LICEO SCIENTIFICO E LINGUISTICO STATALE DI CECCANO NON SOLO LA QUANTITA FA LA DIFFERENZA SCELTE CONSAPEVOLI PER UN ALIMENTAZIONE CORRETTA

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1 LICEO SCIENTIFICO E LINGUISTICO STATALE DI CECCANO NON SOLO LA QUANTITA FA LA DIFFERENZA SCELTE CONSAPEVOLI PER UN ALIMENTAZIONE CORRETTA Prof.ssa Laura Vardè

2 NUTRIENTI UULIZZAZIONE DEI NUTRIENTI - DIGESTIONE E ASSORBIMENTO - METABOLISMO ENERGETICO - ANABOLISMO IL PERCORSO BASI CHIMICHE E FISICHE DELLE TRASFORMAZIONI DEI NUTRIENTI ELABORAZIONE DIETA - ALIMENTAZIONE CORRETTA - CLASSIFICAZIONE, COMPOSIZIONE CHIMICA E - VALORE ENERGETICO DEGLI ALIMENTI - FABBISOGNO ENERGETICO DIETA

3 PERCHE CI ALIMENTIAMO Per scopi nutrizionali, ossia spinj da esigenze e fabbisogni premamente fisiologici Per piacere I "principi nutri:vi" o "nutrien:" presen: negli Alimen: si dis:nguono in macro e micronutrien: a seconda della quan:tà di cui ne necessita l organismo. I macronutrien: sono quelli che devono essere assun: in maggiore quan:tà, i micronutrien: quelli per cui sono sufficien: quan:tà esigue.

4 I macronutrienj:proteine, carboidraj e lipidi, hanno funzione plasjca ed energejca. trigliceride glucosio colesterolo amido proteina Composizione chimica e caramerisjche strumurali, classificazione, funzione negli organismi vivenj, principali fonj alimentari, amminoacidi e acidi grassi essenziali, gli acidi grassi trans. UJlizzo dei modelli molecolari componibili per le strumure delle molecole.

5 I micronutrienb: vitamine e Sali minerali, con funzione regolatrice e protesva. Vitamina C micronutrienj Vitamine: classificazione in idrosolubili e liposolubili, loro funzione e fonj alimentari. Sali minerali:classificazione in macro e microelemenj, loro funzione e fonj alimentari. L acqua: le funzioni che svolge nell organismo e la sua distribuzione nel comparjmento intra ed extracellulare. La presenza di acqua negli alimenj La Fibra alimentare: i componenj della fibra alimentare, il suo ruolo nella prevenzione delle patologie metaboliche, le fonj alimentari. L alcool ejlico: l etanolo interessa la nutrizione perché rappresenta sia un nutriente in grado di fornire energia che una sostanza in grado di interferire sull u:lizzazione di altri nutrienj. Gli effes negajvi dell alcool sull organismo umano.

6 Basi chimiche e fisiche delle trasformazioni dei nutrienj Le trasformazioni chimiche dei nutrien2: vie metaboliche o metabolismo Anabolismo Catabolismo Principali reazioni chimiche coinvolte: idrolisi, sintesi, isomerizzazione, trasferimento di un gruppo fosfato da un substrato ad un altro, reazioni di ossido- riduzione. Gli organismi viven: richiedono un con:nuo apporto di energia libera necessaria per produrre lavoro meccanico durante la contrazione muscolare, per il trasporto arvo di molecole e ioni e per la sintesi di macromolecole e altre biomolecole a par:re da molecole più semplici. Gli aspe6 energe2ci delle trasformazioni chimiche ENERGIA Energia, lavoro, calore, Energia chimica: energia potenziale immagazzinata nei legami chimici Reazioni esotermiche ed endotermiche, primo principio della termodinamica, le reazioni termodinamicamente possibili ed il secondo principio della termodinamica, le reazioni accoppiate.

