Alimentazione e nutrizione umana

L'ACQUA

Nel 1924 il russo AI Oparin ipotizzò che la vita è iniziata con una serie di reazioni che portarono alla

formazione di molecole organiche e alla loro organizzazione in cellule viventi.

Evoluzione: chimica abbastanza chiara

• Evoluzione biologica: rimane ancora controversa

•

La terra ebbe origine all'incirca 4,5 miliardi di anni fa, come una massa calda di atomi (idrogeno il più

abbondante) che nel corso del tempo si sono separati per il loro peso. Gli elementi più leggeri

cominciarono a formare molecole quali H , H O, NH etc. Il continuo raffreddamento della sfera gassosa

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portò alla formazione della crosta terrestre, mentre gli strati più esterni, più leggeri rimasero allo stato

gassoso. Con l'ulteriore raffreddarsi della terra il vapore d'acqua esistente nell'atmosfera, si condensò e

vennero le piogge con la formazione dei fiumi e degli oceani. A questo punto fu pronto lo scenario per

la formazione di semplici molecole organiche. L'acqua fu il solvente, gli elementi fondamentali (N, H,

C) furono forniti dai gas e le fonti di energia furono la radiazione solare e le scariche dei fulmini.

Complessivamente da un qualcosa che era semplicemente gas o materiale a temperature altissime,

lentamente si è raffreddato e ha riportato la condensazione delle varie molecole. Alcune si sono

trasformate in solidi; dall'idrogeno si è passati all'acqua, l'ammoniaca è rimasta sempre gassosa ma

l'acqua ha una sua consistenza, occupa un volume ben preciso ed è stata la fonte iniziale per dare la

possibilità a tutti gli esseri viventi di potersi sviluppare. La formazione dell'acqua è una cosa

relativamente semplice, mentre non si capisce bene come le molecole organiche siano riuscite a

combinarsi in modo tale da garantire poi tutte le forme viventi che si sono evolute.

L'importanza dell'acqua

L'acqua è importante per la sopravvivenza dell'organismo umano, ma anche di tutti gli altri esseri

viventi sia del mondo vegetale che del mondo animale. L'acqua è il costituente principale di tutti gli

esseri viventi, perché nell'uomo si parla di sangue ma nel caso delle piante si parla di acqua che passa

lungo la linfa che fa circolare il materiale di cui la pianta ha bisogno. L'acqua è presente a livello

ematico, nella linfa umana ma anche delle piante, nelle singole cellule (sia animali che vegetali), ma

anche negli spazi circostanti le varie cellule. Al di fuori delle cellule non c'è aria, ma acqua; per cui ci

sono volumi gassosi solamente a livello dei polmoni e a livello dell'intestino dove si producono quei

piccoli quantitativi di gas legati alla digestione. Quindi l'acqua è la componente principale sia all'interno

che all'esterno delle cellule. L'acqua è presente in tutti i tipi di cellule: ossee, nervose e muscolari […].

Digiuno alimentare: si può anche digiunare per alcune settimane, ma senza acqua gli esseri umani non

possono sopravvivere. La carenza di acqua è tipica nell'età anziana, dove l'acqua si riduce sempre di più

dando l'aspetto incartapecorito. Quindi l'età di un individuo non è data solamente dal dato anagrafico ma

anche dal contenuto di acqua perciò minore è il contenuto di acqua e maggiore sarà l'età.

La distribuzione dell'acqua

Fondamentalmente c'è un certo contenuto di acqua che è presente all'interno di tutte le cellule, questo

comprende il 63% dell'acqua totale dell'organismo, il restante 37% è presente all'esterno delle cellule. Ci

sono poco più di 40 litri di acqua, di cui 25L si trova all'interno delle cellule e questo significa che 14

litri sono liberi e circolano da tutte le parti. I restati 3 litri riguardano il plasma, che consente il

contenimento dei globuli rossi o dei globuli bianche. Il sangue è formato da cellule (globuli rossi e

bianchi) e poi dal plasma che è la componente liquida. Quindi contando che l'uomo ha circa 7 litri di

sangue e circa la metà della parte corpuscolare, e un po' meno quella liquida. Il quantitativo di acqua

presente nell'organismo umano è molto variabile, mediamente è dal 45 al 70%. La maggior parte

dell'acqua è però presente nel tessuto magro, quindi la componente magra dell'individuo è quella che

contiene la quantità di acqua maggiore. La quantità di acqua totale, che è di circa 40L, per una grossa

parte è acqua intracellulare, mentre una parte è extracellulare.

Fluido intracellulare: 66%

• Fluido extracellulare: 34%

• Fluido interstiziale: 80%

◦ Volume del plasma: 20%

◦ 56

Marianna Sala

IL FLUIDO EXTRACELLULARE

Considerando un individuo di 70kg e considerando che il suo fluido extracellulare è pari a 17 litri.

Quest'acqua extracellulare si divide nei due compartimenti:

I compartimenti principali: in cui lo scambio di acqua è molto importante:

• ◦Plasma.

Spazio interstiziale: che rappresentano 8L.

◦

I compartimenti secondari: sono i tessuti che di acqua ne utilizzano molto meno, il contenuto è pari a

• circa 6 litri:

osseo e tessuto connettivo.

