Alimentazione e nutrizione umana

Alimentazione

Differenza tra alimentazione e nutrizione

Alimentazione: atto di alimentare o di alimentarsi, scelta e somministrazione di alimenti.

Nutrizione: il complesso dei processi biologici che consentono o condizionano la conservazione, l’accrescimento, lo sviluppo dell’organismo vivente e la reintegrazione delle perdite materiali ed energetiche che accompagnano le diverse attività funzionali.

La nutrizione è un processo quasi del tutto involontario. È la trasformazione del cibo all’interno dell’organismo.

• Digestione dei principi alimentari.
• Assorbimento dei nutrienti.
• Trasporto dei nutrienti nei tessuti.

Alimenti: gli alimenti o cibi hanno valore perché l’organismo può ottenere da loro i nutrienti. L’alimentazione è necessaria per la nutrizione.

Nutrienti: molecole presenti negli alimenti che il corpo umano può utilizzare direttamente, senza bisogno di digestione.

Principi alimentari: i principi alimentari, o nutrienti complessi, forniscono i nutrienti per idrolisi, digestione. Hanno bisogno di essere idrolizzati, digerire e così possono essere digeriti. Digerire è il contrario di sintetizzare dall’enterocita.

Nutrienti essenziali o indispensabili

Criteri per stabilire l’essenzialità di un nutriente: la sostanza è richiesta nell’alimentazione per la crescita, la salute e la sopravvivenza. La sua assenza dà origine a segni caratteristici di malattia imputabili alla deficienza. L’incapacità di crescere e i segni di deficienza caratteristici sono prevenuti e curati soltanto dal nutriente in esame o dai suoi precursori, ma non da altre sostanze.

Sotto un certo livello di consumo, la gravità dei segni di deficienza è inversamente proporzionale alla quantità consumata. La sostanza non può essere sintetizzata nel corpo umano in quantità adeguate, ma è richiesta per alcune importanti funzioni.

Esempio: il colesterolo non è essenziale. 8 dei 20 aa sono essenziali perché non siamo capaci di produrli da soli.

Omega 3 e omega 6 sono acidi grassi essenziali che assumiamo con la dieta.

Esempio: la carenza di vitamina C dà lo scorbuto, malattia da carenza di vitamina C.

Da un punto di vista biochimico “l’essenzialità” implica l’incapacità, assoluta o relativa, di sintetizzare il nutriente considerato da altre molecole presenti nel corpo umano.

L’essenzialità è specifica di una specie e non è una caratteristica assoluta del nutriente. Specie-specifica. Es: se la vitamina C è essenziale per l’uomo, magari non lo è per lo scimpanzé che riesce a sintetizzarla.

Essenzialità condizionata:

• Immaturità di sviluppo: es. neonato pretermine, cisteina, tirosina, derivati degli acidi linoleico e alfa-linolenico.
• Stati patologici: cirrosi epatica, cisteina, tirosina.
• Difetti genetici: incapacità di sintetizzare carnitina.

Alimento

Possiamo definire qualsiasi sostanza di origine animale o vegetale in grado di fornire molecole utilizzabili per svolgere una di queste tre funzioni:

• Funzione energetica: glucidi, lipidi, protidi. Soprattutto vengono utilizzati i glucidi e i lipidi. I protidi svolgono soprattutto la funzione plastica.
• Funzione plastica: protidi, sali minerali, glucidi, lipidi. Vengono utilizzati soprattutto i protidi e i sali minerali, in minor modo i glucidi e i lipidi.
• Funzione regolatrice: delle reazioni chimiche, metaboliche, vitamine, sali minerali.

Biodisponibilità dei nutrienti

La frazione di nutriente contenuta negli alimenti che può essere assorbita e utilizzata dall’organismo.

La biodisponibilità dei nutrienti può essere influenzata da altre molecole presenti negli alimenti o dalla lavorazione o preparazione dei cibi.

Il ferro per essere assorbito deve essere ridotto da Fe²⁺ a Fe³⁺.

Fattori che influenzano la biodisponibilità dei nutrienti:

• Fattori intrinseci alla dieta.
• Forma chimica del nutriente.
• Interazioni chimico-fisiche.
• Fattori intrinseci all’organismo.
• Svuotamento gastrico.
• Contenuto lume intestinale.
• Tempo di contatto per la digestione.
• Area disponibile per l’assorbimento.
• Attività di trasporto degli enteriti.
• Stato fisiologico.
• Stato nutrizionale.

Contenuto degli alimenti:

• Nutrienti e principi alimentari.
• Molecole o sostanze che non forniscono nutrienti: non nutrienti, fibra, fitocomposti, antinutrienti, prodotti tossici, relativi o assoluti.

