Appunti di Nutrizione a livello dell'organismo

Appunti nutrizione a livello dell'organismo: tessuti, organi e funzioni (parte prof Limana)

Digestione e assorbimento dei glucidi

- Inizio della digestione nella bocca ad opera dell'amilasi salivare che scinde i legami glicosidici alfa 1-4 formando destrine, glucosio e maltosio;

- Successivamente continua nel duodeno ad opera dell'amilasi pancreatica che digerisce le destrine in maltosio e isomaltosio;

- Poi a livello dell'orletto a spazzola degli enterociti sono presenti enzimi come: maltasi, lattasi ed isomaltasi che scindono maltosio, lattosio e isomaltosio in glucosio, galattosio e fruttosio;

- Glucosio e galattosio entrano nell'enterocita grazie a co-trasporto con il sodio (SGLUT), mentre il fruttosio entra tramite trasporto facilitato mediante GLUT5 ed esce dall'enterocita nel flusso sanguigno secondo gradiente grazie a GLUT2, poi giunge al fegato tramite la vena porta dove viene utilizzato o immagazzinato come glicogeno.

Digestione e assorbimento proteine

- La digestione inizia nello stomaco, dove il pH, reso acido dall'acido cloridrico, attiva il pepsinogeno in pepsina, che scinde i legami peptidici delle proteine;

- Le proteine parzialmente digerite arrivano all'intestino tenue, dove gli enterociti producono enterochinasi che attivano il tripsinogeno di origine pancreatica in tripsina, che a sua volta attiva il chimotripsinogeno, proelastasi e procarbossipeptidasi A e B che si attivano in chimotripsina, elastasi e carbossipeptidasi A e B che vanno a formare oligopeptidi e aminoacidi liberi;

- Gli oligopeptidi vengono scissi ulteriormente ad opera degli oligopeptidasi a livello degli orletti a spazzola formando tripeptidi, dipeptidi e aminoacidi liberi;

- Dipeptidi e tripeptidi entrano nell'enterocita mediante co-trasporto con gli ioni H⁺, dove vengono idrolizzati ad aminoacidi liberi dagli enzimi dipeptidasi e tripeptidasi, mentre gli aminoacidi liberi entrano nell'enterocita attraverso co-trasporto con il sodio;

- Gli aminoacidi liberi ottenuti possono passare nel torrente ematico grazie ad una proteina carrier mediante trasporto passivo facilitato secondo gradiente di concentrazione;

- Non tutti gli aminoacidi sono utilizzati per la sintesi di nuove proteine, alcuni sono utilizzati per la sintesi di creatina e adrenalina, altri aminoacidi non necessari sono catabolizzati e l'azoto eliminato con l'urea, mentre altri aminoacidi chimicamente modificati dopo la sintesi proteica vengono catabolizzati o escreti come tali.

Digestione e assorbimento lipidi

- I lipidi alimentari formano delle grosse gocce lipidiche che vengono rotte dalla contrazione dello stomaco e poi la lipasi gastrica scinde i legami estere in posizione 1C e 3C del glicerolo dei trigliceridi;

- A livello duodenale viene riversata la bile, prodotta dal fegato e raccolta nelle colecisti, e il succo pancreatico contenente lipasi pancreatica che viene attivata dalla colipasi pancreatica che prosegue la scissione dei trigliceridi ad acidi grassi, monogliceridi e digliceridi e nel succo pancreatico sono contenuti colesterolo-esterasi che scinde gli esteri del colesterolo e la fosfolipasi A2 che idrolizza i fosfolipidi;

- Questi prodotti vengono incorporati nelle micelle biliari che raggiungono la membrana degli enterociti dove possono essere trasportati al loro interno;

- Qui gli acidi grassi a catena lunga reagiscono con il gruppo sulfidrilico dell'acetil-CoA e trasformati in tioesteri. Questi vengono riconvertiti in trigliceridi e incorporati insieme al colesterolo, fosfolipidi e apolipoproteine nei chilomicroni che vengono inglobati in vescicole all'interno dell'enterocita ed escreti mediante esocitosi nei vasi linfatici, poi trasportati al circolo sanguigno che li trasporta ai tessuti periferici, mentre gli acidi grassi a catena corta raggiungono il fegato tramite il torrente circolatorio attraverso la vena porta; dal sangue entrano nelle cellule dove gli acidi grassi vengono ossidati per produrre energia o immagazzinati per essere conservati.

