosi sono i carboidrati con sei atomi di carbonio e sono i piu
comuni di tutti i monosaccaridi. Ci sono 16 aldoesosi (8 coppie di
enantiomeri) e 8 chetoesosi (4 coppie di enantiomeri). Solo alcune
molecole della serie D, come D-altrosio fra gli aldoesosi e il Dallulosio fra i chetosi, non esistono in natura ma sono state sintetizzate
dai chimici. Ora analizzerò solo gli esosi che hanno una particolare
importanza per il metabolismo e l’alimentazione umana e cioè: il Dglucosio, D-galattosio, D-mannosio, D-fruttosio
Il D-glucosio
E' il più importante di tutti i monosaccaridi, viene
comunemente chiamato glucosio o anche
destrosio (è destrogiro) o zucchero d'uva. Il
glucosio è il carburante fondamentale, cioè la
fonte di energia, per il metabolismo delle cellule
e deve essere in continua circolazione nel
sangue per rifornire i vari tessuti; per questo
motivo viene anche chiamato zucchero del
sangue.
Durante il processo digestivo tutti i carboidrati
ingeriti vengono degradati direttamente o
indirettamente a glucosio. Il glucosio è tanto
importante che, se per qualche motivo non ci si
può alimentare per vie naturali, esso deve essere
comunque somministrato per via endovenosa.
Questo per evitare che il nostro organismo, che
sempre si difende contro qualsiasi evento che
possa alterare quei meccanismi di regolazione
che ha messo a punto in tutta la sua storia
evolutiva, vada a ricercare fonti energetiche
alternative; quest'ultime, se da un lato coprono
fabbisogni istantanei di energia, dall'altro
provocano, a lungo andare, danni non sempre
riparabili alla intera organizzazione dello stesso.
La struttura del glucosio fu determinata per la prima volta dal chimico Emil Fischer,
verso la fine del secolo.
Nonostante la grande utilità delle proiezioni di Fischer per rappresentare la proiezione
dei vari gruppi nella molecola, la struttura a catena aperta che egli ci propose,
contrasta con alcune proprietà chimico-fisiche che i monosaccaridi mostrano di
possedere in certe condizioni.
Oggi si è certi che la natura reale di questi composti, in particolare gli esosi ed i pentosi
quando si trovano in soluzione, è prevalentemente ciclica.
La complessità dei carboidrati nasce dalla natura chimica dei gruppi aldeidico e
chetonico che, per addizione nucleofila di un gruppo alcolico presente nella stessa
molecola, forma rispettivamente un emiacetale e un emichetale
D-galattosio
Strutturalmente è molto simile al glucosio, l’unica differenza
fra i due esosi è nella posizione dell’ –H e dell’ –OH sul
C-4 (epimeri).
Il D-galattosio viene prodotto in piccole quantità dal nostro
organismo e viene utilizzato per sintesi di molecole anche
complesse.
La maggior parte del galattosio usato dal nostro organismo
ha un origine esosa; esso è infatti il costituente di un
importante e diffuso disaccaride: il lattosio.
Quanto la quantità di galattosio introdotta con gli alimenti
supera i bisogni dell’organismo, esso viene utilizzato per
produrre energia; per assolvere a questa funzione il
galattosio deve prima essere convertito in glucosio.
In una malattia genetica la galassotemia, il galattosio non
può essere convertito in glucosio in quanto manca la
molecola che permette questa conversione
D-mannosio
Si trova in certi batteri, funghi e piante e quasi mai è
presente in natura come monosaccaride libero.
Il mannosio è il costituente, invece, di numerosi
polisaccaridi semplici e complessi.
Costituisce ad esempio, la molecola base dei mannani,
polisaccaridi di riserva di alcune specie vegetali
oppure associato a galattosio per formare mucillagini
gommose che proteggono i semi di alcune piante,
queste ultime trovano un grandissimo uso come
stabilizzatori di prodotti alimentari quali i gelati la
maionese ecc.
Il mannosio non ha una reale importanza metabolica in
quanto una volta assorbito dall’indestino viene
rapidamente convertito in D-glucosio
D-fruttosio
Il fruttosio di trova in alte concentrazioni nei succhi di frutta e
nel miele.
È il solo chetoesoso di una certa importanza.
Il fruttosio si trova in natura combinato anche con il glucosio
per formare più importante dal punto di vista commerciale
alimentare: il saccarosio.
Il D(-)-fruttosio viene anche chiamato levulosio ricordandoci
che è un composto levogiro; è il più dolce di tutti gli
zuccheri e viene facilmente convertito in glucosio sia dal
fegato che dall’intestino.
