Nutrizione Applicata (Riso)

NUTRIZIONE APPLICATA – RISO

INTRODUZIONE

Nutrizione applicata: traslazione della ricerca e della teoria della nutrizione alla pratica. Gli

obiettivi sono: esaminare il metabolismo, le azioni fisiologiche e le interazioni dei macronutrienti,

esplorare i principi nutrizionali nel trattamento/prevenzione delle malattie, studiare tecniche e

metodi utilizzati nella ricerca nutrizionale e nell’adozione di comportamenti sani e riconoscere i

fattori che influenzano le pratiche nutrizionali.

Siamo un sistema dinamico che cerca di raggiungere l’omeostasi con ciò con cui entra in contatto;

siamo esposti a vari nutrienti, che definiscono il nostro fenotipo. Perciò la nutrizione è un aspetto

fondamentale e la dieta influenza la durata della vita e la suscettibilità alle malattie.

Sono da considerare i vari fattori ambientali a cui siamo esposti (alimentazione, stile di vita,

attività fisica…), la trasmissione di determinate caratteristiche dai genitori e la sensibilità a certi

rischi.

A livello globale si ha un problema di sottonutrizione (3,5 mln di morti/anno) e di sovranutrizione

(obesità); la nutrizione intermedia (poor nutrition) si verifica quando l’alimentazione non è

adeguata a una determinata popolazione.

I fattori associati all’aumento di obesità e delle malattie croniche riguardano lo stile di vita, in

particolare il consumo elevato di alimenti a elevata densità energetica e poveri in nutrienti, basso

consumo di frutta e verdura, livelli ridotti di attività fisica e uso di tabacco. Bisogna considerare

l’ambiente intorno alle persone obese: poca disponibilità di cibo adeguato, scarsa educazione e

informazione, fattori familiari e infrastrutture insufficienti.

La popolazione viene suddivisa in: resistente e predisposta all’obesità, in base a quanto aumenta il

BMI in un ambiente restrittivo.

Altri problemi sono rappresentati dal diabete, che sta aumentando negli ultimi anni, e

dall’invecchiamento della popolazione. L’Italia ha un’aspettativa di vita di 80 anni per i maschi e 85

anni per le femmine e le malattie non trasmissibili sono le principali cause di morte.

LARN

La scienza della nutrizione, e quindi anche le raccomandazioni, è in continua evoluzione. All’inizio

era incentrata sulle indicazioni nutrizionali che avevano come obiettivo la prevenzione delle

carenze dietetiche, poi si è passati alla determinazione degli standard nutrizionali (apporti di E e di

nutrienti stabiliti in funzione delle caratteristiche dei gruppi di individui al fine di coprirne i vari

fabbisogni, ciò sta alla base di una dieta equilibrata) e infine la dieta è stata messa in relazione con

la promozione dello stato di salute e benessere (dieta ottimale).

Il concetto di adeguatezza nutrizionale diventa un concetto molto più completo e complesso:

• Prevenzione delle manifestazioni cliniche da carenza

• Mantenimento delle riserve dei nutrienti nell’organismo

• Mantenimento delle funzioni biochimiche-fisiologiche

• Prevenzione nutrizionale delle malattie e relazione della dieta con morbosità e mortalità. 1

Principi e obiettivi dei LARN

• Identificano valori di riferimento per la dieta nella popolazione e nel singolo individuo sano

• Sono fondati su criteri di natura biologica e preventiva

• Possono essere usati per la sorveglianza nutrizionale e in dietetica

• Formano la base per definire strumenti come Linee Guida e obiettivi nutrizionali

Possono essere utili per:

• Pianificare la politica di approvvigionamenti alimentari nazionali e l’alimentazione di comunità

• Informare, educare, essere di riferimento per l’industria alimentare.

Come vengono calcolati i fabbisogni?

I fabbisogni variano a seconda dell’età, sesso, condizione fisiologica e livello di attività fisica e

quindi devono essere stimati considerando gruppi di individui il più possibile omogenei. In ogni

gruppo ci sarà comunque una variabilità inter-individuale ed è necessario conoscerla per rendere

possibile il calcolo del valore che soddisfa la necessità della maggior parte degli individui.

I fabbisogni dei nutrienti si distribuiscono in modo normale (curva gaussiana):

Livello di assunzione: a metà delle

ascisse, soddisfa il fabbisogno del 50%

dei soggetti.

Soglia minima di apporto: all’inizio

dell’ascissa, la maggior parte degli

individui non mantiene l’integrità

metabolica.

Assunzione raccomandata per il

nutriente: copre la necessità di almeno il

97.5% della popolazione ed è pari al

valore medio + 2 DS, assicura un

margine di sicurezza.

