PRINCIPI DI NUTRIZIONE

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1 Testo di studio per l insegnamento di Alimentazione e Nutrizione Umana L-22 (5 C.F.U.) PRINCIPI DI NUTRIZIONE Biagi, Di Giulio, Fiorilli, Lorenzini Casa Editrice Ambrosiana

2 Che differenza c è tra: ALIMENTAZIONE NUTRIZIONE

3 ALIMENTAZIONE PROCESSO VOLONTARIO SCELTA DELL ALIMENTO PREPARAZIONE DEL CIBO INTRODUZIONE IN BOCCA

4 NUTRIZIONE PROCESSO QUASI DEL TUTTO INVOLONTARIO TRASFORMAZIONE DEL CIBO ALL INTERNO DELL ORGANISMO DIGESTIONE DEI PRINCIPI NUTRITIVI ASSORBIMENTO DEI NUTRIENTI TRASPORTO DEI NUTRIENTI NEI TESSUTI ALIMENTAZIONE NECESSARIA NUTRIZIONE

5 COMPLETATO IL TRASPORTO DEI NUTRIENTI ALLE CELLULE NUTRIZIONE BIOCHIMICA M E T A B O L I S M O CATABOLISMO ANABOLISMO

6 ALIMENTI GLI ALIMENTI O CIBI HANNO VALORE PERCHÉ L ORGANISMO PUÒ OTTENERE DA LORO I PRINCIPI ALIMENTARI DA CUI SI RICAVANO I NUTRIENTI

7 PRINCIPI ALIMENTARI I PRINCIPI ALIMENTARI, O NUTRIENTI COMPLESSI, FORNISCONO I NUTRIENTI PER IDROLISI (DIGESTIONE) ALIMENTO PRINCIPIO ALIMENTARE NUTRIENTI

8 NUTRIENTI ESSENZIALI O INDISPENSABILI 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 dà origine a segni caratteristici di malattia imputabili alla deficienza. L incapacità di crescere e i segni di deficienza caratteristici sono prevenuti e curati soltanto dal nutriente in esame o dai suoi precursori, ma non da altre sostanze.

9 NUTRIENTI ESSENZIALI O INDISPENSABILI Criteri per stabilire l essenzialità di un nutriente: Sotto un certo livello di consumo, la gravità dei segni di deficienza è inversamente proporzionale alla quantità consumata. La sostanza non può essere sintetizzata nel corpo umano in quantità adeguate, ma è richiesta per alcune importanti funzioni.

10 NUTRIENTI ESSENZIALI O INDISPENSABILI da un punto di vista Biochimico l ESSENZIALITÀ implica l incapacità, assoluta o relativa, di sintetizzare il Nutriente considerato da altre molecole presenti nel corpo umano L ESSENZIALITÀ È SPECIFICA DI UNA SPECIE E NON È UNA CARATTERISTICA ASSOLUTA DEL NUTRIENTE

11 BIODISPONIBILITÀ DEI NUTRIENTI LA FRAZIONE DI NUTRIENTE CONTENUTA NEGLI ALIMENTI CHE PUÒ ESSERE ASSORBITA E UTILIZZATA DALL ORGANISMO LA BIODISPONIBLITÀ PUÒ ESSERE INFLUENZATA DA ALTRE MOLECOLE PRESENTI NEGLI ALIMENTI O DALLA LAVORAZIONE O PREPARAZIONE DEI CIBI

12 CONTENUTO DEGLI ALIMENTI NUTRIENTI PRINCIPI NUTRITIVI MOLECOLE O SOSTANZE CHE NON FORNISCONO NUTRIENTI NON NUTRIENTI ANTINUTRIENTI PRODOTTI TOSSICI FIBRA FITOCOMPOSTI RELATIVI

13 ANTINUTRIENTI MOLECOLE CHE MODIFICANO LA BIODISPONIBILITÀ DEI NUTRIENTI FITATI OSSALATI COMPOSTI ANTITIROIDEI (TIOCIANATO) COMPLESSANO IL FERRO E IL CALCIO AVIDINA AVIDINA-BIOTINA COMPLESSANO LO IODIO A RISCHIO GLI IPOTIROIDEI

14 SOSTANZE TOSSICHE AMIGDALINA GLUCOSIDE CIANOGENETICO (PRODUCE ACIDO CIANIDRICO) SOLANINA ALCALOIDE DISTURBI GASTRO-INTESTINALI E NEUROLOGICI NITRATI e NITRITI SI COMBINANO CON LE AMMINE FORMANDO LE NITROSAMMINE (MOLECOLE CANCEROGENE) MICOTOSSINE PRODOTTE DA FUNGHI (GENOTOSSICHE, CANCEROGENICHE)

15 SOSTANZE TOSSICHE LE MICOTOSSINE SONO RESISTENTI AL CALORE E AI TRATTAMENTI CUI VENGONO NORMALMENTE SOTTOPOSTE LE DERRATE ALIMENTARI

16 SOSTANZE TOSSICHE PER INDIVIDUI SPECIFICI ALLERGENI MOLECOLE IN GRADO DI SCATENARE UNA RISPOSTA IMMUNITARIA (IgE) MANIFESTAZIONI CUTANEE SINTOMI GASTROINTESTINALI SINTOMI A CARICO DELLE VIE AEREE SUPERIORI SHOCK ANAFILATTICO

17 SOSTANZE TOSSICHE PER INDIVIDUI SPECIFICI CELIACHIA INTOLLERANZA AL GLUTINE La celiachia è un intolleranza permanente al glutine, complesso proteico presente in avena, frumento, farro, grano khorasan (di solito commercializzato come Kamut), orzo, segale, spelta e triticale (ibrido fra segale e grano). L incidenza di questa intolleranza in Italia è stimata in un soggetto ogni 100 persone PATOLOGIA AUTOIMMUNE GENETICO-AMBIENTALE SI MANIFESTA A LIVELLO DELL INTESTINO TENUE (DIGIUNO) ANTICORPI CONTRO PEPTIDI DEL GLUTINE CHE ATTACCANO ANCHE LE CELLULE DELLA MUCOSA INTESTINALE (ANTICORPI ANTI-TRANSGLUTAMINASI)

18 SOSTANZE TOSSICHE PER INDIVIDUI SPECIFICI FAVISMO G6PD GLUCOSIO-6-FOSFATO DEIDROGENASI ANEMIA EMOLITICA DETERMINATA DAL DEFICIT DI G6PD (DIFETTO GENETICO A CARICO DEL CROMOSOMA X) Agenti ossidanti VICINA, CONVICINA La carenza di G6PD risulta dunque in una minore riserva di GSH, motivo per il quale gli eritrociti degli individui G6PD carenti esauriscono più rapidamente le loro riserve di glutatione ridotto esponendoli al rischio di anemia emolitica in stati di stress ossidattivo

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20 STIAMO TRASCURANDO UNA DEFINIZIONE IMPORTANTE POSSIAMO DEFINIRE ALIMENTO QUALSIASI SOSTANZA DI ORIGINE ANIMALE O VEGETALE IN GRADO DI FORNIRE MOLECOLE UTILIZZABILI PER SVOLGERE ALMENO UNA DI QUESTE FUNZIONI: ENERGETICA PLASTICA REGOLATRICE GLUCIDI LIPIDI PROTIDI PROTIDI GLUCIDI LIPIDI VITAMINE SALI MINERALI

21 GRUPPI ALIMENTARI LATTE E DERIVATI CARNE, PESCE, UOVA LEGUMI SECCHI Funzione plastica protidi CEREALI E TUBERI GRASSI ORTAGGI E FRUTTA Funzione energetica Glucidi e lipidi Funzione protettiva e regolatrice Vitamine e Sali minerali

22 PRINCIPALI CLASSI DI MACROMOLECOLE PRESENTI NEGLI ALIMENTI

23 PIRAMIDE ALIMENTARE

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26 Processi digestivi La maggior parte dei principi nutritivi è costituita da grosse molecole polimeriche che vengono demolite in modo da liberare le unità monomeriche, i nutrienti. Questa azione avviene a livello del tratto digerente ad opera di specifici enzimi I prodotti della digestione vengono successivamente assorbiti ed attraverso il sistema circolatorio distribuiti a tutte le cellule dell organismo La digestione è controllata dal sistema nervoso autonomo

27 L insieme dei processi digestivi si realizza attraverso una complessa sequenza di eventi chimici: 1. Omogeneizzazione meccanica del cibo 2. Secrezione di enzimi digestivi 3. Secrezione di elettroliti, acidi o basi che instaurano l ambiente chimico adatto 4. Secrezione di acidi o Sali biliari necessari per la digestione dei lipidi 5. Trasporto dei prodotti della digestione dal lume intestinale al sangue o alla linfa

28 PRINCIPI ALIMENTARI I PRINCIPI ALIMENTARI, O NUTRIENTI COMPLESSI, FORNISCONO I NUTRIENTI PER IDROLISI ALIMENTO (DIGESTIONE) PRINCIPIO ALIMENTARE NUTRIENTI

29 LA DIGESTIONE SERIE DI PROCESSI MECCANICI e CHIMICI ( ENZIMI ) PRINCIPI ALIMENTARI Carboidrati Proteine Lipidi NUTRIENTI MONOSACCARIDI ACIDI GRASSI e 2-MONOACILGLICEROLI AMINOACIDI

30 ORGANI COINVOLTI NEL PROCESSO DI DIGESTIONE TRATTO GASTROINTESTINALE CAVITÀ ORALE ESOFAGO STOMACO GHIANDOLE ACCESSORIE GHIANDOLE SALIVARI PANCREAS FEGATO INTESTINO TENUE DUODENO DIGIUNO ILEO INTESTINO CRASSO

31 DIGESTIONE DEGLI ALIMENTI

32 CAVITÀ ORALE Il cibo ingerito è rotto meccanicamente dai denti, tra cui gli incisivi che lo tagliano, i canini che lo strappano, i premolari e i molari che lo triturano; mentre è in parte demolito chimicamente dalla saliva. La lingua è un muscolo volontario mobile che impasta il cibo durante la masticazione preparandolo per la deglutizione COMPOSIZIONE DELLA SALIVA: SOSTANZE LUBRIFICANTI SOSTANZE ANTIBATTERICHE ENZIMI IDROLITICI IDRATAZIONE DEGLI ALIMENTI CON LA SALIVA

33 COMPOSIZIONE DELLA SALIVA SOSTANZE LUBRIFICANTI MUCO SOSTANZE ANTIBATTERICHE, ANTIFUNGINE* E PROTETTIVE LISOZIMA TIOCIANATI IgA LATTOFERRINA ENZIMI IDROLITICI BICARBONATO DI SODIO E ALTRI ELETTROLITI ACQUA a-amilasi LIPASI LINGUALE ph neutro

34 Un soggetto sano produce circa 1,5L di saliva al giorno Il processo più importante che avviene in bocca è la rottura meccanica del cibo e la sua idratazione attraverso la saliva LA DIGESTIONE INIZIA IN BOCCA CAVITÀ ORALE

35 ESOFAGO L'esofago è un organo a forma cilindrica della lunghezza di circa cm e una larghezza di 2-3 cm. Collega la faringe allo stomaco e presenta una duplice funzione: consentire il passaggio del cibo (bolo alimentare) fino allo stomaco dove avverrà la digestione ed impedirne il reflusso dallo stomaco insieme ad acido e succhi gastrici E costituito da cellule che si rinnovano continuamente e ricoperte da muco per facilitare lo scorrimento del cibo. Funziona anche da termoregolatore del cibo.