Il D-fruttosio assume, nella nomenclatura IUPAC, il nome di
D-fruttafuranosio perché fa riferimento alla molecola
eterociclica del furano. Le cellule isomere del glucosio,
forma un anello pentatomico anziché esatomico. Infatti è
attraverso la trasformazione del fruttosio in glucosio che
nelle cellule vengono avviati quei meccanismi molecolari
che portano alla produzione di energia e che permettono
in definitiva alle stesse di vivere
OLIGOSACCARIDI: I DISACCARIDI
I disaccaridi sono la classe più semplice, ma più importante degli oligosaccaridi. Un
disaccaride si forma quando due monosaccaridi reagiscono tra loro, il primo con
l'ossidrile della struttura emiacetalica ed il secondo con uno qualsiasi dei suoi ossidrili
eliminando una molecola d'acqua. Chimicamente un disaccaride è un acetale ed il legame
formatosi è un legame acetalico; comunemente il legame acetalico fra due o più
monosaccaridi viene chiamato legame glicosidico. I disaccaridi che si possono formare
tra due monosi sono molti ma analizzerò solo quelli che più frequentemente si
incontrano negli alimenti e nel nostro metabolismo. La formula generale di un
disaccaride è C12 H22 O11 (fra due esosi). Il loro aspetto e le caratteristiche fisiche sono
molto simili a quelle dei monosi, sono infatti solidi bianchi cristallini, di sapore dolce e
facilmente solubili in acqua. Il legame acetalico è molto più forte del legame
emiacetalico tanto che le sua rottura non è possibile con i comuni reagenti ossidanti
utilizzati per l'individuazione della funzione aldeidica o chetonica dei monosaccaridi. Il
legame acetalico, pur essendo relativamente forte, viene facilmente idrolizzato "in vivo"
ad una temperatura (37 °C) ed un pH leggermente basico (pH = 8,0), condizioni queste
che in laboratorio chimico sarebbero proibitive. Infatti, per poter idrolizzare in "in vitro"
un legame acetalico di un disaccaride, è necessaria una temperatura elevata (100 °C), un
pH molto basso (pH = 2,0) e tempi abbastanza lunghi.
La formazione del legame
acetalico (glicosidico).
Fra l’─OH emiacetalico
1° monosaccaride ed un
─OH qualsiasi del 2° si
ha l’eliminazione di una
molecola d’acqua e la
formazione di un le game
covalente.
Struttura e proprietà dei disaccaridi
I disaccaridi per possedere proprietà riducenti devono avere, come i
monosaccaridi, il gruppo aldeidico o chetonico libero o
potenzialmente libero (legame emiacetalico o emichetalico).
Il maltosi, il lattosio ed il cellobiosio sono zuccheri riducenti, il
saccarosio non lo è.
Alcuni disaccaridi ed i relativi prodotti di idrolisi
Il saccarosio
È il disaccaride chiamato comunemente zucchero. Il saccarosio viene estratto nei paesi
europei dalla barbabietola e nel resto del mondo dalla canna da zucchero, esso si
trova anche nella maggior parte dei frutti e dei vegetali.
Il saccarosio, dal punto di vista commerciale , è lo zucchero più importante e poiché
viene utilizzato come ingrediente in numerosissimi prodotti alimentari che
consumiamo quotidianamente, riveste una notevole importanza anche dal punto di
vista nutrizionale perché, digerito, si idrolizza in glucosio e fruttosio che,
l'organismo utilizza per produrre energia. Il saccarosio è costituito da una molecola
di α-glucosio (un aldoesoso) unita con un legame α-glicosidico ad una molecola di
ß-fruttosio (un chetoso).
Il legame interessa la funzione aldeidica (C-1) del glucosio e quella chetonica del
fruttosio: poichè entrambe le funzioni riducenti sono impiegate nel legame 1 - 2
glicosidico, il saccarosio è uno zucchero non riducente.
La struttura del
saccarosio. Il legame α1→4 si forma tra l’─ OH
emiacetalico sul C-1 del
glucosio
e quello emiacetalico sul
C-2 del fruttosio. Ne
risulta una molecola non
riducente.
Il lattosio
Questo disaccaride dà per idrolisi ß-galattosio e ß-glucosio. Il lattosio è lo zucchero
principale del latte. Nel latte umano è presente in concentrazioni del 5-8%. Il lattosio
non è molto importante come dolcificante in quanto è molto meno dolce del
saccarosio ed è relativamente poco solubile in acqua.
L'organismo umano sintetizza il lattosio a partire dal glucosio che in parte converte a
galattosio e raggiunge concentrazioni abbastanza alte nell'ultimo periodo della
gravidanza e subito dopo il parto. Certi tipi di batteri sono in grado di convertire il
lattosio in acido lattico conferendo al latte un caratteristico sapore acido(lo yogurt si
ottiene sfruttando questa proprietà).
La struttura del lattosio.
Legame β-1→4 glicsidico fra βgalattosio e β-glucosio, viene
rappresentato in modo tale da evitare
uno sfalsamento dei piani della molecola.
Il maltosio
Questo disaccaride si trova nell'amido del mais, nel malto, nei semi in
germinazione e a volte viene chiamato zucchero di malto.
La caratteristica più importante del maltosio è quella di essere costituito da due
unita di a-D-glucosio unite tra loro con legame α-1 - 4.