7 L energia libera u:lizzata dalle cellule viene ricavata dall ossidazione delle sostanze nutri:ve Le reazioni di combusbone C 6 H 12 O 6 (s) + 6O 2 (g) 6CO 2 (g) + 6H 2 O(l) + 32 ATP + Q C 6 H 12 O 6 (s) + 6O 2 (g) 6CO 2 (g) + 6H 2 O(l) + Q Q= 686 Kcal/mol ΔG = kcal/mol 32 ATP = 234 Kcal/mol efficienza 34% Il potere calorifico dei nutrienb,essendo determinato per via calorimetrica, è espresso in Kcal, il lavoro si esprime in joule. 1Kcal = 4,186KJ

8 L ATP è la moneta energejca universale nei sistemi biologici. Le reazioni esoergoniche producono i legami ad alta energia di idrolisi dell ATP che vengono ujlizzaj per rendere possibili le reazioni termodinamicamente sfavorite quali quelle endoergoniche (reazioni accoppiate)

9 INTRODUZIONE ALL UTILIZZAZIONE DEI NUTRIENTI Le cellule di tur gli organi e tessu: ricevono sostanze nutri:ve e le u:lizzano, alcuni nutrien: svolgono il loro ruolo in modo preminente in specifici organi o tessu:, alcuni tessu:, auraverso i loro secre:, influenzano significa:vamente l u:lizzazione dei nutrien:, l u:lizzazione degli alimen: e dei nutrien: comporta la produzione di sostanze rifiuto che vengono eliminate auraverso il sistema digerente, il sistema respiratorio ed il sistema escretore. Organizzazione Gerarchica del corpo umano: Cellula Tessuto Organo Sistema Organismo I tessu:: generalità sui tessu: epiteliale, connervo,endocrino e muscolare. I sistemi: l insieme dei sistemi che cos:tuiscono l organismo umano e la loro cooperazione per assolvere le funzioni vitali Osservazione al microscopio orco di prepara: istologici

10 UTILIZZAZIONE DEI NUTRIENTI DIGESTIONE E ASSORBIMENTO L u:lizzazione degli alimen: è la modalità auraverso la quale possono essere soddisfar ogni giorno i bisogni nutrizionali dell organismo. L apparato digerente nel suo complesso è deputato al correuo u:lizzo degli alimen:, auraverso i processi della diges:one e assorbimento. Anatomia e fisiologia dell apparato digerente: anatomia dell apparato digerente digesjone meccanica e chimica, fonj e funzione degli enzimi digesjvi. Funzione delle ghiandole salivari, del fegato, del pancreas e bile. L assorbimento dei prodos della digesjone. Azione dell amilasi salivare sull amido (saggio con il rearvo di Lugol) Un alternajva al classico saggio può essere quella di eseguire la prova ujlizzando oltre alla saliva anche l enzima purificato. In questo caso confrontando i risultaj tra il campione contenente la saliva e quello contente l enzima, si può dimostrare la presenza di amilasi nella saliva.

11 METABOLISMO INTERMEDIO All interno delle cellule le molecole delle sostanze nutri:ve vengono trasformate auraverso sequenze di reazioni chimiche che cos:tuiscono il metabolismo intermedio Le vie metaboliche possono comportare o il rilascio dell energia accumulata nei nutrien: o la rielaborazione dei nutrien: con sintesi di compos: aven: funzione plas:ca o di riserva di energe:ca o regolatrice Metabolismo energe2co :glicolisi, ciclo di krebs, fosforilazione ossida:va, bilancio energe:co. Confronto tra il bilancio energe:co dell ossidazione completa di una mole di glucosio e di una mole di acido grasso C16. Anabolismo: asper generali della sintesi delle proteine, dei lipidi e carboidra:. Interconversione dei nutrien:. Riflessioni sul des:no metabolico dei nutrien: in funzione dell introito alimentare.