- Gli acidi biliari vengono riassorbiti nell'ileo terminale con un co-trasporto con il sodio che li porta all'interno dell'enterocita, tornano poi al fegato attraverso la vena porta per essere poi riassorbiti nella bile.

Vitamine

Vitamine liposolubili (A-D-E-K)

- Vengono assorbite insieme ai lipidi negli enterociti, dove vengono esterificati ed entrano a far parte dei chilomicroni, che attraverso il circolo linfatico giungono nella circolazione sanguigna fino a raggiungere il fegato e poi distribuiti ai vari tessuti.

Vitamina A

- Vitamina liposolubile, che viene assorbita sotto forma di retinolo e retinale dagli alimenti di origine animale, il retinolo può essere convertito in retinale dall'alcol-deidrogenasi e questa reazione è reversibile. Il retinale può essere convertito in acido retinoico dall'aldeide-deidrogenasi. Mentre viene assorbita sotto forma di betacarotene dagli alimenti di origine vegetale che può essere scisso a livello del carbonio 15 in modo simmetrico dalla beta-carotene mono-ossigenasi di tipo 1 in retinale che può essere convertito in retinolo e questa reazione è reversibile. Oppure scisso in forma asimmetrica dalla beta-carotene mono-ossigenasi di tipo 2 in retinale e acido retinoico, con quest'ultimo che va direttamente nel sangue attraverso la vena porta fino al fegato.

- Funzioni: protezione pelle, contrasto radicali liberi, supporto sistema immunitario, crescita ossa e denti, funzione visiva

- Assorbimento: il beta-carotene può entrare nell'enterocita grazie ad uno scavenger receptor di classe B di tipo 1, presente sugli orletti a spazzola degli enterociti e una volta all'interno dell'enterocita può andare incontro a due alternative:

• Andare direttamente all'interno dei chilomicroni e quindi nel circolo linfatico.
• Essere convertito in retinale dalla beta-carotene-mono-ossigenasi 1, o poi il retinale si lega a una proteina cellulare legante il retinolo (cellular retinol-binding protein di tipo 2 (CRBPII)) per poi essere ridotto a retinolo sempre legato al CRBPII.

- Il retinolo ottenuto è indistinguibile dal retinolo assunto con la dieta dagli alimenti di origine animale, che contiene anche esteri retinilici, questi esteri possono essere convertiti a retinolo dalla lipasi pancreatiche dagli enzimi ad essa correlati ed entrare nell'enterocita. Gli esteri retinilici possono entrare nell'enterocita attraverso la retinil-esteri-idrolasi presente sugli orletti a spazzola degli enterociti.

- Il retinolo viene nuovamente convertito in esteri retinilici dalla lecitina-retinolo-aciltransferasi oppure diacil-glicerolo aciltransferasi 1, gli esteri retinilici entrano a far parte dei chilomicroni grazie al legame con l'apolipoproteina B. Una volta nei chilomicroni, possono passare nel circolo linfatico e poi nella circolazione sanguigna.

Slide 7-8-9 vitamine quarta parte:

- Il retinolo essendo una molecola idrofobica per poter stare dentro la cellula o circolare nel sangue deve essere legato a delle proteine per essere trasportato che sono le RBP (proteine leganti plasmatiche) che sono costituite da 8 foglietti beta antiparalleli in modo da formare una cavità interna idrofobica che lega il retinolo, mentre il gruppo ossidrile si troverà orientato verso la superficie esterna acquosa. Mentre nella cellula abbiamo le CRBP (proteine leganti cellulari) che hanno una struttura simile alle precedenti in quanto formano una cavità idrofobica che può legare il retinolo e sono anche legate alla membrana plasmatica, ne abbiamo varie forme, CRBP1 che lega il retinolo con tutti i legami trans, mentre la CRBP2 che lega invece il retinale e regola nell'enterocita la riduzione di retinale a retinolo, nel fegato e in altri tessuti l'esterificazione del retinolo e l'idrolisi dei retinili esteri, l'ossidazione del retinolo a retinale e del retinale ad acido retinoico ed infine abbiamo la CRABP1 e 2 che lega l'acido retinoico necessario per l'ossidazione dell'acido retinoico a composti più polari.