Valori di riferimento dei nuovi LARN:

• AR (fabbisogno medio): livello di assunzione del nutriente sufficiente a soddisfare il fabbisogno

del 50% di soggetti sani in uno specifico gruppo di popolazione

• PRI (assunzione raccomandata per la popolazione): livello di assunzione del nutriente

sufficiente a soddisfare il fabbisogno del 97,5% di soggetti sani in uno specifico gruppo

• AI (apporto adeguato): livello di assunzione del nutriente che assumiamo essere adeguato a

soddisfare i fabbisogni della popolazione, si ricava dagli apporti medi osservati in una

popolazione apparentemente sana ed esente da carenze manifeste. Si basa su un approccio

epidemiologico: quantità media assunta nella popolazione sana.

• UL (livello massimo tollerabile di assunzione): rapporto giornaliero medio in un intervallo

significativo di tempo che non si associa a eventi avversi sulla salute, non deve essere

considerato equivalente a un valore di assunzione raccomandato. Nel LARN sono stati applicati

gli eventuali UL definiti a livello europeo dall’EFSA. In alcuni casi gli UL possono essere fissati a

scopo precauzionale, anche in assenza di dati tossicologici, basandosi sulle stime dei dati di

introduzione estremi di una popolazione apparentemente sana.

• RI (intervallo di riferimento per l’assunzione di macronutrienti): ha lo scopo di fornire una dieta

adeguata per ciò che riguarda l’introduzione di macro e micronutrienti, è definito sulla base

delle evidenze epidemiologiche di rischi associati a introduzione troppo basse/alte del nutriente

e deve anche tener conto della dieta della popolazione apparentemente sana per poter essere

applicativo. La presenza di un intervallo di valore non deve essere intesa come indicazione di 2

assumere i valori estremi dei nutrienti, ma come indicazione di rischio di potenziale

inadeguatezza per le assunzioni che ricadono al di fuori di tale intervallo.

• SDT (obiettivo nutrizionale per la prevenzione): obiettivi quantitativi o qualitativi di assunzione

di nutrienti/alimenti/bevande, il cui raggiungimento indica la riduzione del rischio di malattie

cronico-degenerative nella popolazione. Il rischio di malattie cronico-degenerative dipende da

fattori legati alla dieta e da abitudini alimentari, quindi è difficile elaborare raccomandazioni

quantitative per la popolazione, perché bisognerebbe analizzare caso per caso.

AR e PRI AI UL SDT

Proteine x > 60 anni

Vitamine C, tiamina, riboflavina, niacina, B , Acido pantotenico, B , niacina, folati, D

6 6

folati, A e D. biotina, E e K e E

Minerali Ca, P, Mg, Fe, Zn, Cu e Se Na, K, Cl, I, Mn, Ca, Mg, Zn, Cu, Se, I, Na e Cl

Cromo e Fluoro Fluoro

Fibra x x

Grassi AG saturi, AG trans e

colesterolo

Altro Nutrienti per lattanti, Alimenti a basso GI, Fru,

EPA e DHA carboidrati semplici

I valori di riferimento dell’E sono fondamentali e sono forniti per gruppi ristretti e ben distinti di

popolazione, suddivisi per sesso, età, caratteristiche antropometriche e tipo di attività fisica svolta

e corrispondono alla media dei fabbisogni. I valori sono esemplificativi, non normativi.

Classi d’età e pesi 2

Il valore del peso di riferimento è definito scegliendo un BMI pari a 22,5 kg/m , che rappresenta il

limite inferiore dell’intervallo di peso corporeo associato al minimo rischio di mortalità.

Per il gruppo “adulti” è considerato il peso a 20 anni, arrotondato a 60 kg (♀) e 70 kg (♂).

Il progressivo aumento ponderale con l’età nella popolazione italiana è dovuto a un aumento della

massa adiposa e pertanto non è direttamente associabile a una variazione dei comparti

metabolicamente attivi dell’organismo. I dati sperimentali riguardanti i fabbisogni sono disponibili

per gli adulti, i valori di riferimento per altri gruppi richiedono un’estrapolazione dei dati.

Ruolo applicativo dei LARN

I LARN possono essere utilizzati con diversi obiettivi di ricerca e pianificazione nutrizionale, in

particolare valutazione dello stato nutrizionale e prescrizione dietetica. In entrambi i casi bisogna

fare un’analisi a livello individuale e o di comunità. 3

Uso dei LARN per la valutazione dello stato di nutrizione o per la sorveglianza nutrizionale

Qual è il rischio di inadeguatezza dell’assunzione per difetto o per eccesso nel gruppo target?

IN GRUPPI DI POPOLAZIONE A LIVELLO INDIVIDUALE

AR La proporzione del gruppo con introduzione usuale AR Usare per esaminare la probabilità che l’introduzione

inferiore all’AR è una stima della prevalenza di usuale sia inadeguata (con informazioni sulla variabilità

inadeguatezza riguardo a fabbisogno e introduzione).

