Idrolisi

L'idrolisi è una reazione chimica durante la quale i polimeri (grandi molecole) si scompongono in monomeri (piccole molecole).

Durante l'idrolisi, i legami covalenti tra i monomeri si rompono, consentendo la rottura dei polimeri.

I legami vengono spezzati utilizzando l'acqua. Hydro significa letteralmente "acqua", mentre lysis significa "demolizione" in questo caso dei legami tra i monomeri di un polimero.

Significato della reazione di idrolisi

L'equazione generale dell'idrolisi è sostanzialmente l'equazione generale della condensazione, ma invertita:

$\mathrm{AB}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to \mathrm{AH}+\mathrm{BOH}$

AB rappresenta un composto, mentre A e B stanno per atomi o gruppi di atomi.

Un esempio di reazione di idrolisi

Il lattosio è un carboidrato semplice, un disaccaride composto da due monosaccaridi: galattosio e glucosio. Il lattosio si forma quando il glucosio e il galattosio si legano con legami glicosidici. Prendiamo ancora una volta come esempio il lattosio, anche se ora verrà scisso piuttosto che consensato (sintesi del lattosio a partire da galattosio e glucosio).

Se scambiamo AB, A e B dell'equazione generale precedente con le formule di lattosio, galattosio e glucosio, otteniamo quanto segue:

${\mathrm{C}}_{12}{\mathrm{H}}_{22}{\mathrm{O}}_{11}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to {\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6+{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6$

Dopo la scissione del lattosio, sia il galattosio che il glucosio presentano ciascuno sei atomi di carbonio (C₆), 12 atomi di idrogeno (H₁₂) e sei atomi di ossigeno (O₆).

Si noti che il lattosio ha 22 atomi di idrogeno e 11 di ossigeno, quindi come mai entrambi gli zuccheri si ritrovano con H₁₂ e O₆?

Quando la molecola d'acqua si divide per rompere il legame tra due monomeri, sia il galattosio che il glucosio guadagnano un atomo di idrogeno (che diventa quindi 12 per ogni molecola) e uno di loro ottiene l'atomo di ossigeno rimanente, lasciando entrambi con 6 in totale.

Pertanto, la molecola d'acqua viene divisa tra entrambi gli zuccheri risultanti, con uno che riceve l'atomo di idrogeno (H) e l'altro che riceve il gruppo ossidrile (OH).

Figura 1.

La reazione di idrolisi è la stessa per tutti i polimeri e per i lipidi. Allo stesso modo, la condensazione è la stessa per tutti i monomeri, insieme ai non-monomeri che sono acidi grassi e glicerolo.

Pertanto, si può concludere che:

• La reazione di idrolisi dei polisaccaridi li scompone in monomeri: monosaccaridi. Si aggiunge acqua e si rompono i legami glicosidici covalenti tra i monosaccaridi.
• La reazione di idrolisi dei polimeri polipeptidici li scinde in monomeri che sono gli amminoacidi. Si aggiunge acqua e si rompono i legami peptidici covalenti tra gli amminoacidi.
• La reazione di idrolisi dei polimeri polinucleotidici li scinde in monomeri: nucleotidi. Si aggiunge acqua e si rompono i legami covalenti fosfodiestere tra i nucleotidi.

Quindi, per la scomposizione dei lipidi:

• Durante la reazione di idrolisi dei lipidi, questi vengono scomposti nei loro componenti, gli acidi grassi e il glicerolo.
• Viene aggiunta acqua e i legami covalenti di estere tra gli acidi grassi e il glicerolo vengono spezzati.

Qual'è la funzione della reazione di idrolisi?

L'idrolisi è fondamentale per il normale funzionamento delle cellule. Permettendo alle grandi molecole di rompersi, l'idrolisi garantisce la formazione di molecole più piccole. Queste vengono assorbite più facilmente dalle cellule. In questo modo, le cellule ottengono l'energia necessaria per le attività cellulari.

Uno degli esempi più semplici è il cibo che mangiamo. Le macromolecole, come le proteine della carne e del formaggio e i lipidi dei grassi, vengono scomposte nell'apparato digerente prima che l'energia arrivi alle cellule. Vari enzimi (proteine) aiutano le reazioni di idrolisi.

Senza l'idrolisi, le cellule non potrebbero funzionare correttamente. Se si ricorda che le cellule costituiscono ogni parte del nostro corpo, significa che tutti gli organismi viventi si affidano sia alla condensazione che all'idrolisi per immagazzinare e rilasciare l'energia necessaria.