Appunti alimentazione e nutrizione umana

Alimentazione e nutrizione

Alimentazione = Atto consapevole/volontario di introdurre cibo per introdurre calorie.

Nutrizione = Atto inconsapevole/involontario che consente di ottenere nutrienti. Quindi ci si può alimentare senza nutrirsi. (Es. mangiare sempre lo stesso alimento non porta benefici).

Perché ci alimentiamo?

Lo facciamo come risposta alla fame, ovvero una sensazione viscerale stimolata dall’ipotalamo. Se c’è uno stimolo di fame, cerchiamo gli alimenti e una volta introdotti scatta la sazietà. Cioè l’organismo ha uno stimolo, mangia, si alimenta e si nutre, fino a quando non è sazio.

Ma nell’uomo è presente anche una sensazione che si differenzia dalla fame, ed è l’appetito. L’appetito è un desiderio di cibo, che ci consente di mangiare anche quando siamo sazi. (Es. mangiare un dolce il pomeriggio non è una risposta a uno stimolo per rimanere in vita, ma è un desiderio di quel determinato alimento, infatti l’uomo si differenzia dall’animale anche per questo motivo. Ovvero l’animale mangia solo per nutrirsi, e si ferma quando è sazio, ecco perché non esistono animali obesi).

Metabolismo e obesità

Il nostro metabolismo è stato concepito per sfruttare tutto ciò che si introduce nella dieta. Quindi se il corpo introduce più di quanto è necessario, il metabolismo userà anche quel supplemento, facilitando l’insorgenza di patologie e malattie metaboliche, come l’obesità. In altre parole l’uomo obeso è obeso perché continua a mangiare anche quando è sazio (rispondendo all’appetito). Inoltre, è obeso perché il metabolismo usa tutto ciò che è introdotto. E infine per una scarsa attività fisica. Ed è difficile dimagrire anche se si cambia stile di vita, perché il metabolismo non cambia velocemente.

Stato stazionario

Stato stazionario = Stato che deve mantenere l’organismo. È come una sorta di equilibrio, che però è difficile mantenere se aumenta la disponibilità di cibo (aumento disponibilità di cibo è detto transizione alimentare), se diminuisce l’attività fisica ecc. Si va così a sfociare in quelle patologie dovute al superamento dello stato stazionario, dette patologie dell’abbondanza. Per mantenere lo stato stazionario si dovrebbe mangiare solo per sopravvivere, senza farsi influenzare dall’appetito, da fattori emotivi ecc., perché spesso non è fame ma tentazione, che potrebbe essere evitata, per evitare quanto detto.

Differenza tra alimento e nutriente

Alimento: gli alimenti servono all’organismo per ricavare i nutrienti.

Nutriente: sono molecole presenti negli alimenti. L’alimento ha bisogno della digestione per fornire nutrienti, mentre il nutriente è già nutriente, non ha bisogno di processi.

(Es: trigliceride è un alimento perché si può scomporre in acidi grassi. Saccarosio è un alimento perché si può scomporre in glucosio e fruttosio. Proteina è un alimento perché si può scomporre in amminoacidi. Colesterolo è un nutriente perché non si può scomporre in niente altro.)

Cioè il nutriente è quella molecola che non può subire altre scomposizioni. L’alimento invece si scompone per avere il nutriente.

Funzioni dei nutrienti

• Energetica: come glucidi, lipidi, protidi.
• Plastica: glucidi, lipidi, protidi, sali minerali.
• Regolatrice: vitamine e sali minerali.

Se non svolge nessuna di queste tre funzioni non è considerato nutriente.

Alimentazione parenterale

Processo che consente di introdurre direttamente un nutriente, senza digestione. Come quello che avviene con la flebo.

Principi alimentari/nutrienti complessi

Sono quelli che forniscono nutrienti con la digestione. Cioè l’alimento contiene un principio alimentare che a sua volta contiene il nutriente. Uovo (alimento) contiene la proteina albumina (principio alimentare/nutriente complesso) che a sua volta contiene amminoacidi (nutriente).

Nutrienti essenziali

Un nutriente per essere essenziale deve rispettare determinate caratteristiche:

• È essenziale quando l’organismo non riesce a sintetizzarlo, quindi serve introdurlo con la dieta.
• Se non è presente nell’organismo provoca malattie/segni di malattia che possono essere risolti solo con l’introduzione di questo nutriente mancante. (Se manca “alimento x” si presenta la “malattia dovuta alla mancanza dell’alimento x” e può essere curata/risolta solo introducendo questo tipo di alimento. Se viene introdotto “l’alimento y” non si risolve).