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37 STOMACO Lo stomaco funziona come una impastatrice. La porzione superiore è detta FONDO, la porzione inferiore è detta ANTRO e la parte centrale è detta CORPO. CARDIAS e PILORO (orifizi)

38 Il CARDIAS rappresenta l'orifizio che collega stomaco ed esofago. Il cardias permette il passaggio del bolo alimentare in una sola direzione, dall'alto verso il basso, e ne impedisce il reflusso nell'esofago grazie ad una serie di meccanismi quali il mantenimento di un certo tono muscolare e fibre muscolari che costituiscono una valvola virtuale che occlude il lume. IL PILORO è uno sfintere muscolare che collega lo stomaco al duodeno, la cui posizione è determinabile in base al restringimento del canale pilorico. È formato da fibrocellule muscolari circolari lisce ispessite intrecciate con alcune fibre muscolari oblique. I gas generati dalla digestione del bolo tendono a risalire e concentrarsi nel fondo dello stomaco, che rappresenta l'area più craniale dell'organo. Nell'uomo lo stomaco ha una capacità di 0,5 L se vuoto, ed ha una capienza media, di circa 1-1,5 L. Dopo un pasto può anche arrivare a dilatarsi per contenerne fino a 3-4 L ed oltre, comprimendo però gli altri organi della cavità addominale, e spesso anche del torace.

39 CELLULE CHE COSTITUISCONO LA MUCOSA DELLO STOMACO CELLULE PARIETALI (OSSINTICHE) CELLULE PRINCIPALI CELLULE MUCOSE ACIDO CLORIDRICO FATTORE INTRINSECO ASSORB. VITAMINA B 12 ENZIMI IDROLITICI MUCO, protezione delle cellule dall HCl (ULCERA) CELLULE ENTEROENDOCRINE ECL D EC A G ISTAMINA SOMATOSTATINA SEROTONINA GLUCAGONE GASTRINA

40 POZZO GASTRICO STOMACO

41 CELLULE CHE COSTITUISCONO LA MUCOSA DELLO STOMACO

42 La mucosa dello stomaco è formata da un epitelio superficiale che è a contatto con il lume dell'organo, da una lamina propria di tessuto connettivo e dalla muscolaris mucosae. La mucosa si solleva in pliche di forma differente a seconda della zona dello stomaco considerata, alcune di queste sono temporanee (fondo, antro pilorico), altre sono permanenti (corpo), in tal caso sono veri e propri ripiegamenti della mucosa.

43 CELLULE PARIETALI ACIDO CLORIDRICO STERILIZZAZIONE DEL CIBO DENATURAZIONE DELLE PROTEINE ATTIVAZIONE DELLA PEPSINA La secrezione di HCl è circa 1-3 L/giorno, la concentrazione è circa 0,1mol/L ed il ph 1-1,5 Lo stimolo alla secrezione di HCl è data dalla presenza di cibo nello stomaco ma anche dalla vista di cibo appetitoso. La produzione di HCl è stimolata dalla gastrina, acetilcolina ed istamina. Un basso valore di ph ed il senso di pienezza inibiscono la secrezione.

44 GASTRINA, ACETILCOLINA ED ISTAMINA L ACETILCOLINA è il neurotrasmettitore del sistema nervoso simpatico. L ISTAMINA è rilasciata dalle cellule dello stomaco in risposta al cibo, agisce localmente nelle cellule vicine legandosi a specifici recettori sulle cellule parietali. LA GASTRINA secreta dalle cellule G, localizzate nell antro provoca il rilascio del secreto dalle cellule parietali e stimola il rilascio di secretina. La secrezione di gastrina è inibita quando l acidità è elevata (ph=2)

45 PRINCIPALI EVENTI CHE SI VERIFICANO NELLO STOMACO STERILIZZAZIONE DEL CIBO ACIDO CLORIDRICO DENATURAZIONE DELLE PROTEINE PARZIALE DIGESTIONE DELLE PROTEINE ACIDO CLORIDRICO PEPSINA PARZIALE DIGESTIONE DEI TRIACILGLICEROLI LIPASI GASTRICA DIGESTIONE MECCANICA MUSCOLATURA BOLO CHIMO

46 PEPSINA La denaturazione delle proteine (cottura, HCl), meccanismo attraverso il quale le proteine perdono la loro struttura secondaria/terziaria e quaternaria, rende le catene aminoacidiche più accessibili agli enzimi proteolitici che devono rompere i legami peptidici La PEPSINA è prodotta dalle cellule principali in forma di zimogeno, il pepsinogeno, che viene attivato dall HCl. La pepsina ha un ph ottimale a 2 e scinde i legami interni delle proteine trasformandole in peptidi

47 ATTIVAZIONE DELLA PEPSINA ATTIVITÀ DELLA PEPSINA PREDILIGE AMMINOACIDI IDROFOBICI Leu, Ile, Phe, Val,..

48 Lipasi gastrica secreta dalle cellule principali dello stomaco: ph ottimale 4-6, ha una certa attività anche a ph 1. Idrolisi di circa il 20% dei triacilgliceroli Lo STOMACO ha un attività meccanica che porta ALLA DEMOLIZIONE dei cibi, l attività contrattile è maggiore vicino al piloro. L ASSORBIMENTO DI MOLECOLE NUTRITIVE NELLO STOMACO è NULLO ECCETTO L ETANOLO

49 La mucosa dello stomaco è rivestita da muco, che ha la funzione di proteggere le cellule dai succhi digestivi. La protezione è indispensabile perché essi, così come attaccano e digeriscono gli alimenti, potrebbero attaccare e digerire la stessa parete dello stomaco. Talvolta però, la mucosa può essere danneggiata da sostanze irritanti come l'alcol o l'acido acetilsalicilico; oppure il muco può venire prodotto in quantità insufficiente. Quando ciò si verifica, gli enzimi e l'acido cloridrico iniziano a "digerire" lo stomaco: si forma una lesione chiamata ulcera peptica. Il sintomo tipico è un dolore profondo nella parte superiore dell'addome a stomaco vuoto. Recentemente si è scoperto che nello stomaco di molti individui è presente un batterio, l'helicobacter pylori, che potrebbe avere un ruolo importante nell'insorgenza del disturbo

50 STOMACO INTESTINO Il contenuto dello stomaco, quando esce per entrare nell'intestino, è una poltiglia semi-solida lattiginosa e acida (il ph dello stomaco è 1-2) ed è detto chimo. ORMONI Quando il chimo lascia lo stomaco ed entra nel duodeno, la gastrina, prodotta dalle cellule G dell antro dello stomaco, provoca il rilascio del secreto dalle cellule parietali e stimola il rilascio di secretina. La secrezione di gastrina è inibita quando l acidità è elevata (ph=2). La secretina a sua volta provoca il rilascio del secreto pancreatico alcalino (per diminuire l'acidità del succo gastrico proveniente dallo stomaco ) e della bile nell intestino e diminuisce anche la secrezione di gastrina e le contrazioni gastriche.. La secretina abbassa anche la velocità di svuotamento gastrico, mentre stimola la secrezione delle ghiandole intestinali e della pepsina gastrica. L'immissione in circolo di secretina è promossa dal contatto tra le cellule S e il chimo acido, ed è direttamente proporzionale alla quantità di chimo riversata nel duodeno (più ce n'è più cellule S vengono stimolate). Si noti che gli effetti della secretina sono tutti volti all'eliminazione dello stimolo che ne causa la produzione (feedback negativo). I grassi e le proteine presenti nella dieta provocano il rilascio nel flusso sanguigno di colecistochinina (CCK) che stimola il pancreas a rilasciare enzimi e zimogeni nell intestino. CCK stimola anche la cistifellea a rilasciare i sali biliari.

51 INTESTINO DUODENO 30 cm DIGIUNO 200 cm ILEO 300 cm COLON 120 cm

52 L INTESTINO tenue (duodeno, digiuno ed ileo) è caratterizzato da numerose pieghe, I VILLI, che fanno aumentare grandemente la superficie di assorbimento Ogni VILLO è rivestito da cellule epiteliali ed internamente è presente tessuto connettivo nel quale sono presenti capillari sanguigni, un vaso linfatico e fibre nervose Sulla superficie luminale le cellule epiteliali presentano estroflessioni dette MICROVILLI, che fanno aumentare ulteriormente la superficie di assorbimento. Le cellule epiteliali vengono continuamente rinnovate, vita media 3-5 giorni. La mucosa dell intestino tenue è delimitata verso il lume intestinale da un monostrato continuo di cellule epiteliali. Circa il 95% di queste cellule è costituita da ENTEROCITI, responsabili della digestione dei nutrienti in substrati facilmente assorbibili. Organizzazione funzionale polarizzata e differenziata delle cellule epiteliali

53 INTESTINO TENUE Ogni villo è lungo circa 1 mm e ce ne sono circa 3000 per ogni centimetro quadrato. La superficie di ogni villo è ulteriormente aumentata dai microvilli. Le molecole passano attraverso la membrana dei microvilli. Ogni villo è percorso all'interno da una rete di capillari in cui scorre il sangue e qui, nel sangue, si riversano il glucosio, gli amminoacidi, i sali e le vitamine. I capillari intestinali convergono infine in un vaso sanguigno, la vena porta epatica, che entra nel fegato. I grassi prendono invece la via linfatica

54 SUPERFICIE ASSORBENTE DELL INTESTINO 20 INCREMENTO DI 600 VOLTE

55 CELLULE CHE COSTITUISCONO LA MUCOSA DELL INTESTINO (cell epiteliali) ENTEROCITI (95%) FUNZIONE ASSORBENTE COMPLETAMENTO DELLA DIGESTIONE TRASFORMAZIONI METABOLICHE CELLULE GLOBULARI o MUCIPARE (SECRETORIE) CELLULE DI PANETH PRESERVANO L INTEGRITÀ DELLA PARETE INTESTINALE CELLULE ENTEROENDOCRINE 10 TIPI DIVERSI MUCO (funzione lubrificante) PEPTIDI CON ATTIVITÀ ANTIMICROBICA, TROFICA E PARACRINA SECRETINA COLECISTOCHININA (CCK) PEPTIDE YY GLUCAGONE SOMATOSTATINA SEROTONINA

56 COMPONENTI INTESTINALI NECESSARI ALLA DIGESTIONE PANCREAS ESOCRINO (cell. acinari) NEUTRALIZZA L ACIDITA GASTRICA (bicarbonato) ENZIMI DIGESTIVI CISTIFELLEA, ACIDI BILIARI EMULSIONE DEI GRASSI ORLETTO A SPAZZOLA DEGLI ENTEROCITI ENZIMI DIGESTIVI CELLULE SECRETORIE MUCO

57 Il pancreas esocrino (cellule acinari) secerne enzimi e zimogeni che riversa nel dotto pancreatico in una soluzione di bicarbonato, ph 7,2-7,4 Il pancreas secerne ogni giorni 1000mL di fluido nell intestino

58 ENZIMI SECRETI DAL PANCREAS ESOCRINO TRIPSINOGENO CHIMOTRIPSINOGENO PROCARBOSSIPEPTIDASI A PROCARBOSSIPEPTIDASI B PROELASTASI TRIPSINA CHIMOTRIPSINA CARBOSSIPEPTIDASI A CARBOSSIPEPTIDASI B ELASTASI a-amilasi RIBONUCLEASI DEOSSIRIBONUCLEASI LIPASI PANCREATICA PROCOLIPASI COLIPASI

59 ENZIMI ASSOCIATI ALLA MUCOSA INTESTINALE (enterociti) ENTEROPEPTIDASI ATTIVA LA TRIPSINA AMINOPEPTIDASI FOSFATASI ACIDA e FOSFATASI ALCALINA (legate alla superficie luminale degli enterociti) Catalizzano il distacco del fosfato da molecole fosforilate come zuccheri fosfati e nucleotidi ENZIMI CITOPLASMATICI DI- e TRI-PEPTIDASI

