Alimentazione e nutrizione umana

Proteine

Le proteine sono polimeri lineari di amminoacidi legati fra loro mediante legami peptidici e possono essere semplici o coniugate, cioè legate ad altre sostanze non proteiche, per esempio le glicoproteine o le lipoproteine. Nel nostro processo digestivo, quando una proteina è coniugata, viene prima separata dalle sue sostanze non proteiche e poi digerita. Le proteine vengono degradate in quantità pari a 250-300 g/dia.

Metabolismo

Nello stomaco avviene la denaturazione delle proteine da parte dell’HCl e frammentazione della catena polipeptidica in più parti da parte delle pepsine (endopeptidasi derivanti dal pepsinogeno, idrolisi legami peptidici aromatici); questa digestione interessa solo il 10-15% dei legami peptidici.

I peptidi frammentati, originati dalle pepsine, arrivano nel duodeno (intestino), dove trovano il succo pancreatico, in cui sono presenti tutti gli enzimi digestivi; nella fase intraluminare gli enzimi proteolitici creano peptidi sempre più piccoli, nella fase invece intracellulare lavorano gli enzimi amminopeptidasi arrivando anche a staccare dei singoli amminoacidi.

Avviene l’assorbimento: Gli aa attraversano la membrana basolaterale dell’enterocita, grazie ai trasportatori sodio dipendenti, specifici per ogni amminoacido. Nel caso la scissione non sia avvenuta correttamente, all’enterocita arrivino gli oligopeptidi, può generarsi un’intolleranza per incapacità nella digestione di molecole così grosse. Gli aminoacidi vengono poi convogliati, attraverso la vena porta, al fegato.

Arrivano al livello epatico e possono:

• Formare proteine tramite il processo di sintesi proteica
• Procedere nella via catabolica ed essere distrutti: Produrre energia tramite la rimozione del gruppo amminico, grazie all’enzima deamminasi, che prosegue nel ciclo dell’urea liberando NH₃ e permette di recuperare degli scheletri carboniosi.

Non esistono infatti scorte di aa, quindi nel caso di assunzioni elevate di proteine, abbiamo un’elevata concentrazione di scheletri carboniosi che vengono convertiti in glucosio, acetil-CoA e corpi chetonici, alcuni necessari alla formazione di nuovi tessuti (età della crescita, gravidanza, perdita del tessuto dovuto a malattie), desquamazione cutanea (capelli che cadono, unghie che si rompono).

Se assumiamo alimenti con un elevato contenuto proteico porta ad un continuo ciclo dell’urea; chi infatti ha un’insufficienza renale necessita di una dieta che minimizzi il consumo di proteine.

• Andare incontro a reazioni di transaminazione: Formare un amminoacido diverso di quello di partenza.
• Turnover proteico -AVVIENE SEMPRE- consiste nell’introduzione di forme proteiche che formano il pool degli aminoacidi, cioè una sorta di equilibrio con ciò che introduco e perdo, grazie a un continuo processo di demolizione e sintesi.

Biosintesi degli aminoacidi

Non essenziali → Siamo in grado di sintetizzarli, di conseguenza non abbiamo bisogno di assumerli con la dieta (glicina, alanina, arginina, serina, prolina, acido glutamminco, glutamina, acido aspartico, asparagina).

Essenziali → Non siamo in grado di sintetizzarli e devono essere assunti con la dieta (lisina, metionina, treonina, valina, leucina, isoleucina, fenilalanina, triptofano e istidina).

Condizionatamente essenziali → AA che riusciamo a sintetizzare solo partendo da quelli essenziali (tirosina, sintetizzata a partire dalla fenilalanina e cisteina sintetizzata a partire dalla metionina).

Fabbisogno

Le proteine forniscono 4 kcal per ogni grammo e rappresentano circa il 10-15% della dieta. Il fabbisogno proteico viene espresso in g/kg di peso corporeo. Il metodo che si utilizza maggiormente per comprendere la corretta assunzione proteica in un individuo è il bilancio azotato; consiste nella raccolta delle urine delle ultime 24 ore e la raccolta dei dati di ciò che si mangia, così da poter osservare l’azoto in uscita e in entrata.

N = N → Tutte le proteine che ho assunto, sono le proteine che ho ossidato, ed è la corretta assunzione in out di un soggetto adulto sano.

N > N → In questo caso si parla di bilancio di azoto positivo ed è adatto solo se ci troviamo in una situazione di crescita dell’individuo.

N < N → Si parla di un bilancio azotato negativo, sto utilizzando il patrimonio proteico dell’individuo in out per coprire le spese energetiche che sarebbero a carico delle proteine.