PRI Da non usare per stimare l’inadeguatezza degli apporti, ci PRI Un’introduzione abituale pari o superiore al PRI si associa

dà un risultato estremamente sbagliato a una bassa probabilità di inadeguatezza.

AI Un’introduzione mediana ≥ all’Ai implica una bassa AI Un’introduzione mediana pari o superiore all’AI implica

prevalenza di inadeguatezza. Nessuna considerazione una bassa prevalenza di inadeguatezza. Nessuna

può essere fatta se l’introduzione mediana è < all’AI considerazione può essere fatta se l’introduzione è

UL La proporzione del gruppo con introduzione abituale inferiore all’AI.

superiore all’UL può considerarsi a rischio di effetti UL Un’introduzione abituale al di sopra dell’UL aumenta il

avversi da apporti eccessivi rischio di effetti avversi.

Utilizzo dei LARN in dietetica

Come riduco il rischio di inadeguatezza dell’assunzione per difetto/eccesso nel gruppo target?

IN GRUPPI DI POPOLAZIONE

Ridurre al minimo la proporzione di popolazione con A LIVELLO INDIVIDUALE

AR apporti al di sotto dell’AR. L’apporto medio potrebbe AR Non utilizzare l’AR come obiettivo di

risultare superiore al PRI. introduzione. Questo livello si associa ad una

PRI Un ragionevole punto di partenza è considerare i PRI come probabilità di inadeguatezza di circa il 50%.

livello di assunzione del nutriente che va garantito, anche PRI Mirare a questo livello di introduzione per

se nel caso di alcuni nutrienti si possono scegliere livelli più minimizzare la probabilità di inadeguatezza.

alti del PRI. AI Garantire questo livello di introduzione per

AI Pianificare un’introduzione mediana pari all’AI per ridurre minimizzare la probabilità di inadeguatezza.

al minimo il rischio di inadeguatezza. UL Mirare a un apporto abituale al di sotto dell’UL

UL Pianificare per minimizzare la proporzione del gruppo con per evitare rischi di effetti avversi.

introduzione al di sopra dell’UL e ridurre il rischio di effetti

avversi.

I LARN definiscono i fabbisogni di uno specifico nutriente e non sono direttamente applicabili nella

pratica e le Linee Guida per una sana alimentazione indicano i consumi alimentari per raggiungere

i fabbisogni adatti culturalmente in base ai modelli alimentari in uso, ai cibi rappresentativi della

dieta nazionale e alle tradizioni.

Per alcune sostanze (carotenoidi, polifenoli e glucosinolati) non è possibile indicare livelli di

assunzione di riferimento per la popolazione. Una dieta equilibrata, varia e ricca di alimenti di

origine vegetale è la strategia migliore per garantire un apporto sufficiente in termini salutistici.

Ogni nazione ha i propri livelli di rifermento, l’EFSA ha cercato di unificare i valori.

FABBISOGNI DI ENERGIA

I valori di riferimento per l’introduzione di E vengono forniti per gruppi ristretti e ben distinti di

popolazione, suddividi in base al sesso, peso e attività fisica svolta.

L’organismo umano di trova in condizione di continuo scambio energetico con il mondo esterno e

questi scambi di E sono regolati dal 1° e 2° principio della termodinamica. 4

1° legge: l’energia non può essere né creata né distrutta, ma solo trasformata da una forma in

un’altra o trasferita da un sistema a un altro. In ogni trasformazione la variazione dell’E di un

int

sistema è pari alla somma del calore e del lavoro scambiati tra il sistema e l’ambiente.

2° legge: qualunque “macchina termica” può trasformare in lavoro solo una parte del calore che

assorbe, una parte viene ceduta all’esterno.

Il nostro organismo deve essere in equilibrio, altrimenti non funziona correttamente. La spesa

energetica serve per: lavoro meccanico, reazioni di sintesi, trasporto di membrana, generazione e

conduzione di segnali, produzione di calore, detossificazione e degradazione.

Processi di ossido-riduzione a livello cellulare ci portano all’ottenimento di E

1. Macromolecole scisse in unità come zuccheri semplici, aa, AG

2. Degradazione ulteriore a poche unità

3. Ciclo dell’acido citrico e fosforilazione ossidativa

Le molecole vengono completamente ossidate e viene prodotta ATP.

Ogni ossidazione ha un’efficienza < 100%. L’unità di misura delle reazioni energetiche è la Kcal (1

kcal = 4.1856 kJ)

Il contenuto energetico degli alimenti si determina attraverso la bomba calorimetrica, in cui si

valuta il calore prodotto o l’O consumato durante la combustione dell’alimento. I lipidi e i

2

carboidrati contengono C e H che vengono ossidati (CO +H O), nelle proteine N è convertito in NO.