Slide 10-11 vitamine terza parte:

- Recettori nucleari (RAR) che sono i recettori a cui si legano il complesso retinolo-recettore che si legano al DNA per regolare la trascrizione o la non trascrizione di determinati geni in risposta allo stimolo ricevuto. Sono formati da diversi domini:

• Dominio A/B nella estremità N-terminale che ha un'attività transattivante indipendente dal ligando
• Dominio C che lega il DNA
• Dominio D che è una regione cerniera
• Dominio E che è il dominio di legame per il retinolo ed ha un'attività transattivante dipendente dal ligando (retinolo)
• Dominio F nella estremità carbossil-terminale che ha funzione di dimerizzazione.

- Funzione recettori RAR: Il recettore nucleare che si trova all'interno della cellula, quindi quando il retinolo tutto trans entra nella cellula si lega a questo recettore, in seguito a questo legame si spostano all'interno del nucleo dove dimerizzano con l'acido retinoico e retinale legato ad un recettore analogo e insieme vanno a legarsi a specifiche sequenze presenti sul DNA, per regolare la trascrizione di determinati geni in risposta a determinati segnali, per cui potremo avere l'attivazione o la disattivazione per la trascrizione o la non trascrizione di determinati geni che porteranno alla trascrizione o non trascrizione di determinate proteine.

Slide 13-14-15 vitamine terza parte:

- Importante per la visione, abbiamo le cellule fotorecettrici che hanno bastoncelli fotorecettori in cui è presente 11-cis-retinale si lega alla proteina opsina formando rodopsina che per effetto della luce isomerizza formando trans-retinale, formando il complesso metarodopsina2, questo complesso attiva la transducina che è una proteina G che modifica i livelli intracellulari di GMP ciclico che a loro volta inducono dei cambiamenti nella permeabilità della membrana, che in seguito a una serie di reazioni a cascata si produce l'impulso nervoso. In seguito a questa reazione il trans-retinale si stacca dall'opsina e si sposta attraverso lo spazio interstiziale nelle cellule epiteliali della retina, quindi al buio, e viene convertito in trans-retinolo e al buio isomerizza nuovamente a 11-cis-retinolo, che ripassa nuovamente attraverso lo spazio interstiziale nelle cellule fotorecettrici dove viene riconvertito a 11-cis-retinale che può legarsi all'opsina per ricominciare il ciclo.

Vitamina B1 (tiamina)

- Vitamina idrosolubile costituita da un anello pirimidinico legato ad un anello tiazolico mediante un ponte metilenico, il gruppo ossidrile presente nella catena laterale può essere esterificato con 1, 2 o 3 fosfati.

- Funzioni: precursore tiamina pirofosfato che è un coenzima della decarbossilazione ossidativa del piruvato e dell'alfa-chetoglutarato. La decarbossilazione del piruvato in acetil-CoA ad opera della piruvato deidrogenasi è una tappa fondamentale per l'ingresso nel ciclo di Krebs.

- L'assorbimento della tiamina avviene mediante trasporto attivo che richiede un gradiente di protoni verso l'interno della cellula. Si satura a basse concentrazioni di tiamina. Sistema simile sia a livello intestinale che renale. Presenta un trasporto sodio-dipendente nella membrana baso-laterale degli enterociti che permette la diffusione nel flusso ematico.

- Carenza: provoca il beri-beri, che si manifesta con sintomi neurologici provocando una neuropatia periferica e problemi cardiovascolari e muscolari.

Vitamina B2 (riboflavina)