L'organismo riesce a idrolizzare facilmente il maltosio in molecole di glucosio
che vengono poi utilizzate con facilità.
L’α-maltosio si forma dall’unione di due molecole di α-glucosio con l’eliminazione di una
molecola d’acqua fra l’─OH sul C-1 e l’─OH sul C-4; legame α-1→4 glicosidico.
Il cellobiosio
Se esaminiamo la formula del cellobiosio si vedrà che essa è simile a quella del
maltosio, ma che il monosaccaride di partenza è il ß-D-glucosio anziché l'α-Dglucosio: il risultato è la formazione di un legame ß-1 - 4 glicosidico che conferisce
alla struttura del cellobiosio una forma tridimensionale completamente diversa dal
maltosio. Il cellobiosio, come disaccaride si trova raramente libero in natura è pero
diffusissimo nelle piante nelle quali è l'unità strutturale che caratterizza la cellulosa,
la componente principale del legno.
Il cellobiosio non ha nessuna importanza nutrizionale perché l'uomo non ha molecole
specializzate per rompere il legame ß-1 - 4 glicosidico.
Il cellobiosio si forma dall’unione di due
molecole di β-D-glucosio come nel maltosio. Il
legame β-1→4 glicosidico pone le unità di
monosaccaride su due piani sfalsati.
I POLISACCARIDI
I polisaccaridi sono i carboidrati più importanti: essi si trovano
comunemente nelle piante dove costituiscono dal 50 al 90% del loro
peso a secco. Negli animali si trovano in quantità minori, ma la loro
presenza è essenziale.
Un polisaccaride, come dice il nome, è costituito da un gran numero di
monosaccaridi legati insieme per formare molecole grandi e
complesse. Poiché il loro peso molecolare è molto variabile, per la
maggior parte dei polisaccaridi è impossibile fissare un peso o una
formula. Il loro peso molecolare può variare da decine di migliaia a
valori che superano il milione di dalton (1 dalton = 1 uma).
Le proprietà dei polisaccaridi, sono per molti aspetti, il contrario di quelle
che abbiamo visto per gli altri carboidrati. Essi, per esempio, sono
quasi insolubili in acqua e ciò dipende dal fatto che le grosse
molecole dei polisaccaridi si idratano solo in superficie e in maniera
insufficiente a permettere la loro solubilizzazione.
I polisaccaridi si possono formare sia dai pentosi che dagli esosi, nel
primo caso prendono il nome di pentosani, nel secondo di esosani.
Anziché classificarli in base a questo criterio, è più conveniente
suddividerli in tre gruppi: quelli che servono come riserva di
carboidrati, quelli che formano la struttura di sostegno delle piante, e
un gruppo classificabile come polisaccaridi complessi.
ESEMPI DI POLISACCARIDI
La cellulosa è costituita
da un gran numero di
molecole di glucosio unite
tra loro da un legame
β-1--4
glicosidico.
La
struttura della cellulosa è
una
lunga
catena
polimerica
senza
ramificazioni. Circa la
metà delle pareti delle
piante è costituita da
cellulosa, ma il cotone per
esempio, è cellulosa quasi
al 100%
L’amido è il carboidrato di riserva delle
piante. Attraverso la fotosintesi clorofilliana
le piante producono glucosio che è
successivamente polimerizzato ad amido e
immagazzinato come fonte energetica di
riserva. Quando un campione di amido è
messo in acqua calda si possono identificare
due distinti componenti: l’amilosio (solubile
in acqua calda; catene non ramificate di
glucosio con legami α – 1- 4 glicosidici) e
l’amilopectina (insolubile in acqua calda;
catene ramificate di glucosio con legami α –
1- 4 e α – 1- 6 glicosidici nei punti di
ramificazione
POLISACCARIDI COMPLESSI
Si tratta di polimeri di monosaccaridi che
hanno subito la modificazione di uno o
più gruppi funzionali della molecola.
Tra i numerosi polisaccaridi presenti in
natura, ad esempio nella frutta, si
trovano le pectine, polimero il cui
monomero
più
importante
(acido
galalluronico) è un derivato del
galattosio.
Esse trovano impiego come additivi
alimentari. L’agar delle alghe marine è
un polisaccaride, costituito dall’estere
solforico del D- e L-Galattosio.
L’acido alginico delle alghe è in polimero
dell’acido D-Mannuronico
Materiali da impronta elastici
GENERALITA’
Per l’esecuzione di impronte sono disponibili dei particolari
materiali elastici che appartengono al gruppo degli idrocolloidi.
Come noto, una sostanza prende il nome di idrocolloide quando il
mezzo disperdente in essa presente è l’acqua. Un idrocolloide
può presentarsi sottoforma di un liquido viscoso e prende il
nome di idrosol, oppure può presentarsi sotto forma di una
massa semisolida gelatinosa ed allora prende il nome di
idrogel.
