Appunti Scienza della nutrizione

Nutrizione

Lezione 2: Digestione, assorbimento e trasporto

La digestione è il processo che trasforma il cibo in nutrienti. Il primo passaggio del processo è la masticazione. La masticazione è importante perché inizia sia la digestione meccanica del cibo sia la digestione chimica tramite la produzione della saliva. La saliva contiene enzimi che consentono di iniziare la digestione dei carboidrati in zuccheri (dalle alpha-amilasi, come la ptialina) e dei lipidi in acidi grassi (dalle lipasi, molto importanti nei bambini). Durante il giorno si produce fino a un litro e mezzo di saliva. Per il 70-75% è prodotta dalle ghiandole sottomandibolari e per il 20-25% dalle parotidi. Nell’anziano questo meccanismo cala, causando difficoltà a deglutire; la digestione è peggiore e l'alimentazione peggiora.

Inoltre, mentre mastichiamo si liberano gli aromi che svolgono un ruolo importante nell'analisi sensoriale e nell’alimentazione. Ci sono 3 variabili di cui tenere conto nell’analisi sensoriale:

• Intensità della percezione sia gradevole che sgradevole
• Durata
• Tipologia di odore (gradevole o meno)

L’analisi sensoriale viene fatta da panel addestrati e specializzati ma anche dai panel dei consumatori. L’analisi sensoriale segue due leggi:

• Legge di Weber: più grande è l’intensità di uno stimolo, maggiore sarà la differenza di intensità necessaria per poter rilevare la differenza con un altro stimolo
• Legge di Fechner: aumentando l’intensità dello stimolo, la percezione non aumenta in modo lineare ma logaritmico (basta aggiungere poco più aroma per avere una percezione molto maggiore)

Le 4 soglie della percezione dei panel addestrati sono:

• Rilevamento dell’aroma o del sapore
• Identificazione
• Saturazione: per ripristinare il senso dell’olfatto si annusa altro
• Grafici a radar e uso di descrittori

Dopo aver liberato i composti aromatici e iniziato la digestione meccanica e chimica, il cibo viene inghiottito. Una volta che il cibo entra nell’esofago, prende il nome di bolo. L’esofago ha due sfinteri:

• Il primo assicura che il bolo riesca a superare l’esofago, passare attraverso il diaframma e entrare nello stomaco
• Il secondo impedisce che il bolo “torni indietro”; quando questo sfintere perde elasticità si origina il reflusso gastro-esofageo (situazione in cui il succo gastrico risale dallo stomaco all’esofago)

Il bolo non scende per effetto della gravità, ma solo per i movimenti peristalsici. Quando vediamo, annusiamo o pensiamo al cibo si instaura un riflesso anticipatorio, detto cefalico, per cui il solo pensiero fa sì che lo stomaco produca succhi gastrici. Pertanto, il bolo entra nello stomaco che contiene succhi gastrici, enzimi e acqua. Il pH dello stomaco si trova tra 1.5-3:

• Sterilizza il cibo
• Denatura le proteine andando a estrarre i minerali trasportati dalle proteine come il ferro, rame, zinco ecc.

Il bolo prende il nome di chimo. Il chimo viene rimescolato dallo stomaco tramite i movimenti peristalsici.

(Digressione sulla dieta alcalina: non ha fondamento scientifico per tre ragioni:

• Tutto quello che mangiamo è acido (tranne la chiara d’uovo, forse)
• Anche mangiando cibi alcalini, lo stomaco andrebbe comunque a ristabilire un pH acido
• Anche riuscendo a bypassare lo stomaco entrando in circolo, il plasma umano ha un sistema tampone che ristabilisce velocemente il pH intorno a 7. Se così non fosse, moriremmo di alcalosi metabolica.)

Lezione 3

Arriva il chimo nello stomaco in cui l’ambiente è molto acido: le proteine si denaturano, si estraggono i sali minerali, i batteri in parte muoiono ecc. Lo stomaco digerisce tramite dei movimenti chiamati peristalsi. Lo stomaco non si autodigerisce grazie alla presenza delle goblet cells che producono il muco che riveste la parete dello stomaco. L’autodigestione è un metodo della medicina legale per verificare l’ora della morte: nel cadavere non si produce più il muco e quindi effettivamente lo stomaco si autodigerisce.