60 ENZIMI ASSOCIATI ALLA MUCOSA INTESTINALE (enterociti) SACCARASI ISOMALTASI MALTASI LATTASI TREALASI

61 PRINCIPALI SALI BILIARI Gli acidi biliari primari sono molecole anfipatiche prodotte dal fegato a partire dal 7-α-idrossicolesterolo e rilasciati nella cistifellea tramite i canalicoli biliari e riversati poi nell intestino. Nell ambiente alcalino perdono la funzione acida e diventano Sali Acidi biliari primari: Acido colico e chenodeossicolico Può essere aggiunta taurina o glicina all ac. colico: taurocolato e glicocolato Una parte degli ac. biliari primari è modificato dalla flora batterica intestinale in ac. biliari secondari (ac. Desossicolico e litocolico) Circa il 95% dei Sali biliari presenti nell intestino ritorna al fegato tramite il circolo enteroepatico. Per questa ragione nella bile si ritrovano sia acidi biliari primari sia secondari. FUNZIONE: EMULSIONANO I GRASSI

62 PRINCIPALI SALI BILIARI PRIMARI SECONDARI

63 DERIVATI DELL ACIDO COLICO

64 PROPRIETÀ ANFIPATICA DEI SALI BILIARI

65 L efficienza della digestione ed assorbimento è molto alta in un individuo sano. L escrezione di nutrienti con le feci è di circa il 5% ed è costituita da materiale indigeribile (fibre, batteri )

66 AZIONE DEI SALI BILIARI

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69 Le proteine sono formate da catene di α-aminoacidi legati tra loro. Gli aminoacidi sono legati fra loro da legami peptidici Oligopeptidi= meno di 10 AA Polipeptidi= da 11 a 100 AA Proteina=> 10AA Le proteine sono sostanze quaternarie, cioè composte da C, H, O ed N, quest ultimo presente solo in questo macronutriente. Le proteine non hanno organi di riserva. Turnover proteico: Demolizione e nuova sintesi di proteine (2,5% di proteine è soggetta a turnover ogni giorno) α

70 CARATTERISTICHE DEGLI AMMINOACIDI Venti aminoacidi sono basilari per la sintesi delle proteine

71 AMMINOACIDI ESSENZIALI In un uomo adulto sono nove gli amminoacidi essenziali che devono essere introdotti con la dieta: istidina leucina isoleucina lisina metionina fenilalanina treonina triptofano Valina

72 AMINOACIDI RAMIFICATI (BCCA= Branched Chain Amino Acids) LEUCINA ISOLEUCINA VALINA Funzione plastica ed energetica a causa della loro catena alifatica che può essere metabolizzata Costituiscono il 20% degli aminoacidi del tessuto muscolare Vengono utilizzati direttamente dal muscolo Il fegato non è in grado di utilizzarli Rallentano i processi di distruzione muscolare, favorendo i processi di costruzione e ricostruzione del muscolo (anabolismo) Vengono utilizzati dal sistema nervoso centrale per il proprio nutrimento negli intervalli tra i pasti FONTI ALIMENTARI: latte, formaggio e carne

73 Valore chimico e biologico della proteine Le proteine, dal punto di vista alimentare, possono essere classificate: a) in base al loro contenuto in amminoacidi e soprattutto in aminoacidi essenziali (valore o punteggio chimico) si usa raramente perché non tiene conto della digeribilità delle proteine (%AA presente/%aa ideale x100) a) b) in base alla loro digeribilità (VALORE BIOLOGICO). Il valore biologico di una proteina è il rapporto fra la quantità di azoto trattenuto nell organismo e la quantità di azoto assorbito Le proteine animali (del latte, della carne, delle uova, ecc.) sono quelle che hanno un più alto valore chimico (circa 100) per il loro contenuto ottimale in aa essenziali, rispetto a quelle vegetali. Le proteine animali posseggono anche un più alto valore biologico rispetto a quelle vegetali per la loro maggiore digeribilità.

74 Valore Biologico (VB) Il valore biologico di una proteina è il rapporto fra la quantità di azoto trattenuto nell organismo e la quantità di azoto assorbito, prende quindi in esame la digeribilità, l utilizzo completo di una proteina VB= (azoto trattenuto/ azoto assorbito) x 100 Alimento Alimenti ad: Alto Medio e Basso Valore Biologico VB Uovo 100 Latte 93 Riso 86 Pesce 75 Manzo 75 Mais 72 Grano 44

75 La classificazione delle proteine in base al valore biologico p. ad alto valore biologico contengono tutti gli AAE (carne, pesce uova, latte e formaggi) p. a medio valore biologico scarseggiano alcuni AA (nei legumi gli amminoacidi solforati ) p. a basso valore biologico manca uno o più AAE (nei cereali la lisina)

76 Contenuto medio di proteine in alcuni alimenti Quantità di proteine (%) Alimenti >25 Breasola, caciocavallo, formaggi stagionati prosciutto ecc Carne di agnello, bovino adulto, maiale, tonno, mandorle secche olive nere Carne di capretto, coniglio, cavallo, pollo, salsiccia fresca, mozzarella, aragosta acciughe, salmone, dentice ecc Calamari, cozze, crusca di grano, fagioli, farina di frumento, gamberi, mortadella, pasta al uova, ricotta, uovo 5-10 Biscotti frollini, cracker, pane, pasta di semola, pizza, piselli freschi, riso <5 Asparagi, funghi, frutta, latte, panna, verdure

77 L apporto calorico giornaliero proteico è pari al 12-15% delle calorie totali, che nell adulto, corrisponde a ca. 0,75-1 g/kg di peso corporeo. Adulti 0,75g/Kg Bambini 1,8 g/kg Età prescolastica 1,2 g/kg Età scolastica 1,0 g/kg Atleti di durata 1,2-1,4 g/kg Atleti di forza 1,6-1,8 g/kg

78 Dieta bilanciata Carboidrati 65% Lipidi 20-25% Proteine 10-15% Dieta iperproteica: le proteine non devono superare il doppio del livello raccomandato. Affaticamento renale per eliminazione urea e formazione di calcoli renali Perdita di calcio Aumento della pressione sanguigna Osteoporosi

79 PRINCIPALI FONTI ALIMENTARI DI PROTEINE

80 DENATURAZIONE DELLE PROTEINE

81 Le proteine vengono degradate ad opera di enzimi idrolitici in grado di rompere i legami peptidici con cui gli aminoacidi sono uniti tra loro. Questi enzimi sono conosciuti come: Peptidasi R 1 ---HN C-- H R 2 H OH C N-- C H R 3 O H C N C-- H O H C O

82 R 1 ---HN C-- H R 2 C N-- C H R 3 O H C -OH H-- N C-- H O H C O Si distinguono due tipi di proteasi: endopeptidasi che rompono legami peptici interni esopeptidasi che rompono legami peptidici esterni

83 1 Fase Nel cavo orale non avviene nessun processo digestivo a carico delle proteine, ma solo una omogeneizzazione ottenuta con la masticazione la 1 fase digestiva avviene nello stomaco ad opera dell HCl che denatura le proteine ed attiva la Pepsina. Si tratta di un enzima idrolitico che attacca i legami peptidici delle proteine alimentari, formati da aminoacidi aromatici (tirosina, fenilalanina)

84 Pepsina La pepsina viene prodotta in una forma inattiva (detta generalmente zimogeno), il: pepsinogeno dalle cellule principali della mucosa gastrica. L attivazione del pepsinogeno a pepsina avviene auto-cataliticamente ad opera dell acido cloridrico prodotto dalle cellule parietali. L attivazione consiste nel distacco di un peptide

85 ATTIVAZIONE DELLA PEPSINA ATTIVITÀ DELLA PEPSINA PREDILIGE AMMINOACIDI IDROFOBICI Leu, Ile, Phe, Val,..

86 La liberazione di HCl e pepsinogeno è sotto il controllo di un ormone enterico, chiamato: gastrina La gastrina è un ormone peptidico (formato da 17 Aa) viene prodotta dalle cellule G della mucosa dell antro gastrico e la sua liberazione nel lume gastrico avviene quando arriva il cibo, tramite riflessi nervosi, che si generano in seguito alla distensione dello stomaco Provoca il rilascio del secreto gastrico da parte delle cellule parietali (HCl) La secrezione di gastrina è inibita quando il ph scende al di sotto di 2

87 Bolo alimentare Stomaco Pepsina Distensione dello stomaco Pepsinogeno Gastrina HCl Cellule G - gastrina Cellule parietali Cellule principali

88 Il ph gastrico ha un valore di circa 2, quindi molto basso, ed è a questo valore di ph che agisce la pepsina. Il ph acido ha una duplice funzione: uccidere la maggior parte dei microorganismi introdotti con il cibo provocare la denaturazione delle proteine della dieta, che diventano più suscettibili all azione della pepsina

89 I prodotti principali originatisi dall azione della pepsina sono: Grossi frammenti peptidici (peptoni) e alcuni piccoli peptidi e Aa liberi NH 2 COOH COOH NH 2 Peptoni COOH NH 2 NH 2 COOH Oligo peptidi + Aa

90 Duodeno La digestione delle proteine continua nel duodeno. Il chimo acido (contenente i peptoni, gli oligopeptidi e Aa liberi) viene riversato nel duodeno e stimola alcune cellule epiteliali (95% enterociti) ad attività endocrina presenti in questo tratto Queste cellule producono due ormoni enterici: colecistochinina secretina

91 Secretina : stimola il pancreas a rilasciare enzimi e zimogeni in una soluzione di bicarbonato nell intestino che neutralizza l acidità che deriva dallo stomaco Colecistochinina (CCK) ormone di natura proteica (formato da 33 Aa : i grassi e le proteine della dieta stimolano il rilascio nel flusso sanguigno di CCK che stimola il pancreas a rilasciare enzimi e zimogeni in una soluzione di bicarbonato nell intestino. CCK agisce anche sulla muscolatura liscia della cistifellea, stimolando la contrazione e la secrezione della bile Questi attraverso il dotto biliare (coledoco) si riversano nel duodeno

92 Proteasi pancreatiche Il succo pancreatico contiene tre zimogeni (proteasi inattive): Tripsinogeno (lisina-arginina) Chimotrisinogeno (AA aromatici) Procarbossipettidasi Elastasi (glicina, alanina, valina e fenilalanina) I primi due sono delle endopeptidasi, l ultimo e una esopeptidasi. Tutti e tre vengono trasformati in forma attiva nel duodeno. Vengono secreti in una soluzione di bicarbonato. Ogni giorno viene secreto 1000ml di succo pancreatico

93 Il fattore chiave per l attivazione di questi tre enzimi è l enzima: enterocinasi prodotto dagli enterociti all arrivo del chimo. Si tratta di un enzima proteolitico che trasfoma: Tripsinogeno Tripsina La tripsina a sua volta attiva il: Chimotripsinogeno Procarbossipeptidasi Proelastasi Chimotripsina Carbossipeptidasi Elastasi

94 2 Fase Il chimo contenente i peptoni viene aggredito da queste tre proteasi: la tripsina rompe i legami peptidici in cui sono coinvolti Aa basici (es: lisina) la chimotripsina rompe i legami peptidici in cui sono coinvolti Aa aromatici (es. tirosina) o a catena ramificata (es. leucina)

95 NH 2 COOH Peptoni Tripsina COOH NH 2 COOH NH 2 Chimotripsina NH 2 COOH NH 2 COOH NH 2 COOH NH 2 COOH

96 I peptidi formatisi dall azione della tripsina e chimotripsina vengono aggrediti alla fine dalla carbossipeptidasi che stacca uno alla volta gli Aa a partire dall estremità -COOH NH 2 COOH Aa + NH 2 COOH naa NH 2 COOH

97 L azione combinata dei tre enzimi a livello duodenale porta alla liberazione di moltissimi Aa e alla formazione di piccoli peptidi (2-8 residui) che vengono ulteriormente digeriti da altri enzimi prodotti dagli enterociti

98 Peptidasi intestinali Gli enterociti sulla parte apicale producono due enzimi: Aminopeptidasi, che distacca un Aa alla volta dall estremità NH 2 Dipeptidasi che rompe il legame peptidico formato da due Aa. Gli Aa liberi formatisi vengono assorbiti dalle cellule epiteliali attraverso sistemi di trasporto proteici specifici Nel citosol degli enterociti sono presenti delle peptidasi citosoliche che idrolizzano i piccoli peptidi generando aminoacidi liberi.