L’essere essenziale dipende da vari fattori:

• Immaturità di sviluppo = ovvero un nutriente è essenziale solo nei primi anni di vita, poi dopo l’organismo lo produce (se lo produce non è più essenziale).
• Stati patologici = ovvero è essenziale perché a causa di una malattia l’organismo non riesce a produrlo.
• Stati genetici = l’organismo non riesce a produrlo a causa della sua genetica. Quindi questo non cambia con il tempo, come i primi due.

Fattori che influenzano la biodisponibilità dei nutrienti

I fattori che influenzano la biodisponibilità dei nutrienti dipendono dal nutriente stesso e dall’organismo nel quale vengono introdotti. Quindi sono detti intrinseci del nutriente ed intrinseci dell’organismo.

Intrinseci del nutriente

Dovuti alla forma chimica del nutriente e alle interazioni chimico fisiche.

Intrinseci dell’organismo

(Digestione) presenza di altre sostanze nello stomaco, velocità di svuotamento gastrico e tempo di digestione.

(Assorbimento) condizione dei trasportatori, se un trasportatore è danneggiato si fa fatica a trasportare il nutriente. Area di assorbimento maggiore area vuol dire maggior numero di molecole che possono essere assorbite.

(Trasporto) condizioni fisiologiche e nutrizionali dell’organismo.

Contenuto degli alimenti

Gli alimenti possono contenere diverse molecole, non solo nutrienti:

1. Nutrienti
2. Non nutrienti
3. Anti-nutrienti
4. Sostanze tossiche

Nutrienti

Quanto detto prima.

Non nutrienti

Sono sostanze utili all’organismo, ma se mancano non creano danni (come invece fanno i nutrienti). Sono ad esempio le fibre che sono utili nel tratto intestinale perché abbassano il pH rendendolo più acido e quindi creando un ambiente favorevole ai batteri “buoni”. Queste fibre contengono nutrienti, però l’organismo non riesce a digerirle perché hanno legami B. (Organismo digerisce solo legami A 1-4 glicosidico). Inoltre ci sono anche i fitocomposti che sono antiossidanti e antitumorali.

Anti-nutrienti

Sono molecole che si legano ai nutrienti e vanificano l’attività di questi ultimi. Cioè interagiscono con i nutrienti e bloccano le loro attività positive. Sono spinaci e pane integrale che contengono ossalacetati (spinaci) e fitati (pane integrale) che complessano il calcio, cambiando il suo fabbisogno energetico. Brassicace come il cavolo, che contengono tiocianato che interferisce con lo iodio nelle persone malate di tiroide. Uova che contengono avidina che interagisce con la biotina impedendone il suo assorbimento denaturandola.

Sostanze tossiche

• Tossiche relative (creano problemi solo in determinate persone) o tossiche assolute (creano problemi a tutti).
• Tossici assoluti sono ad esempio le mandorle che hanno amigdalina che produce cianuro se mangiate in quantità eccessive (oltre 60). Patate con germogli che contengono la solanina che è un alcaloide che può dare disturbi intestinali. Conserve che possono avere un batterio clostridium botulinum (botulino) che può produrre una tossina che porta alla morte. Frumento che produce micotossine per proteggersi e crescere al meglio, ma se un animale/uomo lo consuma può intossicarsi. Fertilizzanti contengono nitrati e nitriti che producono sostanze cancerogene.
• Tossici relativi come ad esempio gli allergeni che inducono una risposta immunitaria solo negli allergici, cioè sono sostanza che normalmente non producono danni, ma in soggetti allergici sì. Celiachia è una patologia autoimmune poligenica multifattoriale cioè è dovuta a fattori genetici ma anche a fattori comportamentali (cioè è dovuta alla presenza di alcuni geni, però se l’organismo non introduce sostanze con glutine, non succede nulla). Riguardo i geni, sono coinvolte solo le persone che contengono i geni DQ2 e DQ8. Il glutine è un ammasso proteico composto da glutenine e gliadine. Quando viene introdotto questo ammasso proteico, viene tagliato con l’enzima transglutaminasi. In questi soggetti, questo peptide tagliato, viene riconosciuto come estraneo (per questo viene chiamata autoimmune) e viene attaccato, questo comporta una riduzione della superficie dei villi intestinali e quindi si hanno problemi nell’assorbimento.
• Favismo è presente in soggetti suscettibili che inalano polline e mangiano fave. È dovuto alla carenza del glucosio 6 fosfato deidrogenasi (G6PD). Questo G6PD è importante per ridurre il glutatione ossidato. Questo glutatione ossidato è importante per neutralizzare vicina e convicina (sostanze contenute nelle fave). Quindi questo glutatione si ossida per neutralizzare queste sostanze. Una volta ossidato però, deve ritornare alla forma ridotta per potersi riossidare se dovesse riservire. Quindi per tornare nella forma ridotta ha bisogno del G6PD. Quindi nei soggetti affetti da favismo, si ha una carenza di questo G6PD, il glutatione non può tornare ridotto e quindi prima o poi non si potrà più ossidare per neutralizzare le sostanze tossiche nelle fave.

