Concetti di nutrizione

Schema del meccanismo di reazione della superossido dismutasi

SOD1 isoforma citosolica presente nella maggior parte delle cellule

SOD2 isoforma mitocondriale che ha come catione metallico il manganese (l'ho scritto perché l'ha nominata ma in realtà non c'entra in questo discorso)

SOD3 isoforma extracellulare

Tutte le isoforme catalizzano la neutralizzazione dell'anione superossido.

L'enzima utilizza il catione metallico per neutralizzare l'elettrone spaiato dell'anione superossido, convertendo il Cu²⁺ in Cu⁺ (perché lega l'elettrone del superossido). Questo meccanismo si ripete con due anioni superossido e la presenza contemporanea di 2 protoni: il processo porta alla produzione di perossido diidrogeno.

Contemporaneamente, il rame ridotto viene nuovamente ossidato a Cu²⁺ e reso disponibile a catalizzare una nuova reazione di neutralizzazione.

AMMINO OSSIDASI - Gruppo di enzimi in grado di ossidare

(inattivando) ammine primarie ad aldeidi.- Le ammine biogene che devono essere inattivate perevitare l'accumulo di prodotti negativi si ritrovanol'istamina, la dopamina, la serotonina, lanoradrenalina ecc…- Una volta terminata la loro azione devono quindiessere immediatamente inattivate convertendole adaldeidi.- Le ammino-ossidasi richiedono rame, dunque la suadisponibilità è strettamente legata alla capacità dievitare l'accumulo di queste ammine in forma attiva.- Ad esempio la serotonina viene inattivata dalla MAO(monoaminoossidasi) in acido 5-idrossi-indolacetico.Il rame è anche coinvolto nell'attività di enzimi in grado di modificare peptidi prodotti dall'ipotalamo, i fattoridi rilascio RH (TRH (per il rilascio della tireotropina), CRH (per il rilascio della corticotropina)) i quali passanonell'adenoipofisi per controllarne il rilascio ormonale.- Questi messaggeri sono appunto peptidi di piccole

dimensioni e una volta svolta la loro azione devono essere inattivati per alfa-amidazione da parte di enzimi che adoperano come cofattore il rame.

LISIL OSSIDASI (O LISINA OSSIDASI)

La lisil ossidasi è importante per la maturazione del collagene.

Per opera di questo enzima, la catena laterale dei residui di lisina viene convertita in aldeidi (allisina) che possono condensare tra loro aumentando la resistenza meccanica del collagene.

ALIMENTI IN CUI È PRESENTE RAME

Nei legumi, nel fegato, nel cioccolato amaro, nei cereali integrali e nei molluschi.

Il fabbisogno di rame è molto ridotto (nell'ordine della frazione di mg) il quantitativo richiesto rimane abbastanza inalterato anche in età adulta.

Il fabbisogno aumenta in gravidanza e durante l'allattamento.

CARENZE DI RAME:

Sono abbastanza rare.

È possibile nei neonati se la madre ha assunto poco rame durante la gravidanza.

Può instaurarsi una carenza nel caso in cui ci sia stata una

supplementazione eccessiva di Zn che ha ridotto l'assorbimento del rame (competizione). Inoltre se l'assorbimento o l'apporto alimentare di rame è insufficiente, possono verificarsi danni a livello di diversi organi. Ad esempio, ipopigmentazione dei capelli e della pelle dovuta a ridotta attività della tirosinasi (ridotta quantità di melanina); ancora, la carente attività di lisil ossidasi può portare a danni a livello dell'apparato vascolare e debolezza muscolare (collagene presente nelle fibre muscolari); alterazione delle difese antiossidanti a causa di una ridotta attività della SOD1. Può instaurarsi anche carenza di piastrine e globuli bianchi.