99 NH 2 COOH Aminopeptidasi NH 2 COOH + Aa Aminopeptidasi NH 2 COOH + Aa Aminopeptidasi Aa --Aa Dipeptidasi Aa + Aa

100 Il meccanismo di trasporto degli Aa è un co-trasporto, in cui assieme all Aa viene assorbito anche il Na+, che poi viene trasportato nel sangue con un meccanismo attivo Lume Cellula Sangue Na + Aa Aa Aa 3Na + 3Na + 2K+ 2K+

101 Destino Aa Gli Aa non possono venir immagazzinati, ma vengono utilizzati per riformare proteine tissutali. Pertanto dopo essere stati assorbiti dalle cellule enteriche, vengono immessi nel sangue (vena porta) e in tal modo distribuiti a tutte le cellule.

102

103 I lipidi sono molecole idrofobiche, una parte preponderante è costituita da acidi grassi. I lipidi della dieta sono rappresentati da: TRIACILGLICEROLI (90%) FOSFOLIPIDI COLESTEROLO ESTERI DEL COLESTEROLO VITAMINE LIPOSOLUBILI

104 ACIDI GRASSI Lunga catena carboniosa con un gruppo carbossilico che permette il legame con altre molecole (legame estere). La forma esterificata degli ACIDI GRASSI è la più comune, poiché permette la compartimentalizzazione, gli acidi grassi non esterificati sono presenti in basse concentrazioni (altrimenti tossiche). Nel sangue la proteina di trasporto è l ALBUMINA Forma esterificata degli ACIDI GRASSI: TRIACILGLICEROLI: forma di immagazzinamento e trasporto degli A.G. FOSFOLIPIDI: molecole anfipatiche, membrana cellulare ESTERE DEL COLESTEROLO: nel citoplasma sotto forma di goccioline lipidiche, forma di immagazzinamento e trasporto (lipoproteine). Il colesterolo libero si trova nelle membrane

105 Classificati in base alla lunghezza della catena (da 2 a 20 atomi di C) in: Ac. Grassi a catena CORTA Ac. Grassi a catena MEDIA Ac. Grassi a catena LUNGA Classificati in base al tipo e numero di legami carboniosi in: ACIDI GRASSI SATURI ACIDI GRASSI INSATURI ACIDI GRASSI POLINSATURI Nell organismo umano esistono più di 500 tipi diversi di acidi grassi. L enzima che catalizza l allungamento della catena è L ELONGASI. L uomo è capace di inserire doppi legami solo in posizione Δ9, 6, 5. DESATURASI

106 BIOSINTESI DEGLI ACIDI GRASSI A CATENA LUNGA E INSATURI

107 ACIDI GRASSI

108 ACIDI GRASSI

109 I LIPIDI sono presenti in quasi tutti gli alimenti anche se in quantità e qualità variabile Alimenti di origine animale, grande varietà di A.G. Alimenti di origine vegetale, minore varietà di A.G. La distinzione da grassi e oli è basata sul loro punto di fusione : Gli oli sono liquidi temperatura ambiente, mentre i grassi sono solidi Il punto di fusione dipende da: Lunghezza della catena degli ac. Grassi, più è lunga più alto è il punto di fusione (solidi) Grado di insaturazione degli ac. Grassi, ac. grassi insaturi più basso punto di fusione (liquidi) Isomerizzazione cis/trans, gli ac. Grassi insaturi trans hanno più alto punto di fusione (solidi) Queste proprietà vengono sfruttate dall industria alimentare

110 ACIDI GRASSI CIS E TRANS In base alla posizione degli atomi di idrogeno associati ai carboni impegnati nel doppio legame, un acido grasso può esistere in natura sotto due forme, una cis e una trans. La presenza di un doppio legame nella catena alifatica implica l'esistenza di due conformazioni: - cis se i due atomi di idrogeno legati ai carboni impegnati nel doppio legame sono disposti sullo stesso piano - trans se la disposizione spaziale è opposta. La forma cis abbassa il punto di fusione dell'acido grasso e ne fa aumentare la fluidità

111 La maggior parte degli ac. Grassi insaturi naturalmente presenti hanno configurazione CIS. Come si formano gli acidi grassi trans? trasformazione batterica di acidi grassi insaturi durante la masticazione di ruminanti come mucche e pecore (che passano nel grasso, nella carne e nel latte); Idrogenazione industriale di oli da utilizzare in creme da spalmare, e di grassi per i prodotti da forno; riscaldamento e frittura di oli a temperature elevate

112 Importanza della stereo-isomeria del doppio legame Acido grasso saturo= la catena alifatica (coda lipofila) è perfettamente lineare. Acido grasso insaturo con un legame di tipo trans. La catena subisce una piccola flessione, ma rimane comunque una struttura lineare, simile a quella dell'acido grasso saturo. Acido grasso insaturo con un doppio legame di tipo cis. Ripiegamento Acido grasso insaturo con due doppi legami di tipo cis. Fortissimo ripiegamento Ecco spiegato come mai il burro, alimento ricco di acidi grassi saturi, è solido a temperatura ambiente, mentre gli oli, in cui prevalgono gli acidi grassi insaturi cis, sono liquidi nelle medesime condizioni. In altre parole, la presenza di doppi legami cis abbassa il punto di fusione del lipide.

113 PERCHE GLI AC. GRASSI TRANS FANNO MALE?? I grassi trans fanno male perché sostanzialmente hanno una geometria lineare rispetto a quelli cis. consente una maggiore densità anche a 37 C, facilitando la formazione di complessi solidi che possono alterare il lume dei vasi AUMENTANO L LDL ED ABBASSANO L HDL Aumentano i livelli di insulina in risposta a un carico glicemico Alterano la permeabilità e la fluidità delle membrane cellulari rendendole più rigide Interferiscono con il metabolismo degli acidi grassi essenziali omega-3 Incrementano la produzione di radicali liberi. Inibiscono alcune reazioni enzimatiche fondamentali (come quella della d-6-desaturasi) inibendo la formazione di prostaglandine, leucotrieni ed eicosanoidi

114 Nel luglio 2002 la National Academy of Sciences (NAS) ha confermato definitivamente la tesi che i grassi trans sono decisamente peggiori dei grassi saturi rispetto al rischio cardiovascolare. Ulteriori studi epidemiologici hanno confermato la relazione fra rischio cardiovascolare e grassi trans. Anche gli studi sul rischio diabetico sono significativi. Un elevato consumo di acidi grassi trans, fortemente rappresentati nella margarina e nei prodotti da forno (merendine, creme spalmabili, ecc), aumenta quindi il rischio di sviluppare gravi patologie cardiovascolari (aterosclerosi, trombosi, ictus ecc Ecco alcuni dati medi: Burro, latte, carne: 4% dei grassi presenti Margarina non spalmabile: 20-50% Margarina spalmabile: 15-28% Oli vegetali raffinati: 2-7% Dolci di pasticceria con grassi vegetali idrogenati: 30-60% Oli parzialmente idrogenati usati nei fast food: 15% Patate fritte (fast food): 45%

115 ACIDI GRASSI SATURI Di formula generale CH3(CH2)nCOOH non hanno doppi legami e pertanto non possono legarsi con nessun altro elemento. Sono presenti sia nei grassi di origine vegetale, sia nei grassi di origine animale, ma prevalgono nettamente in questi ultimi. Il punto di fusione è direttamente proporzionale al numero di atomi di carbonio presenti nell'acido grasso (più sono lunghi più tendono ad essere solidi). Gli acidi grassi saturi della dieta innalzano la colesterolemia, quindi sono aterogeni. E' utile ricordare, a tal proposito, che gli acidi grassi saturi non hanno tutti il medesimo potere aterogeno. Quelli più pericolosi sono il palmitico (C16:0), il miristico (C14:0) ed il laurico (C12:0). Lo stearico (C18:0), invece, pur essendo saturo è poco aterogeno, poiché l'organismo lo desatura rapidamente formando acido oleico. Ac. Laurico (12:0) Ac. Miristico (14:0) Ac. Palmitico (16:0) Ac. Stearico (18:0)

116 Principali Acidi Grassi Saturi e loro distribuzione in natura Numero atomi di Carbonio Composizione Denominazione comune Denominazione IUPAC Notazione abbreviativa Punto di fusione ( C) Fonti in natura 4 CH3(CH2)2COOH Butirrico Butanoico C4:0-5 6 CH3(CH2)4COOH Caprinico Esanoico C6:0-2 Grasso del latte, olio di cocco 8 CH3(CH2)6COOH Caprilico Ottanoico C8:0 17 Grasso del latte, olio di cocco 10 CH3(CH2)8COOH Caprico Decanoico C10:0 32 Grasso del latte, olio di cocco, semi di olmo (50% degli acidi grassi) 12 CH3(CH2)10COOH Laurico Dodecanoico C12:0 44 Semi di Lauraceae, oli di cocco 14 CH3(CH2)12COOH Miristico Tetradecanoico C14: CH3(CH2)14COOH Palmitico Esadecanoico C16: CH3(CH2)16COOH Stearico Ottadecanoico C18: CH3(CH2)18COOH Arachico Eicosanoico C22: CH3(CH2)20COOH Beenico Docosanoico C22: CH3(CH2)22COOH Lignocerico Tetracosanoico C24:0 Presente in tutti gli oli e grassi vegetali ed animali, latte (8-12%), cocco (15-30%), noce moscata 70-80% Presente in tutti gli oli e grassi vegetali ed animali, sego e strutto (25-35%), palma (30-50%), cacao (25%) Presente in tutti gli oli e grassi animali e vegetali, sego(20%), strutto (10%), cacao (35%), oli vegetali (1-5%) Presente in tutti gli oli e grassi animali in quantità limitate,solo nell'olio di arachide 1-2% Presente in tutti gli oli e grassi animali in quantità limitate,solo nell'olio di arachide 1-2% Presente in tutti gli oli e grassi animali in quantità limitate, solo nell'olio di arachide 1-2%

117 I grassi alimentari in rapporto con la salute CORONAROPATIE ed ATEROSCLEROSI Le LDL sono le più aterogeniche: Ruolo determinante LDL ed HDL IPOTESI OSSIDATIVA DELL ATEROSCLEROSI Hp più probabile. Le LDL ossidate vengono catturate dai macrofagi che si riempiono di colesterolo dando origine alle cellule schiumose e successivamente alla placca ateromatosa IPOTESI LIPIDICA DELL ATEROSCLEROSI Gli acidi grassi saturi sono in grado di aumentare il livello di colesterolo nel sangue e quindi sono considerati aterogenici (Stimolano la produzione di LDL da parte del fegato e ne impediscono la rimozione): INDICE DI ATEROGENICITA (IA): IA= L+4M+P (n-6+n-3) +MUFA L= acido laurico (C12:0), M= acido miristico (C14:=0), P=acido palmitico (C18:=0) (n-6+n-3)= acidi grassi essenziali MUFA= acidi grassi monoinsaturi

118 INDICE DI ATEROGENICITÀ

119 INDICE DI TROMBOGENICITÀ

120 ACIDI GRASSI ESSENZIALI Precursori di PUFA coma l Ac. Arachidonico ACIDO LINOLENICO (ω-3) ACIDO LINOLEICO (ω-6)

121 Acidi grassi essenziali Conosciuti anche come vitamina F o AGE, gli acidi grassi essenziali, in senso stretto, sono due e vengono rispettivamente chiamati acido linoleico (capostipite degli ω6) e acido α-linolenico (capostipite degli ω3). Dal momento che il nostro corpo non è in grado di sintetizzarli autonomamente, occorre introdurli con la dieta nelle giuste quantità. Gli FFA appartengono alla categoria degli acidi grassi polinsaturi, in quanto presentano più doppi legami lungo la catena carboniosa. Liquidi a temperatura ambiente, sono essenziali perché l'organismo umano non possiede enzimi (desaturasi) in grado di inserire doppi legami ad una distanza uguale o inferiore a sei atomi di carbonio dall'estremità metilica terminale (CH 3 terminale).

