Integratori e prodotti dietetici

Integratori e prodotti dietetici

Gli alimenti o cibi hanno valore perché l'organismo può da loro ottenere nutrienti. L'alimentazione è necessaria per la nutrizione. Esiste una differenza fondamentale tra nutrizione e alimentazione. In alimentazione si parla di cibi (gelato, marmellata ecc.). In nutrizione si parla di molecole.

Nutraceutica

Nutraceutica è un termine intermedio tra nutrizione e farmaco. È stato coniato questo nuovo termine perché oggi si sta sottolineando che i nutrienti, che si prendono tramite l’alimentazione, possono in qualche modo svolgere una vera e propria azione farmaceutica. Ad esempio, l'olio di oliva contiene importanti acidi grassi essenziali.

Dieta e nutrienti

Dieta significa buon stile di vita. Un nutriente è una molecola che l'organismo può utilizzare senza bisogno di digestione. Ad esempio, gli amminoacidi (le unità fondamentali delle proteine) sono dei nutrienti, così come il glucosio e il sodio. Molecole più grandi, invece, come le proteine e i polisaccaridi, si chiamano anche nutrienti complessi o principi alimentari. Da questi, spesso per idrolisi, si ottengono i nutrienti semplici.

Nutrienti essenziali

Un nutriente essenziale deve essere necessariamente assunto attraverso la dieta, perché l’organismo non è in grado di sintetizzarlo o di ottenerlo per trasformazione da altri composti. Ci sono alcuni criteri per stabilire l'essenzialità di un nutriente: la sostanza è richiesta nell'alimentazione per la crescita, la salute e la sopravvivenza. La sua assenza nell'alimentazione dà origine a segni caratteristici di una malattia imputati alla loro deficienza. La sostanza non può essere sintetizzata dal corpo umano, quindi necessariamente deve essere assunta dall’alimentazione.

Nutrienti che sono essenziali per una specie potrebbero non essere essenziali per altre specie. Ad esempio, per l’uomo un nutriente potrebbe essere essenziale, ma non per altri animali. L’essenzialità è specie-specifica, quindi è legata al tipo di specie a cui uno si sta riferendo.

Alcuni nutrienti essenziali

• Amminoacidi: leucina, isoleucina, valina (questi tre sono i cosiddetti amminoacidi ramificati, spesso assunti dagli sportivi, poiché inibiscono il senso di fatica sia fisica che mentale), lisina, triptofano;
• Glucidi: glucosio;
• Lipidi;
• Minerali: calcio, fosforo, sodio, potassio, calcio, magnesio, ferro, rame, zinco, cobalto, manganese, cromo, molibdeno, selenio, iodio, fluoro;
• Vitamine: idrosolubili e iposolubili, retinolo.

Nutrienti

I nutrienti si dividono in:

• Natura organica (carboidrati, lipidi, proteine e vitamine);
• Natura inorganica (acqua e minerali).

È più opportuno suddividerli in:

• Macronutrienti (carboidrati, proteine, lipidi) = forniscono energia per soddisfare il fabbisogno energetico complessivo (energia necessaria per le nostre funzioni vitali);
• Micronutrienti (vitamine, componente inorganica) = funzione plastica, mettono a disposizione dell'organismo sostanze necessarie per la formazione e il ripristino dei tessuti.

Macro e micro non si riferiscono alla loro importanza, ma si riferiscono alle quantità che sono necessarie.

Equilibrio alimentare

È importante conoscere il fabbisogno nei vari nutrienti per ogni individuo e il loro contenuto percentuale negli alimenti. L'apporto calorico di:

• 1 g di carboidrati 4 kcal (è importante che nei carboidrati siano limitate le quantità di glucidi semplici);
• 1 g di proteine 4 kcal (1/3 o 1/4 possono essere di origine animale);
• 1 g di lipidi 9 kcal.

Carboidrati, lipidi e proteine sono tutti e tre importanti. Si può eliminare uno di questi nutrienti (ad esempio i carboidrati), aumentando però la dose degli altri nutrienti. Ciò può essere fatto solo per un periodo limitato e sotto prescrizione medica. Una dieta equilibrata non può essere comparata esclusivamente da una o più categorie di macronutrienti. Esistono infatti dei bisogni corporei giornalieri per tutte le classi di nutrienti (amminoacidi, glucidi semplici o complessi, acidi grassi essenziali, vitamine, fibra) o almeno dei livelli consigliati cui non è possibile sottrarsi senza andare incontro a malnutrizione e/o deperimento.

