Appunti del corso Biochimica delle trasformazioni alimentari - modulo 2

BILANCIO AZOTATO

Noi abbiamo bisogno di introdurre tutti i giorni una certa quantità di AA che derivano dalle

proteine che noi introduciamo con gli alimenti. Perché abbiamo bisogno di AA? Perché abbiamo

bisogno di sostanze azotate, ad esempio gli AA servono per fare le proteine ma non solo. Altre

sostanze azotate nel nostro corpo, oltre alle proteine, sono gli acidi nucleici e per fare i nucleotidi

servono gli AA. Poi c’è anche l’emoglobina, che è una proteina che ha bisogno dell’eme che è una

molecola azotata quindi per fare l’eme ho bisogno di AA. Anche per fare l’adrenalina ho bisogno di

AA, serve la fenilalanina. Noi abbiamo, quindi, un fabbisogno di azoto. Come faccio a valutare il

fabbisogno proteico? Circa 0.8-1 g di proteine per kg di peso corporeo quindi circa 60 grammi di

proteine (non sono tante). Come ci arrivo a questo calcolo? Sulla base del bilancio d’azoto. Se il

bilancio d’azoto è zero significa che la quantità di azoto che introduco è uguale alla quantità di

azoto che elimino. Noi perdiamo azoto, eliminiamo azoto. Sotto quale forma eliminiamo azoto?

Attraverso l’urea, che viene eliminata con le urine. L’urea è UN modo per eliminare azoto o IL

modo? Un modo, perché ce ne sono altri: lo possiamo eliminare sottoforma di ammonio o di acido

urico. Ma l’azoto che elimino sottoforma di urea è tanto, è il metodo principale -> la quantità di

azoto che elimino con l’urea ogni giorno varia da 10 a 20 grammi (si calcola la quantità di azoto

presente nelle urine). Quanto azoto c’è in 20 grammi di urea? Una molecola di urea (CH₄N₂O) ha 2

atomi di azoto, l’azoto pesa 14, quindi in totale 28; il carbonio pesa 12, l’ossigeno 16 e l’idrogeno 1,

quindi: 12 + 16 + (4 per 1) = 32, quindi l’azoto pesa 28 e il resto della molecola 32 quindi circa il

50% della massa è fatta da azoto quindi quando elimino 20 grammi di urine elimino 10 grammi di

azoto che sono quelli che devo rimpiazzare mangiando proteine. Quante proteine devo mangiare

per rimpiazzare i 10 grammi di azoto? Mediamente le proteine contengono il 16% di azoto quindi

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10/16 per 100 è 62.5 quindi circa 60 grammi di proteine sono le proteine che mi servono per

introdurre 10 grammi di azoto che corrispondono ai 20 grammi di urea. Se introduco circa 60

grammi di proteine, questa quantità è quella sufficiente a pareggiare la quantità di azoto che

elimino (10 grammi), quindi è la situazione in cui il bilancio d’azoto è pari a zero.

Se introduco meno di 60 grammi cosa succede? Muoio? No. Ma se introduco una quantità pari a

zero, quanto azoto perdo? Comunque la stessa, quindi la differenza tra azoto che assumo e azoto

che elimino è negativa, il bilancio d’azoto è negativo perché ho introdotto proteine inferiore al mio

fabbisogno. Se questo succede per 1 giorno non è un problema, ma se succede per più giorni sì.

In quale situazione introduco la giusta quantità di proteine ma ho comunque un bilancio negativo?

Quando introduco proteine a basso valore biologico. Il collagene, ad esempio, è una proteina a

basso valore biologico quindi è carente di AA essenziali, quindi se mangio grandi quantità di

proteine che però hanno un basso valore biologico, non riesco ad usare effettivamente tutti gli AA

di quella proteina perché io ho bisogno di una miscela di AA fatta in un certo modo e per avere la

miscela giusta ho bisogno di proteine ad alto valore biologico. Avendo tanti AA non essenziali non

riesco ad usarli perché non ho AA essenziali quindi elimino più urea perché la quantità di azoto che

introduco non è adeguata per la sua qualità quindi magari la quantità di proteine è giusta ma la

qualità no, quindi ho comunque un bilancio d’azoto negativo. Un altro motivo che può portare a

bilancio negativo è uno stato di malattia.

Un’altra situazione potrebbe essere quella in cui mangiamo molte più proteine del fabbisogno, al

posto di 60 grammi mangiarne 120 grammi (il doppio). L’eccesso di AA che produco non lo uso per

fare nuove proteine, le proteine che introduco di più vengono usate a scopi energetici: un eccesso

di calorie, anche se derivano da proteine, può essere tradotto in sintesi di trigliceridi -> il risultato

è che se introduco 120 g di proteine invece di 60 g, invece di eliminare 10 grammi di azoto elimino

20 grammi di azoto e la quantità di azoto che ho eliminato è uguale all’azoto che ho introdotto

perché l’azoto in più non mi serve, ho ancora bilancio uguale a zero. Se la quantità di azoto è 3 o 4

volte di più? È possibile? No (non introduciamo così tante proteine in più).

