Scienze degli alimenti

OMEOSTASI DEL CALCIO E DEL FOSFORO

Il paratormone (PTH), sintetizzato e secreto dalle ghiandole paratiroidi, esercita la sua

azione al livello del tubolo renale e dell’osso: al livello del tubolo inibisce il riassorbimento

dei fosfati e favorisce quello del calcio, al livello osseo promuove il rilascio di calcio al

sangue. Questo ormone promuove inoltre la sintesi renale di 1,25 (OH).

Inoltre vediamo che, l'aumento dei livelli plasmatici di paratormone e della 1,25(OH) 2 D,

stimola a livello intestinale l'assorbimento del calcio introdotto con la dieta e a livello osseo il

riassorbimento della matrice inorganica, mentre a livello renale inibisce l'eliminazione del

calcio con le urine.

La calcitonina ha un effetto antagonista rispetto a quello del PTH, riduce infatti la

concentrazione plasmatica del calcio, aumentandone la deposizione ossea e l’eliminazione

urinaria.

RISPOSTA CELLULARE

Negli ultimi dieci anni si è appreso che il sistema endocrino della vitamina D, definito dalla

presenza di recettori della vitamina D (VDR), agisce in più di trenta tessuti del corpo.

Su questi tessuti il VDR funziona, a livello nucleare, tramite la regolazione della trascrizione

genica (“classic genomic responses”) influenzando circa il 3/5% del genoma umano, e, a

livello della membrana plasmatica, attivando rapidamente una serie di messaggeri di segnale

(“rapid responses”). 63

Milena Sabbatini 2024/2025

RISPOSTA IMMUNITARIA

Recentemente è stato trovato un legame tra VDR e sistema immunitario, in quanto presente

in varie cellule immunitarie, come monociti, macrofagi e cellule T e B attivate.

La vitamina D mostra un effetto inibitorio sulla proliferazione dei linfociti T e la produzione

di citochine come IL-2, IL-12 e INF-g. Inoltre la vitamina D ha mostrato un effetto

soppressivo sulla produzione di Ig e più recentemente è stato suggerito un effetto inibitorio

sulla risposta immunitaria mediata da Th1.

La vitamina D ha mostrato avere degli effetti benefici su alcune patologie autoimmunitarie

come encefalomieliti, diabete di tipo 1 e artriti oltre a prolungare la sopravvivenza nei

trapianti. È stato proposto che la vitamina D agisca spostando la risposta immunitaria verso

una risposta del tipo Th2.

Per questo, essendo noto che le malattie allergiche, come le dermatiti atopiche, riniti

allergiche e asma sono caratterizzate da aumento dei livelli di IgE e che una reazione

infiammatoria, con un incremento del numero di eosinofili, mast cell, linfociti T CD4+ e

citochine derivate dalle cellule Th2, (principalmente IL-4 e IL-5), è stato postulato che la

vitamina D, se consumata in eccesso, possa avere un coinvolgimento nelle atopie.

PATOLOGIE

Un numero crescente di prove, negli ultimi due decenni, implica un ruolo della vitamina D

nel sistema nervoso. Il fattore di crescita nervosa (NGF), è stato identificato come

essenziale per lo sviluppo dei neuroni primari nocicettivi e successivamente trovato per avere

un ruolo nell'iperalgesia infiammatoria negli adulti. NGF è responsabile dello sviluppo e della

manutenzione dei neuroni in diverse regioni del sistema nervoso centrale. 1,25 (OH)2 D3 ha

dimostrato di attraversare la barriera emato-encefalica e può agire aumentando NGF in

cellule gliali e fibroblasti.

La carenza di vitamina D determina rachitismo nei bambini e osteomalacia negli adulti. Il

rachitismo è una malattia in cui si ha un ritardo della crescita e deformazione delle ossa per

una mineralizzazione ossea insufficiente.

Diversi studi hanno dimostrato il suo ruolo nello sviluppo del feto e nello sviluppo osseo

nell’infanzia. Alte concentrazioni di vitamina D potrebbero diminuire il rischio di cancro, in

particolare l’adenoma colon-rettale. Altre ricerche suggeriscono che alte concentrazioni di

vitamina D consentirebbero il mantenimento del tono muscolare negli anziani.

Nelle malattie croniche, non trasmissibili, la carenza di vitamina D è in discussione per

migliorare, eventualmente, l'incidenza di alcune malattie neoplastiche, come del colonretto,

del polmone, della prostata e tumori al seno; malattie cardiovascolari (CVD’s), incluse

ipertensione, infarto del miocardio e ictus; malattie come obesità e diabete tipo II; malattie

legate al declino della funzione di intuizione tra cui la degenerazione maculare senile; e

disordini neurologici come l’Alzheimer e il Parkinson. Mantenere livelli adeguati di vitamina

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D può essere una tecnica preventiva utile, poiché lo stato di vitamina D negli adulti sani è

stata associato con il rischio futuro di diabete di tipo II.

Dato che la vitamina D, è insolubile in acqua, può accumularsi nei tessuti grassi.

Un'assunzione eccessiva di vitamina D nell'arco di periodi di tempo prolungati determina

un'intossicazione di vitamina D, in cui la conseguente elevata (Ca2+ ) nel siero porta a

calcificazione anomala dei tessuti molli e allo sviluppo di calcoli renali che possono essere

causa di insufficienza renale. L' 1,25(OH)2 D sembra stimolare la differenziazione degli

osteoclasti nell'osso e dei cheratinociti nell'epidermide. La vitamina D esplica inoltre

un'azione antiproliferativa in diversi tessuti, tra cui l'epidermide e le cellule tumorali in

coltura.