Razione giornaliera equilibrata di un adulto maschio di 75kg

• 75g di proteine 10-12% 300 kcal;
• 450 g di glucidi (zuccheri semplici non più del 10%) 60% 1790 kcal;
• 100g di lipidi 30% 985 kcal;
• 30g di fibre.

Più delicato si presenta il discorso che riguarda i fabbisogni, ad esempio, di amminoacidi essenziali e più ancora di micronutrienti essenziali, siano essi vitamine o minerali. Vi sono delle tabelle in cui è data la dose giornaliera raccomandata non solo di macronutrienti, ma anche di micronutrienti. Esiste sia una tabella internazionale (americana) sia la tabella LARN (ministero della salute italiano).

Educazione alimentare

È importante aumentare il livello di educazione alimentare della popolazione. La sola alimentazione fornisce un contributo determinante nel mantenimento della salute e dei benefici. Numerose malattie possono essere tenute sotto controllo tramite un’alimentazione adeguata e anche il rischio di alcune malattie può diminuire se un individuo segue un’alimentazione adeguata (es. aterosclerosi).

Esistono, oltre ai parametri qualitativi relative alle varie quote caloriche, pochi semplici criteri da rispettare:

• Variare le scelte alimentari;
• Fare un po' di esercizio fisico giornalmente (è fondamentale);
• Controllare ogni tanto il peso.

Fabbisogno energetico

Il fabbisogno energetico è la quantità di energia di origine alimentare necessaria ad assicurare un buon stato di salute e un'attività fisica che sia sufficiente per la partecipazione attiva alla vita sociale. Gravidanza, allattamento e attività sportiva agonistica necessitano di specifiche richieste energetiche.

Dispendio energetico per un adulto

• Il metabolismo basale: 60-75% del fabbisogno calorico totale;
• La termogenesi indotta dalla dieta: 10%;
• Il costo energetico dell'attività fisica: 15-30%.

Metabolismo basale

È l'energia richiesta per le attività necessarie al mantenimento delle normali funzioni dell'organismo. Rappresenta il consumo in condizioni di totale riposo e di benessere termico. Attività:

• Respirazione;
• Circolazione;
• Sintesi di composti organici;
• Funzionalità delle pompe che muovono gli ioni attraverso le membrane cellulari (sodio e potassio);
• L’attività del SNC;
• Mantenimento della temperatura corporea.

Fattori che concorrono alla variazione del metabolismo basale

• Corporatura;
• Composizione corporea;
• Età;
• Sesso: le donne hanno un consumo energetico inferiore al 5-10% rispetto all'uomo coetaneo con stesso peso e altezza;
• Stato ormonale;
• Altri fattori quali stress, febbre ecc.

Termogenesi indotta dalla dieta

Aumento di spesa energetica associata al consumo di alimenti.

Costo energetico dell'attività fisica

È l'energia spesa per l'attività quotidiana. Questo varia molto con lo stile di vita.

Calcolo del metabolismo basale

Viene riportato un sistema pratico di calcolo del metabolismo basale rilevato tramite procedimenti di equazioni di regressione lineare (equazione Harri Benedit). In realtà esistono 190 formule.

Esempi di BEE:

Donne

Protocollo per il calcolo del fabbisogno totale energetico

1. Calcola il metabolismo basale.
2. Si moltiplica con il fattore associato all’attività fisica.
3. Si aggiunge un 10% della termogenesi indotta dalla dieta.

Stato nutrizione

È necessario un bilancio ottimale tra richiesta e consumo per raggiungere il benessere. Lo sbilanciamento nutrizionale può esprimersi con un peso in difetto o in eccesso.

Indice di massa corporea

È un indice antropometrico che può essere utilizzato per calcolare la propria forma. È espresso come il rapporto tra il peso corporeo in kg e il quadrato dell'altezza in m.

IMC = Peso / (Altezza²)

• IMC < 18,5: Sottopeso;
• 18,5-25: Normopeso;
• 25-30: Sovrappeso;
• > 30: Obeso.

Sovrappeso e obesità

Quando la condizione di sovrappeso è eccessiva, si parla di obesità. Rischio di: malattie croniche come malattie coronariche, ipertensione, diabete di tipo 2 (non insulinodipendente), calcoli da cistifellea, apnee notturne ostruttive o altre anomalie respiratorie. È molto importante il principio di alternanza degli alimenti. Tutti e sette i gruppi di alimenti devono essere presenti in una dieta bilanciata.

La piramide alimentare della dieta mediterranea

LARN

Tabelle riassuntive dei livelli di assunzione giornaliera raccomandati di nutrienti per la popolazione. LARN = Società Italiana di Nutrizione Umana.