Sostanze tossiche

• Amigdalina: glucoside cianogenetico, produce acido cianidrico.
• Solanina: alcaloide, disturbi gastro-intestinali e neurologici.
• Nitrati e nitriti: si combinano con le ammine formando le nitrosammine, molecole cancerogene.
• Micotossine: prodotte da funghi, genotossiche, cancerogeniche.

Le micotossine sono resistenti al calore e ai trattamenti cui vengono normalmente sottoposte le derrate alimentari.

Antinutrienti

Antinutrienti, chiesti a Franci Ragaini. Sono molecole che modificano la biodisponibilità dei nutrienti.

• Fitati.
• Ossalati: i fitati e gli ossalati complessano il ferro e il calcio.
• Avidina: avidina-biotina.
• Composti antitiroidei: complessano lo iodio, a rischio gli ipotiroidei.

Sostanze tossiche

• Amigdalina: glucoside cianogenetico, produce acido cianidrico.
• Solanina: alcaloide, disturbi gastro-intestinali e neurologici.
• Nitrati e nitriti: si combinano con le ammine formando le nitrosammine, sono molecole cancerogene.
• Micotossine: prodotte dai funghi, sono genotossiche, cancerogeniche. Sono resistenti al calore e ai trattamenti cui vengono normalmente sottoposte le derrate alimentari.

Sostanze tossiche per individui specifici

Allergeni: molecole in grado di scatenare una risposta immunitaria, IgE: manifestazioni cutanee, sintomi gastrointestinali, sintomi a carico delle vie aeree superiori, shock anafilattico.

Celiachia: intolleranza al glutine. È una patologia autoimmune genetico-ambientale; si manifesta a livello dell’intestino tenue, digiuno; anticorpi contro peptidi del glutine che attaccano anche le cellule della mucosa intestinale.

Favismo: anemia emolitica, globuli rossi che si rompono, determinata dal deficit di G6PD, difetto genetico a carico del cromosoma X.

Gruppi alimentari

• Alimenti proteici: contengono principalmente proteine, sono il latte e derivati, carne, pesce e uova, legumi secchi.
• Alimenti energetici: contengono carboidrati e lipidi e sono i cereali e tuberi, grassi.
• Alimenti protettivi e regolatori: contengono vitamine e sali minerali e sono gli ortaggi e frutta.

Le tappe della nutrizione

• Assunzione: vengono introdotti gli alimenti.
• Digestione: dagli alimenti vengono estratti i principi nutritivi. Digerire vuol dire rompere i legami chimici, quindi è il contrario di sintetizzare.
• Assorbimento: i principi nutritivi vengono assorbiti, mentre vengono eliminate le scorie indigeribili.
• Trasporto: tramite il sangue e la linfa, i nutrienti giungono ai tessuti.
• Utilizzazione: i nutrienti vengono metabolizzati all’interno delle cellule.
• Eliminazione: tramite i reni, apparato escretore, polmoni e pelle vengono eliminate le scorie prodotte dal metabolismo e l’anidride carbonica.

Malattie del benessere non trasmissibili

Malattie del benessere non trasmissibili, legate allo stile di vita e a un’alimentazione non corretta:

• Obesità.
• Patologie cardiovascolari.
• Diabete.
• Ipertensione.
• Arteriosclerosi.
• Steatosi epatica: o fegato grasso, ovvero il grasso si deposita nel fegato che porta ad altre patologie fino alla cirrosi epatica.
• Patologie tumorali: 1/3 dipende dalla dieta, 1/3 dipende dal fumo di tabacco.
• Patologie neurodegenerative: c’è un nesso tra il microbiota intestinale e i neuroni.

Le patologie cardiovascolari ed i tumori rappresentano la prima e la seconda causa di morte nel mondo, in Europa ma anche in Italia.

In Italia due terzi degli adulti ha un peso superiore alla norma e di questi il 46% convive con l’obesità. I bambini in sovrappeso 20%.

Principali fattori coinvolti nello sviluppo delle patologie del benessere

• Riduzione del consumo di fibre alimentari.
• Riduzione del volume gastrico: ritardo del senso di sazietà.
• Introduzione di alimenti ad elevato contenuto calorico in maggiori quantità.
• Riduzione del consumo di frutta e verdura.
• Diminuzione dell’attività fisica.

Tutto ciò porta a una condizione di sovrappeso.

Dagli anni 50 in poi c’è stato un maggior consumo di carne, proteine animali e grassi, di dolci, glucidi semplici, saccarosio, alcolici, sodio, cioè il sale. Minor consumo di fibre e glucidi complessi, di frutta e verdura e di legumi. E una diminuzione dell’attività fisica.