FUNZIONI

●​ Mantenere livelli adeguati di vitamina D può essere una tecnica preventiva utile,

poiché lo stato di vitamina D negli adulti sani è stata associato con il rischio futuro di

diabete di tipo II.

●​ Conseguenze cliniche classiche di carenza di vitamina D includono miopatia

prossimale e mialgia, che può in parte spiegare l'aumento del rischio di limitazioni

funzionali: caduta e fratture nei pazienti anziani che sono carenti di vitamina D.

●​ Possiamo inoltre constatare che i recettori della vitamina D (VDR) si trovano anche

nel nucleo di molti tessuti, che regolano diverse centinaia di geni in tutto l' organismo

e fino al 5% del genoma umano.

I livelli plasmatici della 25(OH)D che normalmente sono compresi tra 10 e 40 ng/l.

Livelli plasmatici di 25(OH)D inferiori a 5 ng/l determinano la comparsa di sintomi

carenziali. 65

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Eccesso >> l'assunzione di dosi elevate di vitamina D determina l'aumento dei livelli

plasmatici di 25(OH)D, mentre quelli di 1,25(OH)2D rimangono invariati.

Livelli plasmatici di 25(OH)D superiori a 100 ng/l determinano la comparsa di segni di

intossicazione (nausea, vomito, diarrea, ipercalcemia e calcificazione dei tessuti molli) >>

questi livelli di solito si raggiungono con l’integrazione.

Regolazione genica da vitamina A, vitamina D ed ormone tiroideo:

La vitamina A ha due forme con funzione ormonale, l'acido trans-retinoico e l'acido

9-cis-retinoico. La forma ormonale della vitamina D è l' 1,25-diidrossi vitamina D3; quella

dell'ormone tiroideo è T3. Questi ormoni possono entrare nel nucleo delle cellule bersaglio e

regolare l'espressione di geni, legandosi a fattori di trascrizione, cioè proteine che regolano la

sintesi di rnRNA.

L'acido trans-retinoico si lega ad un fattore di trascrizione denominato RAR (retinoic acid

receptor); l'1,25-diidrossi vitamina D3 si lega a VDR (vitamin D receptor); T3 si lega a THR

(thyroid hormone receptor); RXR è il recettore per l'acido 9-cis-retinoico e PPAR lega le

prostaglandine.

L'ormone (ligando) si lega al proprio recettore (nel caso in figura l'acido transretinoico

(AR) si lega a RAR). Il complesso recettore-ligando successivamente lega RXR, formando

un eterodimero. È importante notare che RXR non è legato al suo ligando (XR), l'acido

9-cis-retinoico: il legame di XR ad RXR bloccherebbe la formazione dell'eterodimero,

impedendo il meccanismo dell'attivazione genica. Il legame dell'acido 9-cis-retinoico al suo

recettore è un meccanismo atto a bloccare l'attivazione di specifici geni. Nel meccanismo

generale di attivazione genica l'eterodimero si lega alla sequenza regolatoria del DNA,

denominata "elemento di risposta all'ormone". 66

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Attraverso questo meccanismo di regolazione dell'espressione genica, gli ormoni possono

regolare e coordinare un considerevole numero di funzioni, anche in sedi lontane

dell'organismo. Così la forma ormonale della vitamina D regola la concentrazione del calcio

libero; l'acido trans-retinoico svolge importanti ruoli regolatori nel differenziamento cellulare

e nello sviluppo embrionale; l'ormone tiroideo regola il numero e la funzione dei mitocondri

e, durante la vita embrionale, regola lo sviluppo del sistema nervoso; le prostaglandine

regolano il differenziamento, lo sviluppo e l'attività metabolica degli adipociti.

-VITAMINA E

Dal punto di vista chimico il termine “vitamina E” si riferisce a un gruppo di otto omologhi

derivati del 6-cromanolo, che in posizione 2 presentano un gruppo metilico e una catena

laterale a 16 atomi di carbonio.

Questa catena laterale può essere satura oppure insatura per cui si distinguono due gruppi: i

tocoferoli (con catena laterale lineare satura) e i tocotrienoli (con tre doppi legami); per

ciascuno dei due gruppi si possono avere quattro omologhi (α, β, γ, δ) in base al numero e

alla posizione dei gruppi metilici sull’anello aromatico.

Sono liposolubili perché hanno una struttura simile a quella degli acidi grassi.

Esistono una serie di composti che hanno una funzione vitaminica.

Ci sono delle preferenze: l’alfa tocoferolo sembrerebbe essere più attivo. I tocoferoli hanno

una stereochimica particolare, la RRR, quindi sarebbe più corretto chiamarli

RRR-alfa-tocoferoli.

Sono rapidamente alterabili per azione dei raggi ultravioletti in presenza di ossigeno >> sono

molecole abbastanza instabili. La luce è un sistema di degradazione alimentare, una fra questi

è la rimozione dell’azione antiossidante della vitamina E.

Essa è molto presente nell’olio d’oliva, infatti le bottiglie che lo contengono sono scure, in

modo da evitare la degradazione della vitamina. 67

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FORMA SINTETICA DELLA VITAMINA E

Forme sintetiche di α-tocoferolo sono invece presenti in cibi fortificati o supplementi

vitaminici → sono usati come forma conservante; poiché l’α-tocoferolo presenta tre carboni

chirali sono possibili in tutto otto stereoisomeri: la vitamina E sintetica, all rac-α-tocoferolo

(prima chiamata dl-α-tocoferolo), contiene tutti e otto gli stereoisomeri in quantità

approssimativamente uguali.

Per motivi di stabilità nei supplementi o nei cibi fortificati l’α-tocoferolo si trova spesso in

forma esterificata (come acetato o succinato); l’esterificazione del gru