Gli idrocolloidi impiegati in odontoiatria per l’esecuzione di
impronte sono formati essenzialmente da macromolecole di
polisaccaridi disperse in acqua
CLASSIFICAZIONE DEGLI IDROCOLLOIDI DA IMPRONTA
Per l’esecuzioni di impronte sono disponibili idrocolloidi che appartengono ai du
gruppi seguenti:
 Idrocolloidi reversibili: agar
 Idrocolloidi irreversibili: arginati
IDROCOLLOIDI REVERSIBILI
Alcuni idrocolloidi possono passare dallo stato di gel a quello di sol tramite un
opportuno riscaldamento e possono quindi tornare dallo stato di sol a quello di
gel tramite un raffreddamento.
Grazie alla reversibilità di tali trasformazioni, questi materiali vengono chiamati
idrocolloidi reversibili. Gli idrocolloidi dentali di questo tipo sono formati da
aggregati di macromolecole di polisaccaridi tenute assieme allo stato di gel da
legami intermolecolari.
Gli aggregati suddetti formano quindi delle lunghe catene denominate fibrille o
micelle. Con il riscaldamento, l’agitazione termica delle macromolecole vince i
deboli legami suddetti e le molecole stesse si staccano con la conseguente
disgregazione delle fibrille ed il passaggio del materiale allo stato di sol. Il
successivo raffreddamento comporta la riformazione dei legami secondari tra le
macromolecole con il conseguente irrigidimento del materiale
IDROCOLLOIDI IRREVERSIBILI
Alcuni idrocolloidi possono passare dallo stato di sol a quello di gel tramite delle
reazioni chimiche che generano la formazione di legami chimici primari tra le
macromolecole della fase dispersa.
In questi casi i gel così formati non possono più ritornare allo stato di sol e pertanto
la trasformazione da sol a gel è irreversibile. Per questo motivo questi materiali
vengono chiamati idrocolloidi irreversibili
ELASTICITA E RESISTENZA DEI GEL
Gli idrocolloidi allo stato di gel sono delle sostanze dotate di una modesta
resistenza meccanica.
Essi, comunque sono in grado di subire notevoli deformazioni elastiche senza
rompersi, presentando solo piccole deformazioni plastiche residue, se
vengono sottoposti all’azione di sollecitazioni agenti per tempi molto brevi.
I gel, infatti, presentano un elevato grado di elasticità sotto l’azione di
sollecitazioni dinamiche. Se invece la sollecitazione viene applicata per un
periodo di tempo prolungato, nel materiale avvengono fenomeni di
scorrimento e infine la rottura
IMBIBIZIONE E SINERESI
Se un gel viene immerso in acqua esso tende ad assorbire tale liquido
rigonfiandosi questo fenomeno prende il nome di imbibizione e comporta
naturalmente un’alternazione dimensionale del materiale.
Se il gel viene conservato all’aria esso tende a perdere acqua evaporando dalle
sue superfici o a causa di un fenomeno noto come sineresi che è tipico dei
gel.
La sineresi consiste nella separazione spontanea di un liquido dal gel stesso,
Con la formazione di un essudato superficiale, accompagnata da una
contrazione del materiale.
Gli idrocolloidi allo stato di gel sono pertanto dei materiali che presentano un
elevata stabilita dimensionale. Il metodo più sicuro per ridurre al minimo gli
errori dovuti all’instabilità dimensionale di questi materiali è quello di
costruire i modelli subito dopo l’esecuzioni delle impronte.
IDROCOLLOIDI REVERSIBILI DA IMPRONTA (AGAR)
Gli idrocolloidi reversibili sono stati i primi materiali da impronta elastici
impiegati in odontoiatria. Essi vengono spesso chiamati semplicemente
idrocolloidi oppure agar dal nome del componente che costituisce la fase
dispersa in essi presente.
Se manipolati correttamente sono in grado di fornire impronte molto accurate,
adatte anche per la costruzione di protesi di precisione quali le protesi fisse.
Questi materiali vengono forniti allo stato di gel e per il loro impiego vengono
trasformati in sol mediante un opportuno riscaldamento in appositi
apparecchi dotati di vaschette d’acqua a controllo termostatico; tali
apparecchi vengono denominati condizionatori per idrocolloidi.
Dopo l’inserimento nella cavità orale essi si raffreddano e tornano allo stato di
gel acquistando caratteristiche elastiche.
Poiché per il loro impiego sono necessari opportuni apparecchi di
riscaldamento e per il loro successivo raffreddamento nella cavità orale
bisogna impiegare degli opportuni portaimpronta raffreddati tramite
circolazione d’acqua, essi sono stati ampiamente sostituiti da materiali
elastici più recenti per l’esecuzione delle impronte (idrocolloidi irreversibili ed
elastomeri) che presentano un manipolazione generalmente più immediata.
COMPOSIZIONE
Gli idrocolloidi reversibili vengono forniti allo stato di gel in recipienti a chiusura
ermetica. Essi sono generalmente disponibili nei due tipi seguenti:
 Materiali a bassa viscosità, da impiegare mediante siringa
 Materiali ad alta viscosità da impiegare mediante portaimpronta.