Fattori favorenti e sfavorenti lo sviluppo di alcune patologie

Diabete 2, fattori favorenti: sedentarietà, diete ipercaloriche ad alto IG, indice glicemico, eccesso di integratori proteici. Fattori protettivi: restrizione calorica, attività fisica, consumo di fibra, perché la fibra rallenta l’assorbimento degli zuccheri.

Neoplasie, fattori favorenti: eccesso di lipidi saturi, alimenti di origine animale, carni conservate, obesità, sedentarietà, cottura alla griglia. Fattori protettivi: restrizione calorica, attingo alle mie riserve e quindi non ci sono picchi glicemici, polifenoli, attività fisica.

Demenza, fattori favorenti: diete ipercaloriche, elevate proteine animali, elevata omocisteina, sedentarietà. Fattori protettivi: polifenoli, flavonoidi che sono antiossidanti e anche l’acido folico, vitamina B9.

Strategie nutrizionali-comportamentali per migliorare lo stile di vita

• Monitorare il peso corporeo e mantenersi in normopeso.
• Adeguare l’apporto energetico al proprio fabbisogno.
• Praticare attività fisica sostenuta almeno 30 minuti al giorno.
• Ridurre il consumo di grassi saturi.
• Aumentare il consumo di PUFA omega 3, rapporto omega 6-omega 3 = 4:1.
• Ridurre il consumo di zuccheri semplici solubili aggiunti, saccarosio, fruttosio.
• Controllare il consumo di sodio.
• Controllare il consumo di bevande alcoliche.
• Limitare il consumo di carne rossa.
• Aumentare il consumo di frutta e verdura, 2 porzioni di frutta e 3 di verdura.
• Aumentare il consumo di proteine vegetali, legumi.
• Aumentare l’apporto di fibra alimentare.
• Ottimizzare l’apporto di calcio.
• Mantenere un’adeguata idratazione.

Corretto stile di vita

• Alimentazione bilanciata in macro e micronutrienti, quali componenti di una dieta equilibrata in relazione all’età, sesso, composizione corporea.
• Adeguato apporto di nutraceutici, sostanze naturalmente presenti in natura dotate di proprietà farmacologiche note e dimostrabili.
• Attività fisica aerobica e prolungata.
• Attenzione ai vizi, fumo e alcol.
• Protezione da inquinamento.
• Socializzazione.

Lo stile di vita corretto è fondamentale non solo per aumentare le aspettative di vita ma anche per migliorare la qualità della vita.

Finalità di una dieta equilibrata

Insieme di alimenti che fornisce una quantità adeguata di nutrienti e composti bioattivi per:

• Supportare la crescita.
• Mantenere un peso ottimale.
• Proteggere dalle malnutrizioni.
• Prevenire lo sviluppo di patologie.
• Assicurare la salute e il benessere.

Determinanti della salute

Ogni individuo è responsabile per il 70% della propria salute e della qualità del proprio invecchiamento.

• Stile di vita: ambiente, esercizio fisico, nutrizione, microbioma = genoma complessivo dei microrganismi residenti.
• Capitale genetico.
• Medicina.

Situazione in Italia

Due terzi degli adulti ha un peso superiore alla norma e di questi circa la metà, il 46% convive con l’obesità.

L’Italia ha una percentuale di bambini in sovrappeso del 20% e di obesità del 9%.

C’è relazione tra obesità e Covid.

Alimenti e nutrienti

• Dagli alimenti l’organismo umano deve ricavare i nutrienti.
• I nutrienti all’interno del cibo sono spesso in forma complessa, i principi nutritivi, che devono essere scissi per ricavare i nutrienti.

I nutrienti si dividono, in base ai loro livelli di assunzione, in:

• Macronutrienti: proteine, lipidi e carboidrati e si chiamano così perché il loro fabbisogno è nell’ordine dei grammi e forniscono energia, quindi sono nutrienti calorici.
• Micronutrienti: la differenza è che sono necessari al nostro organismo nell’ordine di milli-micro-grammi e non forniscono energia, infatti sono acalorici e sono rappresentati dai sali minerali e dalle vitamine.

Nutrienti

• Nutrienti essenziali: che non possono essere sintetizzati dall’organismo o non in quantità sufficiente, aa essenziali, acidi grassi essenziali, vitamine idrosolubili e liposolubili, sali minerali, macrominerali e microminerali.
• Nutrienti non essenziali: che possono essere sintetizzati endogenamente, ovvero all’interno del nostro organismo.

Funzione dei nutrienti

Macronutrienti energetici:

• Glucidi: che hanno funzione energetica e plastica.
• Lipidi: funzione energetica, plastica, regolatrice.
• Protidi: funzione plastica e regolatrice.