122 In quali alimenti si trovano? L acido linolenico o W3: pesce azzurro e pesci grassi (salmone) e oli di soia, di mais, di girasole, di lino noci e olio di noci L acido linoleico o W6: olio di vinaccioli olio di soia, olio di semi di lino, frutta secca Perché sono importanti? A parte fornire energia e costituire le membrane cellulari sono i precursori degli eicosanoidi, capaci di modulare numerose reazioni cellulari (per questo sono conosciuti anche come bioregolatori o "superormoni"). Eicosanoidi (20 atomi di carbonio) sono prodotti a partire da gli acidi grassi essenziali ossidati da lipoossigenasi e ciclossigenasi: prostaglandine, trombossani, prostacicline e leucotrieni che regolano la pressione sanguigna, l aggregazione piastrinica, i processi infiammatori e immunitari. L acido linolenico o W3 agiscono abbassando i livelli di trigliceridi nel sangue L acido linoleico o W6 è in grado di far abbassare la colesterolemia (rimozione LDL e riduzione delle HDL)

123 FORMAZIONE DEGLI EICOSANOIDI

124 Funzioni degli acidi grassi essenziali Funzioni principali degli acidi grassi della serie omega-6: riducono la concentrazione di colesterolo nel sangue, abbassando sia la frazione "cattiva" (LDL) che quella buona (HDL); Se presenti in eccesso rispetto agli omega-3 sono tuttavia responsabili di una serie di effetti negativi (aumentano le reazioni allergiche e infiammatorie e la proliferazione cellulare responsabili dell insorgenza di tumori ed aterosclerosi (Sintesi di prostaglandine e leucotrieni). Funzioni principali degli acidi grassi della serie omega-3: abbassano i livelli plasmatici di trigliceridi, interferendo con la loro incorporazione nelle VLDL a livello epatico; aumentano leggermente la concentrazione di HDL Sviluppo delle attività cognitive e dell attività visiva, regolando l espressione genica di neurotrasmettitori (serotonina, noradrenalina, dopamina e acetilcolina) e proteggendo i neuroni dalla morte cellulare. FUNZIONE ANTIATEROGENE, ANTITROMBOTICHE e ANTINFIAMMATORIE Mode a parte, gli acidi grassi essenziali sono dunque fondamentali per la dieta umana e per la lotta alle patologie cardiovascolari. Il rapporto omega-6/omega-3, non deve essere inferiore a 5/1, rapporto per il quale si è visto una diminuzione significativa dell incidenza delle malattie cardiovascolari Da questa premessa nasce la raccomandazione di consumare almeno due o tre porzioni settimanali di pesce.

125 TRIGLICERIDI 15% in peso - uomo 24% in peso - nella donna ENERGIA considerando 10 kg totali di trigliceridi 10 kg x 38 kj/g (9 kcal/g) = kj ( kcal) totali Glicerolo gluconeogenesi / Acidi grassi fonte energetica

126 FOSFOLIPIDI

127 TRIACILGLICEROLI Forma di immagazzinamento e di trasporto degli acidi grassi

128 COLESTEROLO Nucleo steroideo a cui è legato un gruppo OH ed una catena laterale ad 8 atomi di carbonio Funzioni: Membrane biologiche: trasporto, trasmissione nervosa e trasduzione del segnale Precursore di : ORMONI STEROIDEI, VITAMINA D e ACIDI BILIARI L organismo riceve il colesterolo di cui necessita da due fonti: Una parte viene sintetizzato, principalmente dal fegato a partire dall Acetil CoA Un altra parte viene assorbito dall intestino, colesterolo della bile e dagli alimenti di origine animale Colesterolemia: 200mg/100ml Omeostasi del colesterolo, regolazione della sintesi endogena

129 Digestione ed assorbimento dei lipidi

130 DIGESTIONE DEI LIPIDI Nello stomaco vi è una fase luminale: emulsione meccanica, azione delle lipasi salivari e gastriche (nei neonati) (scinde il 15-20% dei trigliceridi totali ) idrolisi di TG con acido grassi a corta-media catena (attiva ph = 2-6), resistente alla pepsina, non necessita sali biliari (utile in insufficienza pancreatica) Nel duodeno l acidità gastrica provoca il rilascio di secretina (prodotta dalle cellule enteroendocrine dell intestino) che stimola la secrezione di acqua e bicarbonato da parte del pancreas per aumentare il ph. Vengono secreti dal pancreas la lipasi-colipasi, la colesterolasi, fosfolipasi A2 ed altre esterasi che completano la digestione in acidi grassi e monogliceridi. La colipasi è necessaria per l attività della lipasi altrimenti inibita dai sali biliari I sali biliari secreti dalla cistifellea servono ad emulsionare i grassi, ciò scindere i lipidi in goccioline più piccole.in che modo? Proprietà anfipatica degli acidi biliari

131 PROPRIETÀ ANFIPATICA DEI SALI BILIARI

132 AZIONE DEI SALI BILIARI

133 acido taurocolico Idrossilato in C3, C7, C12 BILE 82% H 2 O BILE Contiene In proporzione 5% colesterolo 15% fosfolipidi 80% sali biliari 5% colesterolo 15% fosfolipidi 80% Sali biliari CIRCOLO ENTEROEPATICO sali biliari: sintetizzati 400 mg/die riciclati g/die

134 AZIONE DELLA LIPASI

135 PRODOTTI DELLA DIGESTIONE monoacilgliceroli, acidi grassi, lisofosfatidilcolina (dai fosfolipidi), colesterolo ASSORBIMENTO In genere alta efficienza 95% Formazione di piccole micelle 3-10 nm contenenti anche le vitamine A, D, E, K grazie alla azione dei sali biliari, detergenti biologici DIFFUSIONE PASSIVA: gradiente di concentrazione mantenuto dalla riesterificazione nel R.E.dell enterocita TRASPORTO FACILITATO: mediante trasportatori Fatty Acid Transport Protein (FATP)

136 DIGESTIONE E ASSORBIMENTO DEI LIPIDI

137 E N T E R O C I T A RETICOLO ENDOPLASMATICO riesterificazione acido grassi + ATP + CoA acil~coa + AMP 2-monoacilglicerolo + acil~coa trigliceride colesterolo + acil~coa estere del colesterolo ed acquisizione di apolipoproteine (B48, A, C, E) e FOSFOLIPIDI APPARATO DI GOLGI secrezione di chilomicroni per esocitosi linfa Apo E acidi grassi a corta catena Apo A sangue portale legati all albumina Apo C Apo B48 Via linfatica fino al doto toracico dove entrano nel circolo generale

138 PROPRIETA E COMPOSIZIONE DELLE LIPOPROTEINE PLASMATICHE chilomicroni VLDL LDL HDL Diametro particelle(nm) Composizione (%) Trigliceridi (TG) Fosfolipidi (FL) Colesterolo libero 1, Colesterolo esterificato 2, Proteine Funzione principale Trasporto TG Trasporto TG Trasporto e Trasporto del dall intestino al fegato dal fegato ai tessuti controllo colest. colest. nel fegato periferici La densità delle lipoproteine è inv. prop. alla quantità di TG e dirett. prop. alla quantità di proteine presenti

139 Chilomicroni TRASPORTO EMATICO DEI LIPIDI apo B48 (integrità strutturale) Proteina MTP (Corretto inserimento e trasporto dei TG) I chilomicroni costituite da elevate % di TG sono il principale veicolo dei TG dal canale alimentare al fegato e raggiungono la conc. massima 2-3 ore dopo il pasto. Vengono assorbito nei capillari linfatici, trasportati dal circolo linfatico e riversati nella VENA SUCCLAVIA La lipasi lipoproteica (o lipoproteina lipasi, LPL) presente sulla superficie delle cellule endoteliali idrolizza i trigliceridi e gli ac. grassi liberi catturati dalle cellule, soprattutto dal tessuto adiposo. I chilomicroni vengono così ridotti in particelle più piccole i chilomicroni remnant che vengono captati dal fegato con un meccanismo recettoriale mediato dall apoproteina VLDL apo B100 (mantenimento dell integrità strutturale) Le VLDL sintetizzate nel fegato trasportano i TG di sintesi endogena dal fegato ai tessuti periferici e anche esse sono soggette all azione della lipasi lipoproteica, formando le IDL ed infine le LDL LDL apo B100 minore quantità di TG e più alto contenuto di colesterolo in forma esterificata, colesterolo e fosfolipidi HDL apo A Particelle di piccole dimensioni ed alta densità. Importanti nel metabolismo e nella regolazione del colesterolo in quanto attivano un enzima che esterifica il colesterolo dai fosfolipidi. Le HDL trasportano il colesterolo dai tessuti periferici al fegato per essere escreti GLI ACIDI GRASSI LIBERI (a corta catena) non esterificati vengono trasportati nel plasma ad altri tessuti legati all albumina I chilomicroni e le VLDL sono di origine intestinale, le VLDL, LDL ed HDL sono di origine epatica

140 Metabolismo degli acidi grassi Destino intracellulare degli A.G.: 99% tessuto adiposo IDROLISI A.G. liberi trasportati ai tessuti legati all albumina 0,5% fegato 0,5% muscolo Utilizzati come fonte di energia Il cervello non accumula A.G. e come fonte di energia utilizza glucosio ed in condizioni metaboliche corpi chetonici che si formano nel fegato quando l acetil CoA proveniente dalla β-ossidazione non può essere ulteriormente metabolizzato per carenza di glucosio Gli A.G. non riesterificati in TG possono essere ossidati nei mitocondri per produrre energia o produrre altri A.G.