DOSAGGIO DEL RAME:

La disponibilità del rame si misura dosandolo nel sangue (dove si trova sotto forma di ceruloplasmina plasmatica) e nelle urine, in quanto se l'apporto è sufficiente esso viene escreto in quantità apprezzabili anche nelle

urine.ATTENZIONE: la ceruloplasmina plasmatica aumenta anche nei casi di infezione in quanto proteina della fase acuta.- Si può anche dosare attraverso la misurazione dell'attività della SOD1 eritrocitaria (in cui è presente rame appunto).

CONTROLLO DEL METABOLISMO

Vediamo ora come l'alimentazione possa essere controllata dalle interazioni tra gli organi, a loro volta frutto della regolazione ormonale e biochimica a livello delle singole cellule

Nell'immagine vediamo un bilancio complessivo tra quello che deve essere introdotto con l'alimentazione e la respirazione (quindi ossigeno) e quello che viene prodotto:

- Introducendo 100g di grassi, 300g di carboidrati e 100g di proteine (valori minimi di macronutrienti che devono essere assunti giornalmente da un uomo adulto di circa 70 kg per poter coprire le perdite) e 500 L di ossigeno - si producono 450L di CO2: quindi la maggior parte dell'ossigeno introdotto viene eliminato sotto forma di

Anidride carbonica; la restante frazione di 50L è utilizzata per la produzione di acqua, prodotto finale della respirazione cellulare. Quest'acqua prodotta a livello cellulare si somma all'acqua che viene introdotta con la dieta (e che copre la quantità di 2L) e giornalmente ne viene prodotta 320g (circa 320 mL, insufficiente a coprire le necessità dell'organismo da qui la necessità di idratarsi).

Tra i prodotti finali del metabolismo, viene anche prodotta urea e ammoniaca per un totale di 15g di N al giorno.

In questo bilancio quindi viene introdotto, con un processo discontinuo (l'alimentazione si svolge infatti in pasti), substrato ed energia. Il metabolismo però non è discontinuo ma, al contrario, lavora incessantemente→ consumo di energia e substrati ininterrotto. Deve quindi essere possibile garantire la disponibilità→ continua di questi nutrienti che vengono invece introdotti in momenti precisi.

Importanza della regolazione.

REGOLAZIONE: → Attuata a due livelli fondamentali → 1. Biochimica a livello della singola cellula → 2. Ormonale (o sistemica) grazie ad ormoni endocrini che possono raggiungere siti anche molto lontani dalla sede di produzione (tranne gli autocrini e i paracrini).

Questa regolazione del metabolismo operata dagli ormoni è basata fondamentalmente su:

• Controllo della glicemia Insulina e ormoni contro-regolatori (adrenalina e glucagone, cortisolo, ormone della crescita GH e IGFs)
• Ormoni che regolano il metabolismo ma non agiscono sulla glicemia adipochine (secrete dal tessuto adiposo e che hanno attività ormonale) come leptina (piccolo appunto sull'azione di questo ormone proprio sotto), adiponectina e resistina.
• Ormoni tiroidei che regolano il metabolismo basale (che corrisponde a circa il 60-70% della spesa energetica complessiva dell'organismo. Un'iperproduzione di ormoni tiroidei corrisponde quindi ad

subentrano altri meccanismi in grado di evitare un eccessivo peggioramento delle condizioni, limitando da una parte l'introito di alimenti (depressione del senso di fame) e aumentando la spesa energetica (ad esempio aumentando lo stimolo a svolgere attività fisica) e la sudorazione dall'altra.

La leptina è una piccola proteina sintetizzata dal tessuto adiposo in quantità proporzionale alle entità delle riserve presenti nel tessuto adiposo stesso; la leptina è in grado infatti di raggiungere, attraverso il circolo sanguigno, il sistema nervoso (può superare la BEE) dove è in grado di agire sui centri regolatori della fame e della sazietà. Nell'ipotalamo infatti esistono diversi nuclei neuronali, ciascuno dei quali è costituito da una popolazione neuronale specifica che è in grado di produrre e secernere neuropeptidi con un effetto differente alcuni centri neuronali secernono neuropeptidi anoressigeni.