Micronutrienti non energetici:

• Vitamine idrosolubili: regolatrice metabolica.
• Vitamine liposolubili: regolatrice fisiologica.
• Macrominerali: funzione plastica e regolatrice.
• Microminerali: funzione regolatrice.

Energia dei nutrienti

Dall’ossidazione dei micronutrienti, aa, monosaccaridi, acidi grassi, l’organismo ricava energia utilizzata per sintetizzare ATP.

Il glucosio e gli acidi grassi vengono completamente ossidati a CO², H²O ed ATP, invece il gruppo amminico, -NH², delle proteine non può essere ossidato e viene eliminato in urea, che ha ancora un’energia di legame, nelle urine. E quindi dagli aa non ricaviamo tutta l’energia che si ricava dalla rottura dei loro legami.

Pertanto la resa energetica delle proteine è inferiore a quella ottenuta nella bomba calorimetrica.

Valore calorico

Il metodo più accurato per misurare l’energia contenuta nei vari alimenti è quello di bruciarli all’interno di uno strumento chiamato bomba calorimetro, che misura l’energia liberata dalla combustione della sostanza.

Principio di funzionamento della bomba calorimetrica: la bomba calorimetrica misura direttamente il valore energetico dell’alimento. Essa si basa sul principio della calorimetria diretta, che misura il calore rilasciato un alimento quando brucia completamente.

In pratica si mette il cibo in una camera a tenuta stagna nella quale è presente ossigeno ad alta pressione. La combustione viene attivata per mezzo di una scarica di corrente elettrica. Man mano che la combustione dell’alimento procede, l’acqua che circonda la cella di combustione assorbe l’energia rilasciata.

Il calorimetro è completamente isolato dall’ambiente esterno, l’aumento di temperatura dell’acqua sarà pari al calore rilasciato dall’ossidazione del cibo, ciò sarà pari al valore energetico totale dell’alimento. Registrando la variazione di temperatura dell’acqua è possibile calcolare il valore calorico dell’alimento.

Per quantificare il potere calorico, in Italia si utilizza la kilocaloria, Kcal. Una chilocaloria corrisponde a 1000 calorie.

La kilokaloria rappresenta la quantità di calore necessaria per innalzare la temperatura di 1 kg di H²O da 14,5° a 15,5°.

Valore calorico dei nutrienti

Quindi la bomba calorimetrica ci fornisce il valore calorico fisico degli alimenti:

• Un grammo di carboidrati darà circa 4,2 kcal.
• Un grammo di lipidi darà circa 9,4 kcal.
• Un grammo di proteine darà circa 5,65 kcal.

Quando parliamo di valore calorico dei carboidrati diciamo che forniscono al nostro corpo 4 kcal per grammo; i grassi forniscono 9 kcal per grammo e le proteine 4 kcal per grammo.

La differenza dal valore calorico fisico dato dalla bomba calorimetrica e quello reale è dovuto ai coefficienti di digeribilità. Il gruppo amminico non viene ossidato e quindi rimane dell’energia all’interno del gruppo amminico che viene eliminato con l’urea.

Sono più digeribili le proteine animali rispetto alle vegetali.

Il coefficiente di digeribilità è la capacità del nostro organismo di digerire un determinato alimento. Per i carboidrati il coefficiente di digeribilità è del 97%, per i grassi è del 95%, per le proteine è 97% per le proteine animali e 78% per le vegetali.

Valore calorico dei principali nutrienti

Nutriente + O² = CO² + energia liberata.

Oltre a proteine, carboidrati e grassi abbiamo anche l’alcol che ha un valore calorico di 7 kcal/g che è molto alto. Viene assorbito in parte dallo stomaco, viene assorbito subito, e inoltre dal fegato che deve convertire l’etanolo che è tossico per il nostro organismo.

Meccanismo di azione dei nutrienti

I nutrienti complessi o principi nutritivi, amido, proteine, trigliceridi, ecc., vengono scissi mediante il processo di digestione in nutrienti semplici, glucosio, aminoacidi, acidi grassi che l’organismo utilizza per compiere funzioni biochimiche e fisiologiche.

I nutrienti possono anche andare a regolare l’omeostasi metabolica attraverso lo stimolo della produzione di ormoni, es. glucosio-insulina.

Negli ultimi anni è stato dimostrato che i nutrienti possono anche agire analogamente agli ormoni. Regolano l’espressione di specifici geni, con la produzione di proteine e un esempio di sensori nutrizionali è la vitamina D, e l’attività di alcuni enzimi attraverso il legame con fattori di trascrizione, denominati sensori nutrizionali, presenti in specifici tessuti.