Successivamente si passa all’intestino tenue. L’intestino tenue è lungo circa tre metri ed è diviso in tre porzioni:

• Duodeno (importante per l’assorbimento dei nutrienti)
• Digiuno
• Ileo

L’intestino non produce le goblet cells ed è molto sensibile al liquido dello stomaco. Nell’intestino tenue arriva il succo pancreatico, prodotto dal pancreas anche solo al solo pensiero del cibo, e la bile prodotta dal fegato che viene immagazzinata nella cistifellea. Il pH del succo pancreatico è basico, quindi l’intestino tenue è leggermente basico in quanto contiene ioni bicarbonato (circa 9). Il succo pancreatico contiene enzimi che scindono i componenti (tripsinogeno, chimotripsinogeno, peptidasi, lipasi ecc.). La sua produzione è sotto controllo ormonale.

L’intestino tenue inizia l’assorbimento dei nutrienti. Come vengono assorbiti i nutrienti? Diffusione semplice, facilitata o trasporto attivo. Nell’intestino troviamo i villi intestinali che aumentano le dimensioni dell’intestino, ciò permette di aumentare la superficie che può assorbire i nutrienti.

Una scoperta molto interessante è che abbiamo recettori per il gusto sia sulla lingua che nell’intestino (si stanno cercando dei recettori anche per gli acidi grassi; i cinque sapori sono: dolce, salato, umami, amaro e acido). I recettori per l’amaro sono presenti anche nei polmoni, permettendo di sfruttare delle molecole che hanno la stessa composizione chimica delle molecole amare. Forse è un residuo dell’evoluzione.

Successivamente si passa al colon dove non c’è digestione. Il colon assorbe acqua, sali minerali, una piccola percentuale di carboidrati e metabolizza i polifenoli tramite l’azione di batteri e i loro metaboliti. Ciò che resta è indigeribile.

Negli ultimi anni si è scoperto il microbiota che è presente in quasi tutte le mucose del corpo. Nell’intestino il microbiota contiene batteri, virus, lieviti e funghi. I batteri ci mantengono in vita coadiuvati dai funghi, mentre i virus non si sa ancora cosa facciano. Ogni individuo possiede un microbiota diverso, ma possono instaurarsi delle disbiosi, ovvero modificazioni che alterano la composizione del microbiota. Ci sono anche patologie che alterano il microbiota e viceversa il microbiota può generare malattie o comunque ne è coinvolto. Il trapianto fecale è una terapia per curare infezioni da Clostridium difficile: nel 94% dei casi guarisce. Si sta cercando di isolare i principi attivi all’interno delle feci per sostituire il trapianto che comunque rappresenta una procedura invasiva.

Problemi:

• Per sapere che batteri abbiamo nell’intestino è necessario il campionamento tramite raccolta di feci. Inoltre, non si conoscono tutti i batteri presenti.
• Raccogliendo le feci vengono esclusi gli anaerobi che vengono ammazzati se non si chiude in fretta il campione. Inoltre, non si riescono ad avere quelli dell’intestino tenue: non si conosce nulla dell’intestino tenue (bisogna andare con una sonda per farsi campionare l’intestino tenue).
• Coltivare in laboratorio batteri anaerobi è molto complesso.
• Molte specie sono sconosciute; funghi e virus.

Cosa caratterizza il nostro microbiota? Si crea a partire dal latte materno (si nasce sterili) che contiene i probiotici (che derivano sia dal capezzolo che dalla ghiandola mammaria) e in generale l’ambiente che non è sterile. L’iper-igienizzazione fa sì che il sistema immunitario non si sviluppi in maniera ottimale. Il microbiota di un magro che vive con un obeso può variare tendendo ad assomigliare a quello dell’obeso: entro certi limiti possiamo modificare il nostro microbiota.

Il microbiota produce acidi grassi a corta catena a partire dalla fibra, che si assorbono facilmente e mantengono la mucosa intestinale in salute. Alcuni di questi acidi grassi riducono il rischio di patologie gastrointestinali, forse alcuni tumori e patologie cardiovascolari (però non si è ancora certi).

Ognuno di noi risponde in modo diverso alla digestione di certi nutrienti: dipende dal microbiota (si parla di metabotipi). Non ci sono ancora evidenze scientifiche che affermino che assumere probiotici faccia bene alla salute. Assumere probiotici rallenta il tempo che il nostro microbiota necessita per ricostituirsi, questo perché ognuno di noi ha un microbiota diverso. Perché i probiotici che assumiamo non sono perfetti per noi. In teoria è una buona idea, ma in pratica non ci sono evidenze che una colonizzazione esterna abbia effetti positivi sulla salute.