In genere i materiali a bassa viscosità vengono impiegati in combinazione con
quelli ad alta viscosità. Allo stato di sol i primi sono più fluidi dei secondi , mentre
i secondi vengono portati nella bocca tramite un particolare tipo di
portaimpronta.
I due materiali si uniscono quindi assieme fornendo un’unica impronta.
Questi materiali contengono acqua circa 85% agar circa 12% borace solfato di
potassio ed altri additivi (pigmenti, aromatizzanti, battericidi).
L’agar è un polisaccaride e si presenta sotto forma di una mucillagine che viene
ricavata da alcune alghe marine rosse.
Esso costituisce la fase disperdente dell’idrocolloide allo stato sol e le sue
macromolecole unendosi con legami intermolecolari danno luogo alla
formazione del gel.
Poiché gli idrocolloidi ostacolano la presa del gesso generalmente essi contengono
una sostanza che favorisce tale reazione e che viene chiamata accelerante. Per
tale scopo si impiega generalmente il solfato di potassio.
Se tale sostanza non è presente , prima di colare il gesso nelle impronte è
opportuno immergere queste ultime in una soluzione acquosa al 2% di solfato di
potassio per circa 5-10 minuti. Lo strato superficiale delle impronte si satura di
solfato di potassio il quale successivamente accelera la presa del gesso. Per il
suo effetto sul gesso, la soluzione suddetta viene chiamata soluzione indurente.
GENERALITA’
La viscosità di questi materiali è alquanto bassa ed essi vengono quindi
considerati dei materiali da impronta mucostatici. La buona fluidità allo stato
di sol consente loro di riprodurre con notevole precisione i dettagli
superficiali dei tessuti orali.
Essi sono pertanto adatti anche per la realizzazione di protesi di precisione
quali le protesi fisse. Allo stato di gel presentano proprietà meccaniche
molto modeste ed in presenza di profondi sottosquadri tendono a lacerarsi.
La loro resistenza meccanica è comunque tale da consentire in genere di
ottenere impronte soddisfacenti , particolarmente per quanto riguarda la
riproduzione di denti preparati per protesi fisse.
Quanto più rapidamente l’idrocolloide viene deformato tanto maggiore risulta la
sua elasticità. È pertanto necessario rimuovere le impronte dalla cavità orale
con un movimento rapido, in modo che il materiale venga deformato per il
minor tempo possibile.
Questi materiali presentano una stabilità dimensionale molto modesta a causa
del loro elevato contenuto d’acqua.
Essi infatti possono subire fenomeni di sineresi e imbibizione con conseguenze
rapide variazioni dimensionali. Per questo motivo è sempre opportuno
costruire il modello quanto prima possibile dopo l’esecuzione dell’impronta.
In casi di assoluta necessità è possibile conservare le impronte per un breve
periodo di tempo, in genere non piu di un’ora in un ambiente al 100% di
umidità.
MANIPOLAZIONE
La prima fase consiste nel far passare il materiale dallo stato di sol a quello di
gel tramite idoneo riscaldamento. Per tale scopo sono disponibili degli
appositi apparecchi costituiti da tre vaschette riscaldate elettricamente,
ciascuna dotata di termometro. Questi apparecchi vengono chiamati
condizionatori per idrocolloidi e le tre vaschette vengono indicate nell’ordine
con i seguenti modi:
Bagno di liquefazione: l’acqua contenuta in questa vaschetta si trova alla
temperatura di 100 °C ed essa viene impiegata per far passare l’idrocolloide
dallo stato di gel a quello di sol;
Bagno di conservazione: l’acqua contenuta in questa vaschetta si trovano alla
temperatura di circa 65 °C ed essa viene impiegata per conservare il
materiale allo stato di sol;
Bagno di temperatura: l’acqua contenuta in questa vaschetta si trova alla
temperatura di circa 43 °C ed essa viene impiegata per portare l’idrocolloide
per portaimpronta ad una temperatura compatibile con quella della cavità
orale prima di eseguire l’impronta.
Per l’esecuzione dell’impronta si impiegano degli appositi portaimpronta per
idrocolloidi dotati di un condotto interno nel quale può circolare acqua per il
raffreddamento dell’idrocolloide nella cavità orale
IDROCOLLOIDI IRREVERSIBILI DA IMPRONTA (ALGINATI)
Questi idrocolloidi chiamati correntemente alginati, vengono normalmente forniti
sotto forma di una polvere.
Al momento dell’uso tale polvere viene mescolata con acqua ed il miscuglio così
ottenuto viene impiegato per eseguire l’impronta. Nella bocca del paziente il
materiale passa allo stato di gel attraverso una reazione chimica irreversibile.
Alcuni prodotti modificati con polimeri siliconici vengono forniti sotto forma di due
paste da mescolare assieme prima dell’uso; i prodotti più diffusi sono
comunque quelli in polvere.