I carboidrati

I carboidrati sono i nutrienti organici più diffusi in natura. Si trovano in tutte le piante e sono indispensabili per le funzioni vitali. Tramite la fotosintesi le piante trasformano la CO₂ in carboidrati. Entrano marginalmente nella struttura del nostro organismo. Giocano un ruolo fondamentale nella dieta umana perché devono coprire gran parte del fabbisogno calorico. Il ruolo fondamentale dei carboidrati è quello di fornire energia.

I carboidrati sono essenzialmente idrati del carbonio. La struttura empirica (formula minima) dei carboidrati è: C_n(H₂O)_n. I carboidrati sono anche composti ternari, ossia sono formati da tre elementi: C, O e H. I carboidrati digeribili forniscono 4 Kcal/g di carboidrato. Tra la vasta famiglia dei carboidrati si possono distinguere tre grandi gruppi:

1. Monosaccaridi (non idrolizzabili): vengono chiamati anche zuccheri semplici e sono i carboidrati che non possono essere ulteriormente idrolizzati a composti più semplici. Un esempio di monosaccaride è il glucosio.
2. Oligosaccaridi: contengono almeno due unità di monosaccaride. Ad esempio, i disaccaridi e i trisaccaridi. Ad esempio, il saccarosio: glucosio + fruttosio.
3. Polisaccaridi: contengono numerose unità di monosaccaridi (fino a migliaia). Ne esistono di vari tipi: naturali, sintetici. I polisaccaridi si possono suddividere in omopolisaccaridi (l’idrolisi fornisce un tipo di saccaride) o eteropolisaccaridi (l’idrolisi fornisce diversi tipi di saccaride). Ad esempio, lo sciroppo di glucosio viene dall’amido (struttura polisaccaridica complessa), per idrolisi acida enzimatica si rompe in monosaccaridi o in oligosaccaridi.

La presenza di centri chirali (ossia gli atomi di C sono sostituiti da quattro gruppi diversi) fa sì che questi abbiano attività ottica. Le classi di polisaccaridi sono unite tra di loro, cioè possono trasformarsi l’uno nell’altro, ad esempio tramite l’idrolisi.

Ad esempio:

idrolisi dell’amido:

nH₂O + [C₁₂H₂₀O₁₀]_n → C₁₂H₂₂O₁₁ (maltosio)

[C₁₂H₂₀O₁₀]_n → C₆H₁₂O₆ (glucosio)

Funzione dei glucidi in campo alimentare

• Fonte di energia primaria;
• I monosi (come il glucosio) e i disaccaridi (saccarosio) hanno un sapore dolce, sono naturalmente presenti nella frutta e rientrano in moltissime preparazioni alimentari, dolciarie e farmaceutiche per la loro qualità di dolcificanti;
• Agenti gelificanti, ispessenti (pectine) permettono di fare le confetture;
• Regolazione della dinamica digestiva e motilità intestinale svolta dai polisaccaridi indigeribili che costituiscono la fibra vegetale a base prevalentemente di cellulosa.

Monosaccaridi

Classificazione

I monosaccaridi vengono classificati in base al numero degli atomi di C: Triosi (C₃), Tetrosi (C₄), Pentosi (C₅)...

• C₃H₆O₃ TRIOSI, C₆H₁₂O₆ ESOSI;
• C₄H₈O₄ TETROSI, C₇H₁₄O₇ EPTOSI;
• C₅H₁₀O₅ PENTOSI, C₈H₁₆O₈.

E in base alla presenza di un gruppo carbonilico (C=O) chetonico o aldeidico rispettivamente in aldosi e chetosi.

Aldoso e Chetosi

La gliceraldeide, il più semplice degli aldosi, ha un solo atomo di C stereogeno, e può quindi essere sotto forma di due enantiomeri. Fisher introdusse una nomenclatura stereochimica (precedente a quella R,S) ancora in uso per zuccheri e amminoacidi. Assegnò la lettera maiuscola D alla configurazione della gliceraldeide con l’ossidrile a destra e la lettera L al suo enantiomero (quello con l’ossidrile a sinistra) e pose il C più ossidato in alto. Le linee verticali indicano legami che si allontanano dall’osservatore. Le linee orizzontali indicano legami verso l’osservatore. I segni + e – sono i segni di rotazione della luce polarizzata. Segno + deviazione verso destra, segno – deviazione verso sinistra.