12 METABOLISMO ENERGETICO Le vie cataboliche di CarboidraJ, Lipidi e Proteine portano alla produzione di un metabolita comune: AceJl- CoA 2ADP 2 ADP 2ATP 2 ATP 3ATP 3 3 ADP 3ADP 25 ATP 25ATP 25 ATP 25ADP 2ATP 2ATP C 6 H 12 O 6 +6O 2 GLUCOSIO C 16 H 32 O O 2 ACIDO PALMITICO 6CO 2 + 6H 2 O + 32 ATP 16CO H 2 O ATP

13 ANABOLISMO Sintesi di biomolecole a parjre dai prodos intermedi della respirazione cellulare. ATP ATP necessario per le biosintesi gruppi amminici Ciclo di Krebs acebl- CoA SINTESI DEL GLUCOSIO piruvato G3P glucosio amminoacidi acidi grassi glicerolo proteine lipidi polisaccaridi

14 ELABORAZIONE DIETA ALIMENTAZIONE CORRETTA Alimentarsi in modo correuo ed equilibrato è fondamentale per mantenere il peso corporeo costante, un buono stato di salute, una maggiore efficienza dell organismo e prevenire patologie. Abitudini alimentari non correme e loro conseguenze sulla salute umana Per alimentazione equilibrata o bilanciata si intende un modo di alimentarsi correuo sia dal punto di vista quan:ta:vo che qualita:vo. I nutrienj essenziali, differenze qualitajve tra proteine animali e vegetali Per essere equilibrata l'alimentazione deve anche essere varia, ossia deve comprendere tuue le diverse categorie di cibi, allo scopo di assicurare che tur i nutrien: vengano assun: nelle quan:tà di cui l'organismo ha bisogno. Differenze qualita:ve tra le proteine animali e quelle vegetali. Il ruolo delle vitamine e dei Sali minerali

15 CLASSIFICAZIONE, COMPOSIZIONE CHIMICA E VALORE ENERGETICO DEGLI ALIMENTI Ricerca dei nutrienj negli alimenj: carboidraj in generale (saggio di Molish); amido (saggio con il reasvo di Lugol); proteine (saggio del biureto); lipidi (saggio con il reasvo Sudan III). Determinazione del potere calorifico di alcuni nutrienj alimenj con la bomba calorimetrica. ESERCITAZIONE sul calcolo della composizione chimica e del valore energejco di determinate quanjtà di alimenj, singoli pasj e schemi dietejci giornalieri. Cereali, loro derivaj e tuberi FruMa e ortaggi LaMe e derivaj Grassi da condimento Carne, pesce, uova, legumi secchi TABELLE DI COMPOSIZIONE DEGLI ALIMENTI

16 ENERGIA DEI NUTRIENTI PRINCIPI NUTRITIVI NELLA BOMBA CALORIMETRICA NELL ORGANISMO CARBOIDRATI 4,1 kcal/g 4 Kcal/g LIPIDI 9,3 Kcal/g 9 Kcal/g PROTEINE 5,6 Kcal/g 4 Kcal/g

17 QUANTI NUTRIENTI ASSUMERE E QUALI SONO LE FONTI MIGLIORI I LARN I LARN (Livelli di Assunzione RaccomandaJ di Energia e NutrienJ). Per un individuo adulto FE = 2000 Kcal/die 55-65% carboidrab di cui 10-12% zuccheri 25 % lipidi (< 10 % saturi; 15% monoinsaturi, 3-4 % polinsaturi) 15-20% Proteine (0,75 g/kg Pc) PIRAMIDE ALIMENTARE ITALIANA 1,5-2 L di acqua vitamine e Sali minerali ESERCITAZIONE SU ASSOCIAZIONI DI ALIMENTI E COMPOSIZIONE DI PASTI

18 Fabbisogno energejco (FE) Il fabbisogno energe2co è definito come l apporto di energia di origine alimentare des2nato a compensare la spesa energe2ca di individui che mantengono un livello di arvità fisica economicamente necessaria e che abbiano dimensioni e composizione corporea compa:bile con un buono stato di salute. Il fabbisogno energe:co varia in funzione dell età, sesso, peso corporeo, altezza, arvità lavora:va, arvità fisica e della condizione fisiologica. PER MANTENERE COSTANTE IL PESO CORPOREO: INTROITO CALORICO = FE Introito calorico < FE < Introito calorico Peso corporeo Peso corporeo IL Fabbisogno EnergeBco si sbma considerando il metabolismo basale e l ayvità fisica.