Il fegato è in grado di sintetizzare urea con estrema efficienza proprio perché l’ammonio è molto

pericoloso quindi il fegato cerca di eliminarlo in fretta e più è alta la concentrazione di ammonio,

maggiore è la quantità di urea prodotta. L’urea si scioglie perfettamente in ambiente acquoso

quindi anche se produco molta più urea del normale, questa viene eliminata con le urine quindi

non è un problema. Mangiare più proteine, quindi, non vuol dire avere un bilancio azotato

positivo. Quando succede invece di aver un bilancio positivo? Quando la quantità di azoto che

introduco è maggiore di quello che elimino, e questo succede durante la crescita: quindi un feto

all’interno della donna gravida, un bambino che cresce, un adolescente, un adulto che aumenta la

massa magra. Quindi il bilancio d’azoto positivo non dipende dal consumo più elevato di proteine

ma dalla crescita! 8

25/03/24: lezione 3

RIASSUNTO SCORSA LEZIONE:

Una malattia metabolica può essere una conseguenza di un eccesso ponderale: l’obesità è di per

sé una malattia metabolica perché il metabolismo del tessuto adiposo in una persona obesa è

diverso, ma a sua volta è un fattore di rischio per altre patologie che comprendono un numero

elevato di cause di morte quindi la nutrizione ha un impatto diretto sul mantenimento di un buono

stato di salute.

La mancanza di molecole organiche nel nostro organismo provoca dei disturbi metabolici,

l’esempio è quello del fabbisogno di AA e proteine. Noi eliminiamo urea per mantenere un bilancio

azotato pari a zero: la maggior parte delle volte introduciamo una quantità di azoto > del nostro

fabbisogno ma il bilancio d’azoto rimane zero perché eliminiamo più urea. Diverso è per una

situazione di crescita (feto, neonato, bambino o adulto che aumenta la massa magra): l’eccesso di

proteine non viene eliminato ma viene usato per la sintesi di altre proteine quindi la quantità di

azoto che introduciamo è maggiore, non la eliminiamo, e quindi siamo in una condizione di

bilancio azotato positivo. Un bilancio azotato negativo è indice di una situazione problematica e il

motivo più semplice è dovuto al fatto che l’individuo non mangia abbastanza proteine oppure ne

mangia abbastanza ma non sono di qualità: non è sufficiente solo la quantità ma anche la qualità (è

importante assumere gli AA essenziali in quantità sufficiente) -> non è qualcosa di così raro perché

la dieta vegetariana e vegana può essere un problema da questo punto di vista: con una dieta

vegana si può avere una quantità sufficiente di proteine, ma è più difficile, quindi bisogna stare

attenti. Oppure la causa di un bilancio negativo può essere una malattia che non ci permette di

nutrirci correttamente o un intervento chirurgico.

Cosa succede a digiuno? Quando digiuniamo non abbiamo l’apporto energetico quindi il primo

problema è il controllo della glicemia: non posso far scendere la glicemia sotto un certo livello (60

mg/dl) quindi se non introduciamo glucosio con gli alimenti dobbiamo fare gluconeogenesi e per

farlo ho bisogno di ossalacetato e per farlo ho bisogno di fare ciclo di Krebs e per fare ciclo di

Krebs vengono usati AA (perché non abbiamo zuccheri dato che siamo a digiuno). Perché non

usiamo gli acidi grassi per fare il ciclo di Krebs? Quando alimento il ciclo di Krebs con acetil-coa

riesco a ottenere glucosio? Posso ottenere glucosio dagli acidi grassi? No. Non c’è nessun enzima

che trasforma acetil-coa in piruvato (serve il piruvato per ottenere il glucosio). Per fare

gluconeogenesi abbiamo bisogno di atomi di carbonio quindi ci serve ossalacetato che ha 4 atomi

di carbonio. L’ossalacetato viene usato per ottenere piruvato e dal piruvato si ottiene glucosio.

Devo per forza produrre glucosio perché, se la glicemia scende sotto un certo livello, il cervello non

funziona più. L’ossalacetato quindi esce dal ciclo di Krebs e viene mandato a fare gluconeogenesi.

Un evento tipico del digiuno è l’accumulo di corpi chetonici che provengono dall’acetil-coa. L’acetil-

coa è talmente tanto che una certa quantità di molecole di acetil-coa reagiscono tra di loro a

formare i corpi chetonici: questa è una situazione che avviene sempre quando non abbiamo

sufficiente ossalacetato per ossidare acetil-coa (e non abbiamo sufficiente ossalacetato quando c’è

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poco glucosio). In iperglicemia questo problema non c’è, ma in ipoglicemia sì. Da qui si può intuire

che i corpi chetonici aumentano nel diabete perché il glucosio non viene usato in modo corretto.

I fabbisogni non sono solo energetici e proteici, abbiamo anche un fabbisogno di grassi. Quali sono

gli alimenti grassi? Alcune tipologie di carne, i formaggi ma soprattutto l’olio d’oliva -> è molto

facile esagerare con il consumo di grassi negli alimenti ad alta densità calorica (l’olio è costituito al

99% da trigliceridi). I grassi dovrebbero essere tra 20 e 35% (massimo) dell’energia introdotta ma

bisogna considerare non solo la quantità ma anche la qualità, se saturi o insaturi. Perché

mangiamo i grassi? Perché rendono gli alimenti molto palatabili, buoni, generano a livello del

sistema nervoso delle sensazioni piacevoli. Sono alimenti ad alta densità calorica e di solito ne

mangiamo tanti (perché sono buoni) quindi spesso ne assumiamo in quantità superiore al nostro

fabbisogno. Si può azzerare la quantità di grassi che mangiamo? No, perché tra i grassi rientrano gli

acidi grassi essenziali e altre componenti essenziali come le vitamine. Gli acidi grassi essenziali

sono gli omega 3 e gli omega 6, sono acidi grassi polinsaturi. Noi non siamo in grado di sintetizzare

gli acidi grassi insaturi o