• 0.75-0.95 g/kg peso/die, se ho una dieta ricca di proteine ad alto valore biologico;
• 0.8-1.2 g/kg peso/die, se la mia dieta è ricca di proteine a basso valore biologico;
• Mediamente 1 g/kg peso/die, se assumo proteine con una qualità proteica media.

Questo fabbisogno non è sempre uguale, ci sono delle condizioni che richiedono un fabbisogno maggiore di proteine:

• Gravidanza: per sintetizzare i tessuti fetali ho bisogno di aggiungere 7 g/die di proteine alla dieta (non 7g per chilo, ma in totale);
• Allattamento: devo aggiungere 17g/die di proteine, da considerare in funzione della quantità di latte che viene prodotto;
• Bambino: parte da 2g/kg peso/die e scende fino a arrivare a 1.2 g/kg peso/die dopo la pubertà;
• Atleti in sport da resistenza: possono avere fabbisogni pari a 1.5-2.0 g/kg peso/die; il fabbisogno va incrementato solo quando la fase di preparazione sta aumentando la massa muscolare.

L’introito massimo tollerato è 2 g/kg peso/die, superata questa quantità c’è il rischio di andare incontro a danni epatici e renali, perché il fegato lavora eccessivamente per produrre ammoniaca, e i reni per espellere l’urea; inoltre una dieta iperproteica aumenta il rischio di cardiopatia, solitamente implica anche una bassa assunzione di fibra e l’assunzione eccessiva di carne rossa aumenta i rischi tumorali.

Qualità delle proteine

Ciò che determina la qualità di una proteina, rappresenta il suo valore nutrizionale ed è determinato dalla sua digeribilità, la quale è influenzata anche dal trattamento tecnologico al quale l’alimento è stato sottoposto.

Punteggio chimico → Si può attribuire alle proteine un punteggio chimico in relazione agli aminoacidi essenziali in essa contenuti. La proteina con il miglior profilo amminoacidico è l’albumina che è stata utilizzata come “valore ideale massimo”.

Punteggio biologico → Punteggio attribuito a una proteina in base alle sue qualità in grado di sostenere la crescita massimale di un animale.

A seconda della presenza di AA essenziali e non essenziali all’interno di una proteina possiamo distinguere le proteine in:

• Proteine ad alto valore biologico → Proteine che contengono tutti gli aa essenziali, in generale le ritroviamo nelle proteine di origine animale. Possono essere assunte in quantità minore rispetto al valore di fabbisogno proteico giornaliero, in quanto coprono il numero di aa necessari.
• Proteine a basso valore biologico → Proteine che non contengono in quantità sufficiente, o non contengono per nulla, gli aa essenziali e sono, in generale, le proteine di origine vegetale. Devono essere assunte in quantità maggiore per arrivare al quantitativo necessario per il fabbisogno proteico giornaliero.

Onnivori o vegetariani?

Fonti animali → Forniscono proteine di alto valore biologico, molti minerali, vitamine del gruppo B e A, ma hanno un contenuto di lipidi più elevato rispetto alla fonti vegetali e prevalentemente lipidi saturi (nel pesce però sono prevalentemente insaturi), inoltre spesso contengono colesterolo.

Fonti vegetali → Hanno un contenuto più elevato di vitamine, fibre e lipidi mono e polinsaturi, non contengono colesterolo, anzi ne abbassano i livelli, ma sono povere di proteine ad alto valore biologico, di metionina e triptofano, amminoacidi che si trovano solo nei legumi e cereali.

Tipologie di vegetariani:

• Vegani → Assumono solo prodotti di origine vegetale, questo tipo di dieta può essere rischiosa in quanto è molto comune la carenza di proteine, ferro, zinco, calcio, vitamina D e B12.
• Latto-ovo → Assumono solo latte, uova e prodotti di origine vegetali (sono nutrizionalmente onnivori).
• Pollo-vegetariani → Assumono solo pollo e prodotti di origine vegetale (onnivori).
• Pesce-vegetariani → Assumono solo pesce e prodotti di origine vegetale (onnivori).
• Fruttariani → Assumono solo frutti.

Tutte queste diete possono compromettere la salute umana se non fatte molto attentamente. I nutrienti da tenere sotto controllo in una dieta vegetariana sono proteine, ferro, zinco e calcio (minerali ci sono ma non sono biodisponibili), vitamina D e B12. I vegani bypassano questo problema utilizzando spesso il lievito di birra perché contiene vitamina B12. Tra i legumi, quello con più alto valore biologico è la soia.

Lipidi

I lipidi sono una classe di macronutrienti, differenziata in insaponificabili e saponificabili, a seconda della loro capacità di dare reazione di saponificazione, cioè reagendo con idrossidi alcalini in presenza di catalizzatore e a caldo, producono sali di acidi grassi (saponi).