Gli alginati sono tra i materiali da impronta più impiegati e ciò è dovuto ai seguenti
motivi:
 Sono facili da manipolare
 Richiedono un’attrezzatura molto semplice
 Sono elastici
 Presentano una buona precisione
 Hanno un costo modesto
Dall’altra parte presentano i limiti tipici degli idrocolloidi quali la scarsa stabilità
dimensionale e l’impossibilità di eseguire la galvanoplastica delle impronte.
Gli alginati inoltre in genere non sono in grado di riprodurre altrettanto fedelmente
i dettagli superficiali quanto gli agar e gli elastomeri e, pertanto non vengono
correntemente impiegati in protesi fissa.
In genere gli alginati vengono forniti per essere usati mediate portaimpronta ma i
materiali più fluidi sono comunque impiegabili anche tramite siringa.
IMPIEGHI
Gli arginati sono molto usati e tra i loro impieghi si ricordano i
seguenti:



Per impronte per modelli diagnostici
Per impronte di arcate parzialmente edentule
Per impronte preliminari per protesi totali ecc
COMPOSIZIONE
I principali componenti delle polveri di arginato sono i seguenti: un alginato
solubile in acqua (sale dell’acido alginico quale arginato di sodio o di
potassio; l’acido alginico si ricava da alcune alghe) un sale di calcio solubile
in acqua (quale il solfato di calcio diidrato) in grado di reagire in soluzione
acquosa con l’alginato solubile formando arginato di calcio insolubile un
ritardante che regola il tempo di indurimento (fosfato trisodico), un riempitivo
(farina fossile), un accelerante (per la presa del gesso per esempio il solfato
di potassio), aromatizzanti, pigmenti; vari prodotti contengono anche
sostanze aventi lo scopo di evitare la produzione di pulviscolo durante la
manipolazione della polvere, potrebbe rappresentare un pericolo per gli
operatori a seguito di ripetute inalazioni
REAZIONE DI GELIFICAZIONE
L’alginato di sodio, essendo solubile, si scioglie in acqua, reagisce con il solfato
di calcio e dà luogo alla formazione di un GEL di arginato di calcio
(insolubile).
È proprio in base a tele reazione dette di gelificazione che questi materiali sono
impiegati per il rilievo di impronte. La reazione è la seguente:
ALGINATO DI Na + CaSO4
(solubile)
ALGINATO DI Ca + Na2SO4
(insolubile)
Quando la polvere viene mescolate con l’acqua l’alginato di sodio, il solfato
di calcio e il fosfato trisodico iniziano la reazione iniziano a sciogliersi. La
reazione degli ioni Ca+2 (liberati dal solfato di calcio) con gli ioni negativi
provenienti dalla dissociazione dell’alginato di sodio è molto rapida e quindi
poco idonea per un’adeguata manipolazione del materiale. Per aumentare il
tempo di reazione a valori accettabili dal punto di vista clinico, è presente il
fosfato trisodico il quale, in presenza di acqua si dissocia mandando in
soluzione ioni PO4-3 . Tali ioni, che sono molto più mobili e di dimensioni
inferiori rispetto agli ioni negativi liberati dall’alginato di sodio, reagiscono per
primi con gli ioni Ca+2 formando fosfato tricalcico in base alla reazione
2Na3PO4 + 3CaSO4
Ca3(PO4)2 + 3Na2SO4
Fintantoché sono presenti ioni PO4-3 la reazione fra gli ioni Ca+2 e quelli
negativi prodotti dall’alginato di sodio non si verifica: il fosfato trisodico
agisce pertanto da ritardante.
Solo quando gli ioni PO4-3 non saranno più presenti si avrà la reazione di
gelificazione che porterà alla formazione di arginato di calcio insolubile. È
inoltre importante la presenza della farina fossile che aumenta la resistenza
del gel e garantisce superfici lisce e compatte dell’impronta.
Altre sostanze sono l’ossido di zinco (composto che aumenta la resistenza del
GEL) i fluoruri (componenti che aumentano la durezza superficiale e il
tempo di presa del materiale gessoso che verrà colato nell’impronta) e alle
volte, degli indicatori chimici ovvero delle sostanze che provocando una
variazione di colore del materiale da impronta ne indicano le varie fasi di
manipolazione.
PROPRIETA’ GENERALI
Essendo anch’essi degli idrocolloidi per certi aspetti le proprietà degli alginati
sono simili a quelle degli agar, salvo naturalmente alcune differenze.
Generalmente gli alginati non sono in grado di riprodurre i dettagli superficiali
più minuti quanto gli agar e gli elastomeri. Per questo motivo essi non
vengono correntemente impiegati in protesi fissa.
La resistenza anche degli alginati è in genere leggermente inferiore di quella
degli agar.
Analogamente agli agar, anche gli alginati recuperano tanto più
completamente le loro dimensioni originali quanto è più breve è il tempo
durante il quale vengono deformati.
Pertanto anche con questi materiali è opportuno rimuovere le impronte con un
movimento rapido.
Anche le impronte in alginato contengono elevate quantità di acqua e
pertanto, sono dimensionalmente, molto instabili.