Lezione 4

Uno dei problemi che esistono nell'alimentazione e nella nutrizione è che spesso si creano delle credenze. Il problema risiede nel fatto che non è possibile condurre degli studi clinici efficaci. È difficile fare studi clinici in nutrizione, ma tutto ciò che si sa deriva da studi osservazionali. Non è corretto giungere a conclusioni dagli studi osservazionali perché nessuno ammette consapevolmente o inconsapevolmente la realtà.

Epidemiologia: studi osservazionali (es. il consumo di un prodotto sviluppa uno stato patologico: si parla di associazione, ma bisogna ricordare la differenza fra causale e casuale che si può determinare solo con studi clinici) VS studi clinici

Wish bias: vogliamo sentirci dire ciò che vogliamo sentirci dire, quindi ascoltiamo le cose che vogliamo. Succede anche nell'alimentazione: se qualcuno dice che il vino rosso fa bene lo ascolto, ma se qualcuno dice che fa male non gli credo. Prendiamo in modo acritico tutto quello che ci piace.

Carboidrati

Classe di macronutrienti più abbondante. Contengono C, H e O. il termine significa idrati del carbonio. La maggior parte della popolazione mondiale ha una dieta basata sui carboidrati (Asia: riso, America: mais, Mediterraneo: grano). Si classificano in:

• Monosaccaridi (glucosio; galattosio; fruttosio: non abbiamo pathway biochimici che usano il fruttosio e il fegato per liberarsene secerne trigliceridi e quindi può determinare un aumento del peso).
• Disaccaridi (maltosio viene idrolizzato facilmente dalle alpha glicosidasi e le amilasi della saliva; saccarosio, zucchero del bar, entra in circolo rapidamente; lattosio, è più difficile da scindere perché il legame è beta).
• Polisaccaridi: glicogeno, amidi, fibre. Ciò che li differenzia è il legame che ne modifica la forma. Si trovano nei cereali, tuberi, legumi.

Differenza fra amidi e cellulosa: cambia il tipo di legame, la cellulosa ha legami di tipo beta e noi non riusciamo a digerirli. Gli amidi vengono digeriti da amilasi e succo pancreatico nell’intestino tenue (nello stomaco non vengono digeriti perché dato il pH acido gli enzimi non funzionano molto bene). Le fibre non vengono digerite da nessuna parte, arrivano intatte nell’intestino dove agiscono da prebiotici: forniscono i nutrienti al microbiota, ma quando sono in eccesso il microbiota le fermenta.

I prebiotici: le fibre sono prebiotici. I più importanti sono l’inulina e gli oligosaccaridi, i più importanti sono quelli del latte materno. I prebiotici sono la benzina del microbiota che produce acidi grassi a corta catena. I monosaccaridi vengono assorbiti da trasporto attivo tramite i villi intestinali (il fruttosio usa la diffusione facilitata).

Come si mantiene l’omeostasi del glucosio? Quando mangiamo, assorbiamo monosaccaridi, il glucosio entra in circolo, il pancreas secerne insulina che fa sì che le cellule del muscolo e del fegato captino il glucosio e lo immagazzinino come glicogeno. Quando ne mangiamo troppo, l’eccesso di glucosio diventa grasso. A questo punto il glucosio immagazzinato viene utilizzato per formare energia. I livelli di glucosio calano, il pancreas secerne glucagone che è il segnale per le cellule epatiche di rilasciare il glucosio tramite la rottura del glicogeno per rimetterlo in circolo. Esistono ormoni come l'epinefrina e l'adrenalina che permettono l’immediato rilascio di glucosio.

Lezione 5

Un argomento molto dibattuto è quello dei dolcificanti artificiali (saccarina, stevia, aspartame): molecole molto più dolci del glucosio, per cui ne basta una quantità talmente minima da risultare senza calorie. I fenilchetonurici non possono assumere aspartame perché si forma fenilalanina che per questi soggetti è molto tossica. Di recente è entrato nel mercato il sucralosio: un cloro è stato sostituito a un OH ed è 600 volte più dolce dello zucchero.

Il dibattito è: sono sicuri? È la dose che fa il veleno, quindi tutto ciò che mangiamo è sicuro, dipende dalla quantità! ELSA: agenzia per la sicurezza alimentare. Si riducono i livelli massimi tollerabili di consumo normale di almeno 10 volte. La sostituzione degli zuccheri con quelli artificiali riduce la possibilità di carie, però non si possono sostituire tutti gli zuccheri con quelli artificiali perché supereremmo la dose massima.