2 2

RQ (quoziente respiratorio) = moli CO /moli O

2 2

Q (calore di combustione) = energia prodotta (Kcal)/substrato ossidato (g)

q (resa energetica per litro di O ) = energia prodotta (Kcal)/O consumato (L)

2 2

CARBIDRATI PROTEINE LIPIDI

RQ 1 0,83 0,71

Q 4 kcal/g 4 kcal/g 9 kcal/g

q 5 kcal/L 4,6 kcal/L 4,7 kcal/L

Ossidazione del Glu: C H O + 6O → 6CO + 6H O + energia

6 12 6 2 2 2

ENERGIA ENERGIA DIGERIBILE (Kcal/g) ENERGIA ENERGIA METABOLIZZABILE NETTA (Kcal/g)

PROPRIA DI (E assorbita a livello METABOLIZZABILE (E effettivamente sfruttata per sintesi di

ALIMENTI (Kcal/g) intestinale) (Kcal/g) ATP)

CARBOIDRATI 4.1 4.0 4.0 4.0

DISPONIBILI

LIPIDI 9.5 9.0 9.0 9.0

PROTEINE 5.6 5.2 4.0 3.2

ETANOLO 7.1 7.1 7.0 6.3

Bilancio energetico

Consiste in una continua alternanza tra bilancio energetico positivo e negativo.

Contenuto energetico del corpo umano

PESO 56kg

Proteine 11 kg x 5 = 55.000 kcal (x 4 se si considera l’E disponibile)

Lipidi 9 kg x 9 = 81.000 kcal

Carboidrati 1 kg x 4 = 4.000 kcal

ENERGIA TOTALE 140.000 kcal

Il contenuto di grasso nella donna è > rispetto a quello nei maschi, che più massa magra. 5

Dispendio energetico (TEE): consumo globale di energia nelle 24 h

• Metabolismo basale (55-70%): quota minima di E richiesta dall’organismo in condizioni

stazionarie per lo svolgimento di attività necessarie al mantenimento e funzionamento dei vari

tessuti. Gli organi che utilizzano più E sono il fegato, cervello e cuore (> 60%) e muscolo (20%).

Il MB è direttamente proporzionale alla massa magra (FFM, 80% della variabilità

interindividuale) ed è influenzato da peso, sesso, età, stress, innalzamento della T ,

corporea

condizioni fisiologiche particolari e fattori genetici. Il MB diminuisce con l’età e si riduce fino al

30% dopo i 70 anni e durante il sonno si abbassa del 7%. È espresso in MJ/die e l’equazione

utilizzata nei LARN è quella di Schofield. Il MB può essere misurato per:

• Calorimetria diretta

• Calorimetria indiretta

• Equazioni predittive: si commette un errore del 10% per l’individuo e < 5% per un gruppo

di individui rispetto alla determinazione con i metodi diretti e indiretti.

• Termogenesi (7-15%): incremento del dispendio energetico prodotto dall’assunzione di

alimenti. È suddivisa in facoltativa (legata alla quantità di alimenti assunti) e obbligatoria

(digestione, assorbimento, trasporto, trasformazione e immagazzinamento dei nutrienti).

Dipende dal contenuto in nutrienti: 2-5% lipidi, 5-10% carboidrati e 20-30% proteine e 10%

dieta mista. Il TEE può aumentare a causa di stimoli specifici (T, fumo, farmaci, caffeina…)

Si ipotizza che esistano dei meccanismi di compenso che rispondono a deficit/eccesso di

apporto energetico nel lungo termine (termogenesi adattiva): sono coinvolti il muscolo

scheletrico, il turnover proteico e il tessuto adiposo bruno.

• Attività fisica (>15%, fino a 2-3 volte del MB): è una componente altamente variabile. Il costo

energetico di ciascuna attività viene espresso in funzione dell’incremento del dispendio

energetico prodotto. Il dispendio energetico di molte attività è stato determinato mediante

metodi calorimetrici indiretti. La parte di E richiesta per l’attività fisica volontaria si calcola in

multipli del metabolismo basale, ogni attività corrisponde a indici energetici integrati (IEI).

Attraverso tabelle di registrazione dell’attività fisica è possibile risalire al dispendio energetico.

Il valore di spesa energetica sulle 24h si chiama Livello di Attività Fisica (LAF) ed è espresso in

multipli del MB. Il LAF risulta dalla media ponderata dei singoli IEI ed include anche il costo

energetico del sonno e di altri periodi di inattività. Se si proporziona alla settimana/mese/anno si

ha il LAF medio.

Fabbisogno ener