È necessario quindi costruire il modello subito dopo l’esecuzione
dell’impronta. Se ciò non è possibile, l’impronta dovrebbe essere
conservata per il più breve tempo possibile in un ambiente al 100% di
umidità
ELASTIC IMPRESSIONA MATERIALS
Elastic impression materials can be either natural or artificial.
Natural materials are represented by hydrocolloids, while the artificial materials
are constituted by elastomeric substances.
Colloids are substances presenting large molecules in noncrystalline state.
Hydrocolloids are colloids whose dispersion medium is water.
Colloids can exist in two states: sol and gel. A sol is converted into gel in two
ways: either reaction on temperature (reversible process) or a consequence
of a chemical reaction (irreversible process).
Agar-agar belongs to reversible hydrocolloids. As for precision, functionally and
compatibility both with the oral tissue and with model and cast materials it
would be excellent.
Unfortunately, its manipulation is difficult and complex and it requires very
expensive and bulky equipment, so that it is only used for duplication on
models.
As agar-agar also alginates are extracted from sea-weed, but they are
irreversible hydrocolloids. They are precise, easy to mix and easy to use, so
that they are the most commonly used impression materials. However they
are hygroscopic materials and are not stable in storage; they can very often
contract, due to syneresis, or, more seldom, expand due to imbibitions. To
prevent this disadvantages, the model should be immediately cast or the
impression should be stored in a humidor at 100% humidity
JOSEPH CONRAD
LA LINEA D’OMBRA
THE SHADOW LINE
JOSEPH CONRAD
Teodor Jósef Konrad Naleçz Korzeniowski (tale era il vero nome di Joseph
Conrad) nacque da una nobile famiglia polacca ilo 3 dicembre 1857. Rimase
orfano molto presto e andò a vivere da un suo zio che lo mandò a Cracovia
a studiare. Forse furono le precoci letture dei libri di viaggio e d’avventura a
determinare in lui la vocazione alla vita marinara. Vocazione che, appena
diciassettenne, lo fece partire per Marsiglia, dove la sua famiglia aveva
qualche conoscenza negli ambiti dell’aristocrazia.
Da Marsiglia partì per le Antille, ma il suo viaggio terminò con un naufragio,
come la sua storia d’amore con una legittimista, che lo portò quasi al
suicidio. Nei suoi molti viaggi in Oriente conobbe gli ambienti e i paesaggi,
soprattutto dell’arcipelago malese, incontrò gli uomini e apprese le vicende
da cui sviluppò le sue opere letterarie. Unica eccezione dei suoi viaggi in
Oriente, fu un viaggio in Africa, dove risalì il corso del Congo.
Lasciata la navigazione per trent’anni, Conrad si dedicò al suo immenso lavoro,
più di trenta volumi, tra romanzi e raccolte di novelle e di saggi. Le sue più
importanti opere sono: Il negro del Narciso (1898), Lord Jim (1900),
Gioventù, Cuor di tenebra, Tifone (1902), Nostromo (1904), L’agente segreto
(1907), Sotto gli occhi dell’Occidente (1911), Chance (1914), Racconti di
mare e di costa (1912), Vittoria (1915), La linea d’ombra (1917). Queste
opere gli assicurarono larga fama presso il pubblico in Inghilterra e in
America; e quand’egli morì, il 3 agosto 1924 a Bishopbourne, era ormai
riconosciuto come uno dei massimi scrittori di lingua inglese
LA LINEA D’OMBRA
TRAMA SINTETICA
Un ragazzo, ormai stanco di navigare e preso dai problemi del passaggio dall’età
adolescenziale a quella adulta, decide di abbandonare la vita da marinaio. Al porto
conosce il Capitano Giles, che gli riferisce che quella stessa mattina era arrivata in
porto una lettera indirizzata al ragazzo. Questi, incuriosito, si reca dal Capitano Ellis
che gli incarica il comando di una nave che era rimasta senza capitano e subito il
ragazzo si imbarca su una nave diretta a Bangkok per raggiungere la nave di cui sarà
capitano. Arrivati a Bangkok si imbarca sulla sua nave e fa subito conoscenza con
Burns, che gli racconta la vita del capitano precedente e la maledizione che lui aveva
fatto sulla nave prima di morire. Uscito dal porto ed entrato in mare aperto, il nuovo
capitano è costretto a fermarsi perché Burns e la maggior parte dell’equipaggio è stata
colpita dalla malaria. Pochi giorni dopo ripartono, dopo il controllo dei malati da parte
del dottore, che informa il capitano che c’è del chinino a bordo per curarli. Ritornato in
pieno oceano, il capitano si rende conto che l’assenza di vento e l’aria secca non
potranno giovare all’equipaggio e alla nave, infatti essa per diversi giorni rimane
“ferma” nello stesso punto. L’equipaggio è stato tutto attaccato dalla malaria, tranne
Ransome e il capitano, che si accorge che i flaconi di chinino erano stati riempiti di
farmaci scaduti dal capitano precedente, e quindi la situazione si complica perché i
marinai non hanno più le forze necessarie per proseguire il viaggio. Burns sta
diventando pazzo e pensa che tutte questi eventi sono legati alla maledizione del
capitano morto. Ma una notte, si scatena una tempesta e la nave comincia ad essere
trasportata dalle onde. Incoraggiato dal capitano, ogni membro dell’equipaggio, anche
se privo di forze, si adopera, e turno, a controllare il timone. Finita la tempesta la nave
viene affiancata da altre navi, che prestano soccorso all’equipaggio. Il capitano ritrova
al porto l'amico Giles; Burns si riprende completamente dalla malattia; Ransome
decide di abbandonare la nave perché timoroso di quello che il cuore poteva causargli
in futuro
ROMANZO
Genere letterario narrativo in prosa, dalla trama estesa e ricca di
storie, verosimili o di fantasia, e di personaggi.