Tappe dell'alimentazione

Come già detto, l’alimentazione è un processo volontario che consente l’introduzione di cibo dall’esterno. Si divide in 3 processi:

1. Scelta dell’alimento: consiste nella scelta dell’alimento (quindi anche nutriente) da introdurre.
2. Preparazione dell’alimento: non tutto può essere introdotto così come si presenta in natura, ad esempio alcuni cibi devono essere cotti.
3. Introduzione in bocca: dopo averlo scelto e preparato, l’alimento è introdotto in bocca, da qui in poi, l’alimentazione termina e inizia la nutrizione, infatti termina tutto ciò che possiamo svolgere di volontario ed iniziano i processi involontari di nutrizione.

Quando ci alimentiamo, non alimentiamo solo noi stessi, ma anche i batteri presenti all’interno del nostro corpo, detti probiotici, che sono i batteri ad impatto positivo sulla nostra salute.

Tappe della nutrizione

La nutrizione è un processo involontario che consiste nel trasformare il cibo introdotto con l’alimentazione. È quasi del tutto involontario, “quasi” perché il primo e l’ultimo processo sono controllati da noi. Ovvero la masticazione e la defecazione. Le tappe sono:

1. Masticazione
2. Digestione: per ottenere nutrienti dagli alimenti;
3. Assorbimento: grazie ad enterociti dell’intestino tenue, rendono biodisponibile l’alimento;
4. Trasporto: per arrivare alle cellule che lo utilizzeranno.
5. Fasi biochimiche ed espulsione attraverso le feci.

La digestione rende l’alimento bioaccessibile per essere assorbito. Una volta assorbito l’alimento diventa biodisponibile per essere trasportato.

Digestione

La digestione avviene nel tratto gastrointestinale (apparato digerente parte dalla bocca e termina con l’ano). In breve, si parte dalla cavità orale (bocca) si passa all’esofago per poi arrivare nello stomaco. Dallo stomaco attraverso lo sfintere pilorico si arriva all’intestino tenue per poi andare a quello grasso e finire con la defecazione. Oltre questo tratto gastrointestinale sono presenti delle ghiandole accessorie come ghiandole salivari, pancreas e fegato.

Cavità orale

Nella cavità orale viene introdotto l’alimento scelto e preparato. Qui inizia la masticazione per ridurre le dimensioni del cibo introdotto. Nella cavità orale è presente la saliva, formata in maggior parte dall’acqua, e poi sostanze lubrificanti per agevolare il successivo spostamento attraverso l’esofago. Sono presenti sostanze antibatteriche per attaccare eventuali batteri introdotti con il cibo, e infine sono presenti anche enzimi idrolitici come lipasi linguale e amilasi. L’amilasi lavora solo in bocca perché c’è un pH 5-7 (in ambienti più acidi non lavora). La lipasi linguale serve per digerire parzialmente gli acidi grassi (taglia il triacilglicerolo = 2acilglicerolo + acido grasso). Nella cavità orale, con masticazione e utilizzo di queste sostanze, il cibo introdotto viene trasformato in bolo.

Esofago

L’esofago in realtà, non compie grandi azioni. Funge solo da canale per far passare il bolo dalla bocca allo stomaco. Inoltre è utile per la termoregolazione del cibo, cioè con questo spostamento, il cibo viene riscaldato. Il collegamento tra esofago e stomaco avviene attraverso una valvola chiamata cardias.

Stomaco

È diviso dall’alto vero il basso in fondo, corpo, antro. È caratterizzato da fossette gastriche utili per la digestione. Nello stomaco è presente un pH ACIDO. È composto da diversi tipi di cellule: parietali che producono HCl e fattore intrinseco (utile per l’assorbimento della vitamina B12). Cellule della mucosa che producono muco per la protezione dello stomaco.