Quindi in un monosaccaride con il carbonio in alto sarà:

• Serie D se il gruppo –OH appartenente al C asimmetrico più lontano è situato a destra;
• Serie L se il gruppo –OH appartenente al C asimmetrico più lontano è situato a sinistra.

Emiacetalizzazione degli zuccheri

Gli zuccheri sono poliidrossialdeidi o poliidrossichetoni che possiedono –OH in y e j rispetto al gruppo carbonilico e formano emiacetali in soluzione acquosa. La emiacetalizzazione degli zuccheri come il glucosio fornisce degli anelli a 6 atomi (5C + 1O) o a 5 atomi (4C + 1O).

Formule in proiezione di Haworth

Si disegna l’anello come se fosse piano, visto di lato, con l’ossigeno in alto a destra. Gli atomi di carbonio sono numerati e disposti in senso orario partendo da C₁ a destra. Passando dalle formule di Fisher a quelle di Haworth, gli ossidrili che sono a destra nella prima risultano in basso nella seconda. Il gruppo –CH₂OH sta sopra nelle proiezioni di Haworth dagli zuccheri della serie D; sotto in quelle della serie L.

L’anomero α ha l’ossidrile emiacetalico dalla stessa parte dell’ossidrile del secondo atomo di carbonio (rispetto al carbonile) mentre nell’anomero β è dalla parte opposta e quindi al di sopra del piano.

Monosaccaridi

I monosaccaridi sono sostanze neutre, cristallizzabili e molto idrosolubili. Sono riducenti grazie alla presenza della forma aperta.

Glucosio

La forma aperta del glucosio si pone in equilibrio con due forme cicliche derivate dalla relazione fra l’ossidrile del C-5 e il carbonio carbonilico. Si formano due stereoisomeri (non sono però una coppia di enantiomeri) che prendono il nome di anomeri α e β. Gli anomeri α e β differiscono solo nella collocazione spaziale del nuovo ossidrile emiacetalico. Questo ha una grande importanza in campo alimentare. Basta infatti pensare che la nostra principale fonte di energia, l’amido, è un polimero dell’anomero α del glucosio, mentre la cellulosa, polimero dell’anomero β, è molto più abbondante in natura dell’amido, ma non è digeribile e quindi non sfruttabile dal punto di vista energetico. Le unità monomeriche sono legate una volta β(1-4) e una volta α(1-4). L’uomo non ha gli enzimi che scindono il legame β (1-4), ma ha le amilasi che scindono il legame α (1-4).

Il D (+) glucosio è il monosaccaride più diffuso in natura nel regno animale e in quello vegetale. È il glucide più rilevante dal punto di vista metabolico. È uno zucchero riducente (perché l’equilibrio delle tre forme, in soluzione acquosa, garantisce la presenza della forma aperta col carbonile libero e man mano che tale forma reagisce l’equilibrio si sposta progressivamente verso di essa). Meno dolce del saccarosio.

Galattosio

È un monosaccaride molto importante. Galattosemia è una patologia per cui il galattosio non viene metabolizzato e convertito poi al glucosio e quindi rimane come sostanza tossica in forma di galattitolo, il che porta a morte o gravi problemi.

Fruttosio

Il fruttosio è uno zucchero molto importante. Si trova in genere in cicli di 5 atomi a struttura furanosica. Il fruttosio si trova nella frutta e nelle mele ed è uno zucchero riducente. Lo ritroviamo nei bar come dolcificante ed è consigliato nella dieta dei diabetici. Il fruttosio non necessita dell’insulina.

Disaccaridi

I disaccaridi sono dovuti all’unione di due unità monosaccaridiche. Il legame tra gli ossidrili dei due monosi, almeno uno dei quali è emiacetalico, avviene con l’eliminazione di una molecola d’acqua. I legami glicosidici si possono distinguere in:

• α-glicosidici: legame tra α-OH su C1 e OH su C4 o altri carbonio;
• β-glicosidici: legame tra β-OH su C1 e OH su C4 o altri carbonio.

Maltosio

Il maltosio è un disaccaride interessante, formato da due unità di glucosio unite da legame α(1-4). Lo si può ottenere dall’amido. Il maltosio può essere scisso in glucosio dalla maltasi. È uno zucchero riducente, perché l’unità 4 si può aprire e quindi avere l’unità aldeidica.

Lattosio

È un disaccaride formato da un’unità di galattosio e una di glucosio legati da un legame β(1-4) glicosidico. È lo zucchero principale presente nel latte umano e in quello di mucca.

Saccarosio

È uno zucchero formato da un’unità di glucosio e una di fruttosio.