ROMANZO D’AVVENTURA
Il romanzo d’avventura è forse il romanzo per eccellenza in
quanto le storie di carattere avventuroso si rivelano
entusiasmanti perché narrano le imprese di personaggi
coraggiosi.
Questo è un romanzo di immaginazione, ma è regolato dalle leggi
fisiche e materiali della realtà.
Le caratteristiche del romanzo d’avventura sono: la presenza di
un eroe protagonista dotato di qualità positive; presenza di un
antagonista dotato di qualità negative; ambientazione in luoghi
esotici e selvaggi; uno schema narrativo che si sviluppa in:
inizio svolgimento e conclusione; un linguaggio per rendere
tutto il contesto credibile
JOSEPH CONRAD
Joseph Conrad was horn in Ukraine in 1885 from a Polish family and died in
England in 1924. At 17 he got on board of to Marseille as a ship boy and
workes as a mariner on both English and French ships.
In 1884 he became an English citizen and the master of a ship
In 1894 he left this yob, and settled in England where he devoted himself to
literature after the success of his first novel.
His literary production includes Lord Jim , Nostromo, and Heart of Darkness.
THE SHADOW LINE
The shadow line Conrad’s last master piece, written in 1917, states that
everybody, sooner or later, reaches that shadow line that represents the end of
one’s youth.
This moment, coincides for the protagonist, with an exceptional and dramatic
experience as a merchant ship office an board his sailing ship, he ran into the
unhealthy climate of the south-cast seas, and his crew is stricken by a tropical
fever.
The sinister stillness of the ship is opposed to the moral growth of the men, full
of anxiety and fear, while the master is left alone with his responsibility and
importance.
INDICE
PREMESSA
INTRODUZIONE ALLA BIOCHIMICA
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La biochimica
Le biomolecole
I carboidrati
I CARBOIDRATI E L’ALIMENTAZIONE
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La funzione dei carboidrati
Il fabbisogno glucidico dell’atleta
I carboidrati e l’alimentazione
Il fabbisogno di carboidrati
LA STEREOCHIMICA
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



Premessa
Gli enantiomeri da levare
L’atomo di carbonio chirale
Attività ottica. Luce polarizzata
La configurazione D e L
I CARBOIDRATI
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




Premessa
Definizione e classificazione
I monosaccaridi
I triosi
I tetrosi
I pentosi
Gli esosi
I MONOSACCARIDI
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
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D-glucosio
D-galattosio
D-mannosio
D-fruttosio
OLIGOSACCARIDI: I DISACCARIDI
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



Struttura e proprietà dei disaccaridi
Il maltosio
Il cellobiosio
Il saccarosio
Il lattosio
PLACCA BATTERICA E CARIE
I POLISACCARIDI
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Amido
Cellulosa
I POLISACCARIDI COMPLESSI
IDROCOLLOIDI DA IMPRONTA
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

INTRODUZIONE: Idrocolloidi reversibili ed irreversibili
Elasticità e resistenza dei gel
Imbibizione e sineresi
IDROCOLLOIDI REVERSIBILI DA IMPRONTA (AGAR)

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Generalità
Composizione
Proprietà generali
IDROCOLLOIDI IRREVERSIBILI DA IMPRONTA (ALGINATI)
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Generalità
Impieghi
Composizione
Reazione di gelificazione (lucidi)
Proprietà generali
JOSEPH CONRAD
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La linea d’ombra
Romanzo d’avventura
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The shadow line
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BIBLIOGRAFIA
Maria carparelli / Amerigo Laddago – Chimica per odontotecnici
– Zanichelli Editore, Bologna.
Paolo tenca / Alessandro cozzi / Alessandra caratto – Il sistema
chimico –
Petrini Editore, Torino.
Enciclopedia pratica della medicina moderna – Fratelli Fabbri
Editori.
Giuseppe Valitutti / Gabriella Fornari / M. Teresa Gando –
Chimica organica biochimica e laboratorio – Zanichelli Editore,
Bologna.
Giuliano Ricciotti – Biochimica di base – Italo Bovolenta
Editore, Ferrara
Ing. Maurizio Lala – Scienze dei materiali dentali e laboratorio
Sito internet – www.studenti.it