141 FEGATO ruolo centrale nella sintesi e nel metabolismo lipidico produzione dei sali biliari ossidazione e sintesi acidi grassi, trigliceridi,fosfolipidi sintesi colesterolo sintesi e metabolismo lipoproteine plasmatiche sintesi dei corpi chetonici

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144 I gruppi funzionali dei carboidrati sono il gruppo carbonilico (C=O) e i gruppi ossidrilici, che li rendono solubili in acqua Hanno diverse funzioni, prima fra tutte quella energetica ma anche strutturale (chitina, cellulosa, acidi nucleici) formano glicoconiugati (glicolipidi e glicoproteine) sono coinvolti nelle interazioni intercellulari. Possono essere classificati in ALDOSI se il gruppo carbonilico è un gruppo aldeidico e CHETOSI se il gruppo carbonilico è un gruppo chetonico In soluzione acquosa i carboidrati sono presenti in forma ciclica e non lineare in quanto il gruppo carbonilico reagisce con un gruppo ossidrilico e con una reazione intramolecolare si forma un emiacetale o un emichetale

145 Dal punto di vista fisiologico i carboidrati si distinguono in SEMPLICI e COMPLESSI SEMPLICI: monosaccaridi, disaccaridi ed oligosaccaridi COMPLESSI: polisaccaridi SEMPLICI:glu, fru, saccarosio, maltosio e lattosio COMPLESSI: amido e glicogeno E anche in DISPONIBILI e NON DISPONIBILI DISPONIBILI:utilizzabili a scopo energetico NON DISPONIBILI: non digeribili SEMPLICI: xilosio, lattulosio, raffinosio, stachiosio COMPLESSI: Fibra alimentare Legame glicosidico.glicosidasi

146 CARBOIDRATI DISPONIBILI Monosaccaridi: - Glucosio, fruttosio, galattosio, mannosio Oligosaccaridi: - Saccarosio (fruttosio+ glucosio) - Lattosio (glucosio + galattosio) - Maltosio e destrine (glucosio) Polisaccaridi: - Amido - Glicogeno

147 FRUTTOSIO CHETOESOSO ALIMENTI: Miele Frutta secca: datteri, fichi prugne Frutta: uva, pere, kiwi ecc. Verdure: pomodori, peperoni cipolle ecc.

148 SACCAROSIO Componente fondamentale nella alimentazione umana ed animale in genere Lo si trova largamente in natura, nella frutta e nel miele (in percentuale più bassa rispetto al fruttosio) Si estrae dalla barbabietola da zucchero (soprattutto in Europa) e dalla canna da zucchero (nel resto del mondo). Artificialmente invece, lo si trova nell'industria alimentare, specialmente dolciaria e pasticcera, e in commercio prende il nome di comune zucchero da cucina (raffinato bianco oppure integrale "grezzo").

149 LATTOSIO La molecola del lattosio è costituita da una molecola di beta galattosio e da una di glucosio uniti da un legame beta(1 4) glicosidico. Il lattosio rappresenta il 98% degli zuccheri presenti nel latte. Il lattosio è contenuto oltre che nel latte (circa il 40% della massa secca del latte vaccino, 3,5-4% sul tal quale), anche nei suoi derivati (formaggi e yougurt). In particolare nel siero il lattosio costituisce circa il 70% della massa secca (4,2% sul tal quale) e può essere isolato per concentrazione e successiva cristallizzazione. Intolleranza al latte causata dalla mancanza dell enzima LATTASI L'intolleranza al lattosio può essere primaria oppure secondaria e transitoria. Nel primo caso l'organismo non produce le lattasi per un difetto genetico, per questo motivo i sintomi dell intolleranza si manifestano già nella prima infanzia. Quando tale deficit non sussiste l'organismo può comunque soffrire di una intolleranza transitoria, detta secondaria, per la temporanea perdita dell'enzima. La lattasi, infatti, è considerata un enzima inducibile, capace cioè di aumentare numericamente in rapporto alla stimolazione del suo substrato.

150 MALTOSIO Composto da due molecole di glucosio unite da un legame glicosidico α(1 4). Il maltosio si ottiene per scissione operata dall'amilasi sull amido. È presente nei semi germinanti come quelli dell orzo, quando scindono le loro riserve di amido da utilizzare come nutrimento. L'aggiunta di un'altra unità di glucosio produce il maltotrioso; l'ulteriore aggiunta produrrà le maltodestrine e infine l'amido (polimero del glucosio).

151 POLISACCARIDI AMIDO 20% amiloso legame a1 4 80% amilopectina legame a1 4 e a1 6 a-amilasi salivare a-amilasi pancreatica Endoglicosidasi: idrolizzano il legame a1 4 maltosio G G maltotrioso G G G G G G G G a destrina Cellulosa: l uomo non sintetizza enzimi in gradi di idrolizzare il legame Glc ( 1 4) Glc

152 AMIDO Amido L amido è un polisaccaride utilizzato come riserva energetica delle piante. E disponibile in natura sotto forma di granuli. E costituito da due frazioni: Amilosio (20%): polimero idrosolubile a catena lineare può contenere 1000 o più unità di D-glucosio, legate da legami α-1,4-glicosidici che fanno assumere alla molecola una struttura ad elica Amilopectina (80%): polimero non idrosolubile a catena ramificata: può contenere fino a 5000 unità di D- glucosio, legate da legami α-1,4-glicosidici ramificazioni ogni residui (legami α-1,6-glicosidici) ha una struttura globulare finemente spugnosa, responsabile di rendere l amido di forma piuttosto granulare e del rigonfiamento dei granuli di amido durante la gelatinizzazione In genere l amilopectina è il 70-80% rispetto all amilosio. Gli amidi con più alto contenuto di amilopectina sono più digeribili.

153 Il processo di gelatinizzazione dell amido a partire dai granuli d amido è resa possibile grazie al riscaldamento in ambiente acquoso. A seguito della gelatinizzazione le catene dell amilosio e dell amilopectina sono molto più esposte all azione idrolitica degli enzimi digestivi rispetto che in un amido non gelatinizzato. Quindi questo processo è fondamentale per favorire e l utilizzazione metabolica dell amido contenuto negli alimenti. Il raffreddamento favorisce il ripristino della struttura ordinata con conseguente ricristallizzazione o retrogradazione dell amido

154 GRANULI DI AMIDO L AMIDO DEVE SUBIRE IL PROCESSO DI GELATINIZZAZIONE H 2 O > 30 % TEMPERATURA DI C

155 DISACCARIDI (OLIGOSACCARIDI prodotti dalla digestione dell amido) idrolizzati da enzimi sintetizzati dall enterocita e siti sulla membrana plasmatica dell enterocita, con il sito attivo esposto all esterno verso il lume intestinale a-glicosidasi maltasi saccarasi isomaltasi scinde legame Glc (a1 4) Glc scinde legame Glc (a1 2) Fru scinde legame Glc (a1 6) Glc -galattosidasi lattasi scinde legame Gal ( 1 4) Glc

156 AMIDO NON DIGERIBILE O RESISTENTE Amido che non viene digerito, suddiviso in 4 differenti categorie: AMIDO fisicamente inaccessibile (RS-1), parete batterica AMIDO non gelatinizzato (RS-2), banane non mature, pasta poco cotta AMIDO retrogradato (RS-3), riarrangiamenti molecolari in seguito a raffreddamento di cibi cotti (patate) AMIDO modificato (RS-4) utilizzati come additivi alimentari

157 Digestione ed assorbimento dei carboidrati Substrati Prodotti Enzima Fonte Amido Lattosio Saccarosio Maltosio Isomaltosio Maltotriosio Destrine Amilasi Ghiandole salivari Destrine Maltotriosio Glucosio Amilasi Destrinasi Pancreas Disaccaridi Glucosio Fruttosio Galattosio Disaccaridasi Intestino tenue Gal Fru Glc Circolo ematico Tessuti periferici

158 membrana apicale membrana baso-laterale ASSORBIMENTO dei MONOSACCARIDI TRASPORTO ATTIVO contro gradiente cotrasportatore Na + /glucosio SGLT (sodium glucose transporter) intestino, rene per il riassorbimento renale TRASPORTO MEDIATO secondo gradiente trasportatori del glucosio GLUT (5) tutti i tessuti Glc Gal Na + Fru S G L T G L U T 5 enterocita G L U T 2 Na + /K + -ATPasi

159 Principali carboidrati alimentari e loro prodotti di idrolisi Mais, riso, Zucchero di Latte patate, grano canna o barbabietole Polisaccaride Amido Disaccaride Maltosio Saccarosio Lattosio Monosaccaride Glucosio Fruttosio e Glucosio galattosio e glucosio

160 Digestione dei Carboidrati La digestione dell amido inizia nella bocca ad opera dell amilasi salivare (ptialina) che, dopo idratazione, lo riduce a catene di circa 8 residui (destrine limiti), maltosio e maltotriosio, rompendo solo i legami lineari (α 1,4). La digeribilità dell amido in rapporto all amilasi l amido digeribile, e l amido resistente (degradato nel colon dalla flora intestinale). La digeribilità dell amido dei cereali viene notevolmente aumentata dal trattamento termico (cottura del cibo o dei prodotti da forno, essiccamento della pasta, ecc.). Questi processi, in particolare la lievitazione, hanno il vantaggio di ridurre l acido fitico ma lo svantaggio di provocare eccessive perdite di vitamine.

161 Idrolisi dei carboidrati alimentari a monosaccaridi Succo e saliva Orletto a spazzola Prodotti finali pancreatica Substrato Enzima Substrato Substrato Enzima Substrato Amilosio α-amilasi Maltotrioso Maltosio Maltasi (saccarasi) Glucosio Amilopectina α-amilasi α-destrina ramificata Isomaltasi Glucosio Saccarosio Saccarasi Glucosio e fruttosio Lattosio Lattasi Galattosio e glucosio

162 DIGESTIONE DELL AMIDO Amilasi salivare (ptialina) AMIDO Amilasi pancreatica DESTRINE MALTOSIO Enzimi parete intestinale GLUCOSIO Vena porta DIGESTIONE DEI DISACCARIDI DISACCARIDI Enzimi parete intestinale MONOSACCARIDI Vena porta

163 FUNZIONE ENERGETICA: rappresentano la fonte principale di energia a rapida utilizzazione e a basso costo. FUNZIONE PLASTICA: sono costituenti degli acidi nucleici, coenzimi nucleotidici, glicolipidi, glicoproteine, strutture di sostegno e di protezione. FUNZIONE REGOLATRICE del metabolismo in quanto determinano un risparmio nell'uso di proteine per scopi energetici. FUNZIONE ANTICHETOGENICA: in caso di carenza glucidica si ha formazione di corpi chetonici ed acidosi metabolica. FUNZIONE DISINTOSSICANTE:

164 FUNZIONE PLASTICA BIOSINTESI DEI NUCLEOTIDI BIOSINTESI DEI COENZIMI BIOSINTESI DEGLI ACIDI GRASSI GLICOPROTEINE SINTEDI DEI MUCOPOLISACCARIDI

165 FUNZIONE ANTICHETOGENICA SINTESI DEI CORPI CHETONICI Il glucosio permette la normale utilizzazione metabolica dei lipidi impedendo la formazione dei corpi chetonici: esplicano pertanto un'azione antichetogenica

166 FUNZIONE DISINTOSSICANTE SINTESI DEL GLUCURONATO L'acido glucuronico (acido D-glucuronico) è un composto organico e deriva dall ossidazione del gruppo aldeidico primario (l OH legato al C-6) del glucosio a gruppo carbossilico. A livello epatico si verifica la glucuronicoconiugazione: l acido g. si combina, mediante il suo gruppo aldeidico, con alcune sostanze tossiche difficilmente ossidabili. Le reazioni di glucuronicoconiugazione sono uno dei principali sistemi per la detossificazione e sono catalizzate dalla glucuroniltransferasi, enzima presente negli organismi animali, principalmente all interno degli epatociti.