Perché si dice che lo zucchero è tossico? Inizialmente si parlava del suo apporto calorico, oggi invece l’attenzione si è spostata su altro: ogni volta che ingeriamo carboidrati sale la glicemia con conseguente produzione di insulina; durante tutto il processo si formano fattori di infiammazione. Quindi si è diffusa l’idea che mangiare ad alto indice glicemico aumenti queste risposte infiammatorie e provochi anche l’aumento di peso.

Più lo zucchero è semplice ed entra in circolo rapidamente e più viene prodotta insulina: esiste l’indice glicemico (IG) ovvero l’area sotto la curva prodotta dal prodotto che consumiamo confrontata con l’area sotto la curva provocata da 50 g di glucosio, che quindi viene utilizzato come standard. Si prende un soggetto sano a digiuno e gli si danno 50 g di glucosio, si misura la glicemia, si aspetta un po’ fino a quando la glicemia si azzera. Successivamente gli vengono forniti 50 g del prodotto che si studia, si misura la glicemia e si confrontano le aree sotto la curva ottenute nel primo esperimento e nel secondo.

L’indice glicemico non rappresenta un ottimo metodo di misurazione perché:

• Non mi dà l’idea precisa dell’impatto che ha quello che effettivamente mangio sulla glicemia (es. bustina di zucchero sono 8 g, non 50, e poi ci sono dei fattori che influenzano l’assorbimento dello zucchero)
• Non considera che possiamo abbinare i vari alimenti utilizzando ad esempio i condimenti
• Differisce leggermente tra i soggetti quindi bisogna testare più individui e fare una media

È preferibile utilizzare il carico glicemico che ci dice sia la qualità del carboidrato ma anche la quantità (1 unità rappresenta l’impatto di un 1 g di glucosio). È preferibile mangiare a basso carico glicemico. Come si fa? Scegliendo prodotti a basso indice glicemico ma combinandoli in modo tale da abbassare il carico glicemico.

Lo studio più grande mai fatto a riguardo è il Women Health Initiative: una dieta low fat non previene le malattie cardiovascolari, non previene l’ictus e non riduce l’incidenza del diabete di tipo 2 (almeno nelle donne). Quello che invece ha un’attività preventiva alle malattie cardiovascolari è l’abbassare l’assorbimento dei carboidrati: si è utilizzato l’acarbosio che rallenta l’immissione dei carboidrati in circolo andando a ridurre il picco insulinemico (rimpicciolisce l’area sotto la curva dell’indice glicemico).

Non è però semplice capire come mangiare a basso carico glicemico (anche solo a partire dall’indice glicemico che varia sia dalla varietà del cibo ma anche dal modo in cui viene cucinato). Il carico glicemico è influenzato da diversi fattori, primo fra tutti l’indice glicemico. Alcune aziende stanno sfruttando tecniche per abbassare l’indice glicemico, ad esempio:

• Utilizzo del lievito madre
• Utilizzare amidi resistenti alla digestione
• Aggiungere amidi solubili o beta glucani

Per abbassare il carico glicemico si può utilizzare con il pane l’aceto oppure le mandorle (riducono il tempo di assorbimento dei carboidrati essendo grasse).

Quindi è nata la dieta del momento: togliere i carboidrati. Sono stati fatti degli studi (si chiama DIETFITS) in cui si sono misurati gli effetti di una dieta a basso tenore di carboidrati e una a basso tenore di grassi. Si sono in particolare evidenziati gli effetti della perdita di peso in adulti obesi. Tre cose si sono osservate:

• Le diete erano equicaloriche rispetto alla dieta che i soggetti avevano prima dello studio.
• Non c’è differenza fra diete low fat e low carb: in entrambi i casi c’è qualcuno che ha perso molto peso, poco peso oppure c’è anche chi ha guadagnato peso.
• Le differenze di variazioni di peso sono variabili: ognuno reagisce in maniera diversa (es. effetto della caffeina: su alcuni soggetti fa più effetto di altri)
• Per perdere peso l’unico modo è mangiare poche calorie

Dieta chetogenica (dieta con drastica riduzione dei carboidrati): non risulta avere effetti sufficienti relativamente alla perdita di peso; non ci sono evidenze scientifiche. Ridurre il carico glicemico è importante perché ha effetti sulla salute al di là della perdita del peso corporeo.

Conclusioni: i dolcificanti artificiali non fanno né bene né male se consumati secondo i limiti. Relativamente ai carboidrati, non esistono prove che mangiarne di meno porti a una perdita di peso assicurata perché ognuno reagisce in modo diverso.

Lezione 6

Ortoressia: disturbo del comportamento alimentare. È una forma di attenzione abnorme alle regole alimentari, alla scelta del cibo e alle sue caratteristiche.