19 Metabolismo Basale (MB) o a riposo: l insieme dei consumi energejci Necessari per svolgere le normali e fisiologiche asvità vegetajve. SBma del metabolismo basale amraverso l opportuna formula Classe di età Calcolo del MB (Kcal/die) parbre dal Peso Corporeo (Pc) Calcolo del MB (Kcal/die) a parbre dal peso corporeo (Pc) e statura (A) Maschi ,7 x Pc ,2 x Pc +136 A ,3 x Pc ,6 x Pc ,9 x Pc +700 > 75 8,4 x Pc +819 Femmine ,4 x Pc ,36 x Pc +466 A ,7 xpc ,7 x Pc ,2 x Pc > 75 9,8 x Pc +624

20 STIMA DEL PESO CORPOREO IDEALE Calcolo dell indice di massa corporea (IMC) Per gli individui adulb Intervalli di valori di IMC e loro significato: IMC = P (Kg) h 2 (m 2 ) < 18,5 somopeso; 18,5-24,9 Normopeso; 25-29,9 Sovrappeso; 30-34,9 Obesità classei; 35-39,9 Obesità classe II; >40 Obesità classe III Pc = Valore medio di IMC (18,5 24,9) x h 2 = 22 (Kg ) x h 2 (m²) (m²) In alternajva si possono ujlizzare le formule proposte da vari autori Per gli adolescenb si usano i grafici con le curve percenjle dell IMC. Pc = IMC (Kg ) x h 2 (m²) (m²) Si può ujlizzare anche la formula dell IMC per SJmare l indice di massa corporea effesvo

21 Costo energebco dovuto alle diverse ayvità fisiche: vanno considerate tume le asvità fisiche svolte nell arco della giornata ed il tempo dedicato a ciascuna di essa. TuMavia, si può adomare un modello di semplificazione ujlizzando valori medi dei livelli di asvità fisica (LAF) Livelli di ayvità fisica MODERATA giornaliera proposb per gli adolescenb Livelli di ayvità fisica (LAF) giornaliera per adulb e anziani Età (anni) Maschi Femmine AYvità leggera AYvità moderata STIMA DEL FABBISOGNO ENERGETICO (Kcal/die) = MB X LAF AYvità pesante 10 1,76 1,65 AdulJ Maschi 1,55 1,77 2, ,73 1,63 Femmine 1,56 1,64 1, ,69 1, ,67 1, ,65 1, ,62 1,54 Anziani Maschi 1, ,60 1,53 Femmine 1, ,60 1,52

22 FORMAZIONE DIETA FABBISOGNO ENERGETICO TABELLE DI COMPOSIZIONE DEGLI ALIMENTI DIETA I LARN RIPARTIZIONE DEI NUTRIENTI E DELL ENERGIA NEI SINGOLI PASTI ELABORAZIONE DIETA SETTIMANALE BILANCIATA dove in ogni schema giornaliero devono essere RiportaJ: il valore delle Kcal totali, la quanjtà percentuale delle Kcal fornite da ciascun macronutriente (come suggerito dai LARN), la quanjtà in grammi dei principali micronutrienj e della fibra.

23 A PRANZO UN PACCO DI BISCOTTI OPPURE UN PIATTO DI PASTA? 80 g di pasta + 40g di pomodoro+10 g di parmigiano+10 g di olio = 160g 160 g di biscos al cioccolato Pasta (con condimento = 160 g) BiscoY (160 g) Valore energejco Kcal/KJ 419,4 /1755,6 819,2 / 3429,2 CarboidraJ totali g 64,5 97,28 Zuccheri g 4,6 34,4 Grassi g 14,0 41,6 - Saturi g 3,72 23,36 - Monoinsaturi g 8,6 - - Polinsaturi g 1,8 - Fibre g 2,5 4 Proteine g 12, non solo la quanbtà fa la differenza!