167 Catabolismo dell eme L eme viene trasformato in bilirubina. Il 75% della bilirubina deriva dall emoglobina degli eritrociti vecchi che vengono fagocitati dai macrofagi eritrociti /ora distrutti (6g di emoglobina /die) Concentrazione plasmatica di bilirubina: 1 mg/dl Se la concentrazione di bilirubina supera 3 mg/dl si ha l ittero (riconoscibile dalla colorazione gialla della pelle)

168 MOLTI COMPOMENTI DELLA FIBRA ALIMENTARE SONO CARBOIDRATI NON DISPONIBILI O PIÙ PRECISAMENTE NON GLICEMICI

169 FIBRA ALIMENTARE CONCETTO NUTRIZIONALE (CIÒ CHE IN QUALCHE MISURA HA EFFETTI BENEFICI SULL ORGANISMO) MODULAZIONE DEL TRANSITO INTESTINALE AUMENTO DELLA MASSA FECALE RIDUZIONE DELLA COLESTEROLEMIA TOTALE E LDL RIDUZIONE DELLA GLICEMIA E L INSULINEMIA POST-PRANDIALE ATTIVITÀ PREBIOTICA PREVENZIONE DELLE PATOLOGIE INTESTINALI

170 FIBRA ALIMENTARE DIRETTIVA EUROPEA 2008/100/CE POLIMERI DI CARBOIDRATI COMPOSTI DA PIÙ DI 3 UNITÀ MONOMERICHE CHE NON SONO NE DIGERITI E NE ASSORBITI A LIVELLO DELL INTESTINO TENUE UMANO SONO INCLUSI ANCHE COMPOSTI DI ORIGINE VEGETALE NON POLISACCARIDICI LIGNINA, FRAZIONI PROTEICHE, COMPOSTI FENOLICI, CERE, FITOSTEROLI,. CHE SONO STRETTAMENTE ASSOCIATI ALLA COMPONENTE POLISACCARIDICA POLIMERI DI CARBOIDRATI COMMESTIBILI PRESENTI NATURALMENTE NEGLI ALIMENTI POLIMERI DI CARBOIDRATI COMMESTIBILI DERIVATI DA MATERIE PRIME ALIMENTARI CON EFFETTI BENEFICI DOCUMENTATI SCIENTIFICAMENTE POLIMERI DI CARBOIDRATI SINTETICI COMMESTIBILI CON EFFETTI BENEFICI DOCUMENTATI SCIENTIFICAMENTE

171 CARATTERISTICHE FUNZIONALI DELLA FIBRA ALIMENTARE VISCOSITÀ IDRATABILITÀ CAPACITÀ DI SCAMBIO FERMENTESCIBILITÀ LA DIRETTIVA EUROPEA 2008/100/CE ATTRIBUISCE ALLA FIBRA ALIMENTARE UN VALORE ENERGETICO MEDIO DI 2 Kcal/g

172 CARATTERISTICHE FUNZIONALI DELLA FIBRA ALIMENTARE FIBRA SOLUBILE VISCOSITÀ FIBRA INSOLUBILE FIBRA SOLUBILE IDRATABILITÀ FIBRA INSOLUBILE FIBRA SOLUBILE CAPACITÀ DI SCAMBIO FIBRA INSOLUBILE FIBRA SOLUBILE FERMENTESCIBILITÀ FIBRA INSOLUBILE

173 FLORA BATTERICA (MICROBIOTA) INTESTINALE

174 FLORA BATTERICA (MICROBIOTA) INTESTINALE NEL COLON OLTRE 400 SPECIE BATTERICHE STOMACO 0-3 DIGIUNO 0-6 ILEO 3-7 COLON Log 10 CFU /ml

175 HELICOBACTER PYLORI NELLO STOMACO

176 MICROBIOTA INTESTINALE

177 FLORA BATTERICA INTESTINALE FERMENTATIVA EFFETTI BENEFICI SULL ORGANISMO Lactobacillus, Bifidobacterium PUTREFATTIVA EFFETTI NEGATIVI SULL ORGANISMO Clostridium, Bacteroides, Peptococcus

178 FLORA BATTERICA INTESTINALE CONSORZI MICROBICI BATTERI COINVOLTI NELLA DEGRADAZIONE PRIMARIA BATTERI COINVOLTI NELLA DEGRADAZIONE SECONDARIA INTERAZIONI DI TIPO MUTUALISTICO, COMMENSALISTICO O PARASSITICO

179 Metabolismo dei Bifidobacterium

180 Metabolismo dei Bifidobacterium

181 Metabolismo dei Bifidobacterium

182 PRINCIPALI PRODOTTI DELLA FERMENTAZIONE BATTERICA ACIDI GRASSI A CATENA CORTA ACETATO PROPIONATO BUTIRRATO ENTRA IN CIRCOLO FEGATO COLONOCITI

183 PRINCIPALI PRODOTTI DELLA FERMENTAZIONE BATTERICA

184 FLORA BATTERICA INTESTINALE

185

186 BIBLIOGRAFIA RECENTE

187 BIBLIOGRAFIA RECENTE

188 MICROBIOTA INTESTINALE E OBESITÀ

189 CELLULA VEGETALE

190 PARETE CELLULARE

191 Componenti della fibra: CELLULOSA INSOLUBILE MA MOLTO IDRATABILE DETERMINA UN AUMENTO DELLA MASSA FECALE (1g 3g)

192 Componenti della fibra: EMICELLULOSA XILANI GALATTANI CLUCOMANNANI IDROLIZZABILI DALLE CELLULASI BATTERICHE CEREALI INTEGRALI LEGUMI FRUTTA ORTAGGI PUÒ ESSERE SIA SOLUBILE CHE INSOLUBILE AUMENTO DELLA MASSA FECALE E ACCELERAZIONE DEL TRANSITO INTESTINALE

193 Componenti della fibra: LIGNINA POLIMERI DI DERIVATI DEL FENILPROPANO CEREALI INTEGRALI LEGUMI FRUTTA PROPRIETÀ ANTIOSSIDANTI; LEGA SALI BILIARI

194 Componenti della fibra: PECTINE POSSONO LEGARE SALI BILIARI E IONI FERMENTATE DALLA FLORA BATTERICA

195 Componenti della fibra: AMIDO RESISTENTE FISICAMENTE INACCESSIBILE AMIDO NON GELATINIZZATO AMIDO RETROGRADO AMIDO MODIFICATO AUMENTO PRODUZIONE ACIDI GRASSI A CATENA CORTA

196 Componenti della fibra: INULINA (10-60) Componenti della fibra: FRUTTO-OLIGOSACCARIDI (< 10) Componenti della fibra: OLIGOFRUTTOSIO (< 9) INULINA E FOS POLIMERI DI FRUTTOSIO CON MOLECOLA INIZIALE DI GLUCOSIO CEREALI CARCIOFI ASPARAGI AGLIO CIPOLLE TOPINAMBUR SOLUBILE PROPRIETÀ PREBIOTICHE; AUMENTO DELLA MASSA FECALE

197 Componenti della fibra: GALATTO-OLIGOSACCARIDI POLIMERI DI GALATTOSIO CON MOLECOLA TERMINALE DI GLUCOSIO LATTE MATERNO SOLUBILE AZIONE BIFIDOGENA

198 Componenti della fibra: RAFFINOSIO e STACHIOSIO GALATTOSIO SACCAROSIO SOLUBILE, PRESENTI NEI LEGUMI E IN PARTICOLARE NELLA SOIA AZIONE BIFIDOGENA

199 Componenti della fibra: GOMME POLISACCARIDI CON ELEVATO GRADO DI POLIMERIZZAZIONE (GALATTOMANNANI, GLUCOMANNANI) SECREZIONE DI PIANTE SOTTOPOSTE A TRAUMI SEMI DI LEGUMINOSE SOLUBILE, FERMENTABILE, VISCOSA GOMMA DI GUAR (LEGUMINOSE) PROPRIETÀ IPOGLICEMICHE, RIDUCE LA LIPIDEMIA

200 Componenti della fibra: -GLUCANI POLIMERI RAMIFICATI DI -GLUCOSIO FUNGHI ALGHE Parete cellulare di: AVENA ORZO PUÒ ESSERE SIA SOLUBILE CHE INSOLUBILE SOLUBILITÀ E VISCOSITÀ DIPENDONO DALLA LUNGHEZZA DELLA CATENA

201 Componenti della fibra: CHITINA POLIMERI DI N-ACETILGLUCOSAMINA E GALATTOSAMINA Legami -1-4 INSOLUBILE POSSIBILE RIDUZIONE DELLA LIPIDEMIA

202 Componenti della fibra: POLIDESTROSIO POLISACCARIDE SINTETIZZATO PER POLIMERIZZAZIONE CASUALE DI GLUCOSIO E SORBITOLO GRADO DI POLIMERIZZAZIONE = 12 E 1200 PARZIALMENTE FERMENTATO; AUMENTO DELLA MASSA FECALE

203 Componenti della fibra: MUCILLAGINI MUCOPOLISACCARIDI ETEROGENEI SEMI DI LINO SEMI DI ORZO LEGUMI FORMANO SOLUZIONI COLLOIDALI VISCOSE

204 INDICE GLICEMICO LINEARE FINO A 100 g

205 INDICE GLICEMICO

206 INDICE GLICEMICO

207 CARICO GLICEMICO INDICE GLICEMICO x QUANTITÀ DI CARBOIDRATI ASSUNTI 200 g DI CARBOIDRATI CON I.G. = g DI CARBOIDRATI CON I.G. = 100 PROPORZIONALE AL FABBISOGNO TOTALE DI INSULINA NECESSARIO AL CONTROLLO DELLA GLICEMIA POST-PRANDIALE NEL PERIODO CONSIDERATO

208 Vitamine = ammine della vita 1 a vitamina (1912): B 1 conteneva una funzione amminica Successivamente la parola VITAMINA è stata utilizzata per indicare SOSTANZE ESSENZIALI per la VITA, anche se non sempre contenti azoto.

209 LE VITAMINE: cosa sono e come agiscono Sono sostanze organiche essenziali Prive di valore energetico (ACALORICO) Stabilità: temperatura, ph, cottura.. Agiscono in dosi minime (micronutrienti, μg o mg) Consumo eccessivo di vitamine effetti molto diversi se non opposti da quelli attesi Incapaci di essere sintetizzate (NON TUTTE), vanno introdotte con l alimentazione Ognuna svolge un ruolo ben determinato Funzioni protettive e regolatrici REGOLAZIONE BIOREGOLATORI del metabolismo (coenzimi) PROTEZIONE ANTIOSSIDANTI per eccellenza DIFESE IMMUNITARIE

210 Funzioni biologiche delle vitamine nell organismo

211 avitaminosi ipovitaminosi DIETA EQUILIBRATA E COMPLETA l alterato assorbimento mancanza totale di una o più vitamine mancanza parziale di una o più l alimentazione inadeguata l aumentato fabbisogno condizioni fisiologiche particolari, l'inquinamento ambientale, fumo, l'alcool, i contraccettivi orali, il caffè, gli antibiotici, altri farmaci preparazione, confezione e conservazione degli alimenti Es., nel pane bianco non c è più traccia di vitamine contenute nella crusca; nella margarina, non si hanno le vitamine A e D; nei cibi conservati mediante eccessivo riscaldamento o cottura, che distruggono la vitamina C e alcune vitamine del gruppo B Ipervitaminosi eccesso dovuto a iperdosaggi Antivitamine, composti con azione antagonista su una specifica vitamina, Es. l avidina, proteina del bianco dell uovo è l antivitamina della biotina Farmaci, influenzano la biodisponibilità delle vitamine riducendone l assorbimento, biosintesi, funzione biologica

212 CONDIZIONI FISIOLOGICHE CHE NECESSITANO DI UNA INTEGRAZIONE VITAMINICA Fasi iniziali della gravidanza (prevenzione dei difetti del tubo neurale con acido folico) Allattamento (acido folico) Bambini dei paesi nordici nel periodo invernale (vitamina D) Anziani Vegetariani stretti, specie in età pediatrica (vitamina B 12)