Il 99.9 % dei lipidi saponificabili è rappresentato dagli oli vegetali. Contengono acidi grassi, ovvero catene di atomi di C e H che iniziano con un gruppo carbossilico (-COOH), terminano con un gruppo metilico (CH₃) e in cui gli atomi di C sono legati tra loro da legami semplici o doppi. Gli acidi grassi hanno un impatto diverso sulla saluta umana a seconda se sono saturi e insaturi, nonostante l’apporto calorico sia uguale per tutti gli acidi grassi.

• Saturi → Hanno maggiore tendenza all’ossidazione e sono più legati al rischio di malattie cardiovascolari.
• Mono e polinsaturi → Non solo non hanno effetti negativi, ma hanno anche qualità dovute all’omega 3 e l’omega 6.

Funzione dei lipidi

Negli alimenti

• Fonte energetica concentrata e una fonte di vitamine liposolubili (vitamine del gruppo A, D, E e K), pertanto se presento un malassorbimento di lipidi, avrò anche un malassorbimento di vitamine.
• Aumentano la palatabilità: La riduzione di lipidi in un alimento diminuisce la palatabilità, infatti essi contribuiscono al sapore ed odore degli alimenti, infatti pochi alimenti a basso contenuto di grassi sono apprezzati dai consumatori, tra questi cibi troviamo i derivati del latte (formaggio e yogurt), o la creazione di carni fresche con particolare attenzione al consumo alimentare degli animale da macello.
• Capacità di rendere più morbido il cibo, stimolano quindi l’appetito, grazie all’impatto visivo e tattile dell’alimento.

Nell’organismo

• Funzione energetica, a differenza delle proteine che non possono essere stoccate, il nostro organismo utilizza i lipidi come scorta. L’efficienza del deposito dei trigliceridi è dovuto all’ingombro minimo causato dalla scarsa idratazione (11 kg di trigliceridi sono circa 66 kg di glucogeno).
• Funzione termica, ovvero intervengono su quello che è il complesso meccanismo di termoregolazione, riducono infatti la dispersione termica.
• Funzione strutturale, legata ai cuscinetti adiposi che hanno la funzione di mantenere in sede gli organi e funzione bioregolatoria.

Fabbisogno

I lipidi forniscono 9 kcal per grammo e rappresentano il 20-25% della dieta. La corretta assunzione dovrebbe essere di 0,7-1 g/ Kg peso corporeo, di cui è consigliato 1/3 di origine animale e 2/3 di origine vegetale. Non siamo in grado di sintetizzare tutti gli acidi grassi, vi sono infatti “acidi grassi essenziali”, come per le proteine, questi sono gli omega 3 e gli omega 6 (acido linoleico e acido linolenico) e vanno introdotti con la dieta. I consumi medi della popolazione sono superiori rispetto al livello di assunzione raccomandato.

Metabolismo dei trigliceridi

Nel cavo orale sul bolo avviene l’azione della lipasi (lipasi linguale), l’azione è minima. Nello stomaco c’è sempre l’azione della lipasi gastrica, nell’intestino avviene la produzione di bile, dove sono contenuti i sali biliari, e succo pancreatico, contenente lipasi pancreatica. I movimenti dello stomaco e duodeno agitano la chimo gastrica ed emulsionano i grassi, i quali si disperdono in microgoccioline; la stabilizzazione delle goccioline lipidiche, avviene grazie ai sali biliari della bile, che si posizionano attorno ai lipidi formando le micelle.

L’enzima colipasi, contenuto nel succo pancreatico, crea uno spazio superficiale per permettere l’ingresso all’interno della micella della lipasi, la quale ha attività di idrolisi e rompe il trigliceride formando due acidi grassi e un gliceride. Ora può avvenire l’assorbimento che consiste nella penetrazione della mucosa e nel passaggio dei lipidi in circolo: I monogliceridi e gli acidi grassi per attraversare la membrana dell’enterocita (reticolo endoplasmatico) vengono ricomposti a trigliceridi con diversa struttura che ne favorisca il trasporto, rispetto a quelli introdotti con la dieta. Una volta sintetizzati vengono aggregati, formando grosse molecola che prendono il nome di chilomicroni che fuoriescono dall’enterocita (trasporto per diffusione semplice). Questi vengono raccolti nel vaso chilifero dove si trova la flora intestinale, da dove poi entrano nel circolo sistematico attraverso il dotto toracico, che sbocca nella vena cava superiore e raggiungono la concentrazione ematica (2-3 ore dopo il pasto). Vengono poi trasportati dal sangue.