◦Tessuto

transcellulare: è l'acqua che continuamente viene riversata e poi riassorbita. Tutta l'acqua

◦Acqua

riversata contiene anche le varie secrezioni e sono quantitativi di acqua consistenti che vengono

riversati da un distretto all'altro; rimane nell'ambiente extracellulare, ma poi viene riassorbita.

Salivare.

▪ Gastrica.

▪ Pancreatica.

▪ Epatica.

▪ Succo intestinale.

▪ Succo duodenale.

▪ Fluido intraoculare: non solo le lacrime che servono per fluidificare, ma anche quello

▪ intraoculare perché all'interno dell'occhio c'è dell'acqua in quantità giusta per mantenere il

giusto volume, la giusta pressione intraoculare per evitare che ci siano danni.

Acqua presente nel sistema nervoso: tutto il liquido presente nella spina dorsale. I nervi non

▪ poggiano sul tessuto osseo, ma tra la spina dorsale e le ossa c'è una piccola membrana che

contiene acqua e che evita che le terminazioni nervose vadano a contatto con una superficie

solida perché avremmo un danno [per esempio ernia e lesioni, si hanno quando il liquido non è

presente o se ci sono state delle lesioni].

Sudore. Si possono perdere quantitativi elevati di acqua solo tramite il sudore a seguito di

▪ un'attività fisica intensa.

Fluido sinoviale: ogni articolazione che è presente nel corpo ha acqua all'interno, poiché è il

▪ fluido che consente alle articolazione di muoversi. Le sinovie sono dei piccoli dischetti pieni di

liquidi che sono presenti in tutte le articolazioni. Se questo fluido non fosse presente le giunture

praticamente andrebbero a saldarsi.

Il quantitativo di acqua nell'uomo è variabile, e con l'avanzare dell'età l'acqua varia abbondantemente

con l'avanzare dell'età. L'uomo nasce con tantissima acqua, il feto di un mese contiene il 94% di acqua,

il neonato quando nasce ha un contenuto di acqua dell'80% ma poco dopo la nascita si porta a circa il

70%. Quest'acqua si riduce lentamente fino ad arrivare nell'individuo anziano in cui l'acqua può arrivare

a circa il 50%. I tessuti che contengono più acqua sono i muscoli (73%), la pelle e il tessuto adiposo

entrambi il 10% mentre le ossa solamente il 7%; ma tutti questi tessuti hanno un certo quantitativo di

acqua presente al loro interno.

L'acqua intracellulare ed extracellulare costituiscono l'acqua totale e si possono valutare con l'acqua

doppiamente marcata oppure il bromuro di sodio che rimane nell'ambito extracellulare e sapendo l'acqua

totale (calcolata con la biompedenziometria) e conoscendo la parte extracellulare si trova la parte

intracellulare. Una delle tecniche per valutare il quantitativo di acqua è quello di utilizzare il sodio

bromuro che sono molecole tipicamente extracellulari e quindi si va a calcolare la concentrazione di

bromuro all'esterno e si conosce il quantitativo di acqua presente all'esterno della cellula.

L'acqua extracellulare è quella del liquido interstiziale (12,1% del peso corporeo), il plasma (4,1%), il

tessuto connettivo ed osseo (8,2%) e quella trans-cellulare (1,5%). La quantità di acqua presente nel

liquido interstiziale è un'acqua che non è presente all'interno cellule ma che non è libera, quest'acqua per

evitare che venga buttata via e che si perda, viene legata ed è acqua di idratazione di molecole diverse.

All'esterno delle cellule ci sono dei sali minerali, dei nutrienti che devono essere mantenuti a

disposizione, e questi sali minerali e nutrienti evitano che l'acqua sia libera e che possa essere prese da

tutti. In qualche modo è quindi compartimentalizzata nello spazio in cui è. L'acqua viene tenuta

all'esterno della cellula per evitare che venga persa molto facilmente. 57

Marianna Sala

Se fosse acqua libera, la si perderebbe molto velocemente perché evaporerebbe subito. Quindi da questo

punto di vista è giusto che l'acqua sia sempre legata a qualcosa, e solo una piccola parte è libera in modo

che sia scambiata più o meno facilmente.

L'acqua quando è presente da sola allo stato liquido, poiché con tutti i suoi

legami idrogeno crea tutta una serie di ponti che fanno aderire tutte le

molecole e quindi rimane liquida. Se invece questi legami idrogeno

vengono stabilizzati perché si aumento la temperatura, si facilita la

separazione delle singole molecole e l'acqua evapora. [Fortunatamente

all'interno del nostro organismo non si raggiungono le temperature di

ebollizione].

L'acqua presente nel nostro organismo, visto che non la si perde se non per motivi ben precisi, svolge un

ruolo molto importante. È un composto molto reattivo poiché si può ionizzare, quindi può avere una

+ -

carica positiva H e una parziale carica negativa OH . Questo comporta che tutta una serie di molecole

presenti nell'acqua interagiscano con l'acqua rendendola legata e che contribuisce alla formazione della

struttura delle proteine, degli acidi nucleici, delle membrane e anche alla funzionalità di queste

componenti cellulari. L'acqua oltre che formare legami idrogeno ha tutta una serie di funzioni:

Sistema tampone del calore. L'acqua presente nell'organismo garantisce una variazione della

• temperatura minima. Si mantiene la temperatura corporea perché c'è una massa di acqua, circa 40L,

che ha raggiunto quella temperatura per cui sopporta abbastanza bene