Cellule enteroendocrine che si dividono in:

• ECL producono istamina che stimola la produzione di HCl
• Somatostatine che inibiscono la produzione di HCl
• Serotonine che aumentano la velocità di digestione
• Glucagone che diminuisce la velocità di digestione
• Gastrina che produce HCl in modo diretto (con cellule parietali) o in modo indiretto (attraverso le ECL che producono istamina e poi HCl).

Nello stomaco, il bolo si trasforma in chimo. Lo stomaco ha diverse funzioni, tramite HCl sterilizza l’ambiente. Inoltre denatura le proteine rendendole lineari, e infine attiva il pepsinogeno in pepsina. Oltre la pepsina è presente un altro enzima, ovvero la lipasi gastrica che agisce come la lipasi linguale, ovvero digerisce parzialmente gli acidi grassi.

Intestino tenue

È diviso in duodeno, digiuno e ileo. Caratterizzato da villi intestinali che aumentano la superficie di assorbimento.

Le cellule dell’intestino sono:

• Enterociti: hanno la funzione di assorbimento (assorbono le sostanze rendendole biodisponibili per il trasporto. Inoltre, hanno la funzione digestiva per ottenere i nutrienti. E la funzione di trasformazione metabolica per riorganizzare le molecole.
• Cellule globulari: producono muco per lubrificazione (nello stomaco il muco serviva per protezione).
• Cellule di Paneth: servono per difesa contro batteri (antibatteriche) e per la crescita di cellule intestinali (una ridotta quantità di cellule di Paneth può provocare il morbo di Chron).
• Enteroendocrine: le più importanti sono la colecistochinina responsabile del rilascio della bile. E la secretina per un aumento temporaneo di acidità nell’intestino, che viene poi riequilibrato, perché nell’intestino si lavora a pH neutro.

Enzimi prodotti dal pancreas esocrino

Si differenziano in base a ciò che deve essere digerito.

Per le proteine ci sono degli enterociti che sulla loro superficie hanno un enzima chiamato enterokinasi che attiva il tripsinogeno in tripsina. La tripsina avvia l’attivazione del chimotripsinogeno in chimotripsina. Successivamente avviene l’attivazione della procarbossipeptidasi in carbossipeptidasi e della proelastasi in elastasi.

• Tripsina: agisce su legami interni (endoproteasi), precisamente taglia in corrispondenza di amminoacidi LYS e ARG.
• Chimotripsina: taglia legami idrofobici dove sono presenti amminoacidi come PHE-TRP-LEU-TYR.
• Carbossipeptidasi: (esoproteasi) taglia legami esterni andando a ritroso, es: 10-9-8 ecc.
• Elastasi: agisce su molecole molto piccole.

Per quanto riguarda la digestione del RNA e DNA sono presenti:

• Deossiribonucleasi: per la digestione del DNA
• Ribonucleasi: per la digestione del RNA

Per la digestione dell’amido:

• A-amilasi che agisce SOLO su legami a-1-4 glicosidico, quindi per digerire l’intera molecola occorre l’aiuto di altri enzimi (maltasi e isomaltasi che sono presenti nella mucosa intestinale).

Per la digestione dei lipidi:

• Lipasi pancreatica per la digestione dei trigliceridi.
• Procolipasi che si attiva in colipasi quando entra in contatto con i lipidi.

Enzimi associati alla mucosa intestinale (digestione carboidrati)

Riguardano i microvilli, quindi sono sulla superficie degli enterociti. Sono proprio questi i responsabili della digestione dei carboidrati, infatti:

• Per ottenere glucosio: saccarasi (agisce sul saccarosio), lattasi (agisce sul lattosio), trealasi (agisce sul trealosio), isomaltasi e maltasi (aiutano l’a-amilasi per la digestione dell’amido).
• Per le proteine: amminopeptidasi, peptidasi (per piccoli peptidi), enteropeptidasi (per attivare gli enzimi come visto prima).

Digestione e assorbimento dei lipidi

I lipidi non hanno interazioni con l’acqua perché sono idrofobi. Per questo motivo vengono allontanati dall’acqua e si dispongono tutti vicini, formando un cluster lipidico. Cioè i lipidi non essendo in grado di formare interazioni con l’acqua, vengono allontanati e formano interazioni tra loro.