213 Come leggere l etichette dei prodotti vitaminici MISURE basate sulla QUANTITA SISTEMA METRICO Unità di misura equivalente a usate per misurare microgrammo (μg) 1/ di g piccole quantità milligrammo (mg) 1/1.000 di g medie quantità SISTEMA FARMACEUTICO goccia 1 goccia d acqua In forma liquida Cosa ci dice l RDA? RDA: razione giornaliera consigliata Quantità minima raccomandata al giorno è 2/6 volte la quantità minima necessaria al nostro organismo Rappresenta il fabbisogno giornaliero necessario all organismo per evitare ipovitaminosi (tabelle LARN)

214 Solubilita LIPOSOLUBILI Non sono eliminate facilmente Sono immagazzinate nel corpo Riserva Non necessario introdurle quotidianamente con la dieta Ipervitaminosi IDROSOLUBILI Diffondono liberamente nei liquidi intra ed extracellulari Non immagazzinate nel corpo, eliminate con le urine Hanno una funzione regolatrice: coenzimi Non esercitano effetti tossici Labili

215 Vitamine Idrosolubili B1 (tiamina) B2 (riboflavina) B3 (niacina) B5 (acido pantotenico) B6 (piridossina) B7 Biotina B9 Folati B 12 (cobalamina) C (acido ascorbico) Liposolubili A D E K

216 VITAMINA C o ACIDO ASCORBICO Due forme ad attività biologica: acido ascorbico (forma ridotta) e acido deidroascorbico (forma ossidata), facilmente ossidabile in presenza di ossigeno, rame, ferro. -termolabile -fotosensibile -stabile in ambienti acidi Fonte alimentare: Agrumi, pomodori, vegetali a foglia verde, kiwi, peperoni. Assorbimento e metabolismo: trasporto attivo e diffusione passiva, assorbito nell intestino tenue: viene immagazzinata nel fegato e nel surrene e la quota in eccesso viene eliminata con le urine.

217 Funzioni biologiche: -Coenzima delle OSSIGENASI che catalizzano reazioni di ossidoriduzione; Idrossilazione del collagene, Idrossilazione della dopamina per formare noradrenalina, Sintesi degli ormoni steroidei. Riduzione dell acido folico Assorbimento del ferro (riduzione da Fe 3+ a Fe 2+ ) Antiossidante (insieme alle vitamina A ed E) perché è un buon agente riducente ed il radicale ascorbile che si forma non è dannoso perché si stabilizza per risonanza magnetica. Rigenerazione della Vitamina E dal radicale alphatocoferossilico Dose consigliata: Dose minima 10mg/die, 30-60mg/die

218 Danni da carenza o da eccesso -Carenza: SCORBUTO, patologia che riguarda la sintesi del collagene -Eccesso: aumentata eliminazione attraverso le urine, formazione di ossalacetati.

219 Vitamine del gruppo B (8) Non sono chimicamente simili Si trovano negli stessi alimenti (lievito di birra, latte, cereali, frattaglie.ecc.) Ruolo determinante in tutte le funzioni vitali dell organismo, metabolismo energetico (carboidrati, lipidi e proteine) proliferazione/differenziazione cellulare. Azione fondamentale nel liberare energia dagli alimenti, come coenzimi Labili (luce, ossigeno, ph, calore..). assunte in associazione alle altre vitamine del complesso B Sintomi di carenza e fattori che interferiscono con l'assunzione Sintomi da carenza: secchezza o ruvidità della pelle e salute dei capelli, poiché la vitamina B è alla base del loro Metabolismo energetico; mancanza d'appetito, stitichezza, insonnia e acne. Ridotto assorbimento in presenza di stress, o dall'eccessivo consumo di caffè,zucchero,alcolici, o dall'utilizzo di alcuni medicinali quali sonniferi o pillole anticoncezionali, o dai sulfamidici o in presenza di infezioni; invece l'assorbimento è favorito dalla presenza di altre vitamine, quali C ed E, Calcio e Fosforo.

220 Vitamina B1 (tiamina) La tiamina è una vitamina la cui carenza porta allo sviluppo di una patologia chiamata beriberi (polinevrite che si manifesta con stanchezza, paralisi, cardiopalmo, atrofie muscolari, accompagnate da disturbi cardiaci gravi). Il beriberi è (era) una malattia diffusa in Asia, in seguito ad una alimentazione quasi esclusivamente basata sul consumo di riso raffinato (brillato). Considerata anche "la vitamina dell'umore e dell'energia", è presente in piccole quantità in quasi tutti gli alimenti, ma in maggior concentrazione si trova in alimenti come la carne di maiale (0,66 mg/100g), uova, (0,31 mg/1 uovo), nella crusca e nel germe del grano, nella pula (la pelle) del riso, nei legumi (0,30 mg/100g) e nel lievito di birra. 1,2 mg/die adulti 0,6-0,9 mg/die bambini Non è tossica H 3 C N NH 2 N CH 2 + N S CH 3 CH 2 CH 2 OH

221 Vitamina B1 (tiamina) La forma attiva della vitamina B1 è la tiamina pirofosfato, che agisce da COENZIMA DELLE DECARBOSSILASI dei chetoacidi e delle transche La vitamina B1 è essenziale -nella utilizzazione dei carboidrati per produrre energia (produzione di ATP nel ciclo di krebs; NADPH e RIBOSIO 5-FOSFATO nel ciclo dei pentosi fosfati), -per mantenere la funzionalità del sistema nervoso, -per mantenere l integrità e la funzionalità delle mucose Non essendoci organi di riserva deve essere assunta costantemente. Carenza: dopo alcuni giorni problemi al metabolismo energetico dei carboidrati con aumento dei chetoacidi (ac. Lattico e piruvico) nel sangue. A lungo termine Beri Beri

222 Vitamina B2 o riboflavina La riboflavina è il componente centrale dei cofattori FMN e FAD, che intervengono in diverse reazioni di ossidoriduzione come donatori ed accettori di elettroni flavina-mononucleotide (FMN) flavina-adenina-dinucleotide (FAD)

223 Vitamina B2 o riboflavina Essi intervengono in varie reazioni di ossidoriduzione del metabolismo dei carboidrati, proteine e lipidi. Le più importanti fonti alimentari di vit B2 sono il latte e i suoi derivati, l albume d uovo, il fegato, il rene ed il cuore ma anche nel lievito di birra e nelle verdure. La riboflavina ed il suo prodotto 5 -fosfato sono anche additivi alimentari sigle E101 E101a Apporto giornaliero 1,3-1,8mg/die adulto Non tossica, assorb. intestinale non eccede mai i 25 mg, meccanismo protettivo che evita l accumulo

224 N C O NH 2 alias niacina alias acido nicotinico/nicotinammide alias vitamina PP

225 Vitamina B3 o PP o Niacina Con il termine di niacina (o vitamina PP, Pellagra-Preventing, o vitamina B 3 ) si intendono due molecole tra loro simili: l'acido nicotinico (la niacina propriamente detta, presente nei vegetali) e l'ammide di quest'ultimo, la nicotinammide (presente negli animali). il triptofano è il suo precursore. Anche i batteri intestinali possono contribuire a questo processo, sempre utilizzando il triptofano. In genere da 60 mg di triptofano si ottengono 1 mg di acido nicotinico. Componente dei coenzimi NAD e NADP Coinvolti nei processi ossidoriduttivi, donatori ed accettori di elettroni per la produzione di energia nel metabolismo dei grassi, del colesterolo, dei carboidrati nella sintesi di molti componenti dell organismo, compresi gli ormoni sessuali e surrenali

226 Nicotinamide adenina dinucleotide

227 fonti alimentari di vitamina PP animali (nicotinamide): fegato e altri organi, uova, pesce, carne Vegetali* (acido nicotinico): arachidi, cereali integrali (assente nel mais complesso niacina-leucina), latte, avocado lievito di birra. Caffè macinato contiene 10-40mg/100g di.. patologie da carenza Pellagra (cosidette 3D) dermatite (la pelle si screpola e si desquama), diarrea (alterazioni del rivestimento mucoso del tratto gastrointestinale), demenza (compromissione delle funzioni intellettive) * Frutta e verdura ne presentano basse quantità; ma tutti i vegetali contengono triptofano, aminoacido essenziale e precursore di questa vitamina.

228 Vitamina B5 o acido pantotenico L'acido pantotenico è un costituente del coenzima A (coa) e della 4 -fosfopanteteina. Il Coenzima A (CoA) funziona come trasportatore di gruppi acili e acetili e, come tale, entra nelle vie metaboliche dei carboidrati, degli aminoacidi, degli acidi grassi, dei composti steroidei e dei corpi chetonici. Interviene anche: nelle reazioni di decarbossilazione dei chetoacidi, con formazione di succinil-coa che entra nel ciclo di Krebs ecc. Partecipa anche ad altre reazioni di acetilazione quali l acetilazionei delle proteine determinando, così, regolazione di vari sistemi cellulari o protezione dalla proteolisi. Ricordiamo l'acetilazione degli istoni, coinvolta nella regolazione dell'espressione genetica. La 4 -fosfopanteteina agisce legandosi alla serina di una particolare proteina trasportatrice di acili (ACP, acyl carrier protein) che partecipa insieme al CoA, alla biosintesi degli acidi grassi.

229 Acido pantotenico: fegato, rene, carni, pesce, pollame, Lievito di birra, crusca di di frumento, semi di sesamo, pappa reale. Coa e fosfopanteteina (in concentrazioni più basse): Semi di girasole soia uova cereali integrali E stabile alla cottura, purchè il ph sia compreso fra 5 e 7. A valori inferiori a 5 o superiori a 7, l acido pantotenico si degrada velocemente primi sintomi di carenza: affaticamento e stanchezza Livelli di assunzione e tossicità L'apporto giornaliero, al momento, non sembra ben definito. Ci si orienta, tuttavia, su di una dose giornaliera di 5-10 mg. Non sono noti effetti tossici, acuti o cronici, da alti dosaggi di acido pantotenico

230 Vitamina B6 (Piridossina, piridossale, piridossamina e piridossal fosfato) Per vitamina B6 si intendono una serie di molecole La piridossina viene trasformata in piridossale e/o piridossamina, forme attive della Vit. B12 Metabolismo degli aminoacidi Metabolismo lipidico e glucidico Sintesi dei neurotrasmettitori Sintesi sfingolipidi, produzione delle guaine mieliniche Sintesi di vari neurotrasmettori Trasforma l omocisteina in cisteina La dose giornaliera di circa 2 mg/die. La carenza della Vit. B6 è rara 230

231 Fonti alimentari di Vitamina B 6 (mg/100g) Fonti al. animali: Piridossamina e piridossale Fonti al. vegetali: Piridossina Germe di grano 3.30 Noci secche 0.67 Fiocchi di mais 1.80 Prosciutto crudo 0.64 Lenticchie 0.93 Nocciole 0.59 Fegato bovino 0.83 Farina di grano duro 0.41 Petto di tacchino 0.81 Castagne 0.42 Salmone 0.75 Pistacchi 0.25

232 Vitamina B7 o biotina o vitamina H Coenzima delle Carbossilasi (catalizzano le reazioni di condensazione dell anidride carbonica con chetoni, aldeidi ecc.), ruolo cruciale in: Omeostasi degli acidi grassi Catabolismo della leucina Gluconeogenesi ed altre vie metaboliche Ruolo nella trasduzione del segnale influenzando l espressione di circa 2000 geni Fonti alimentari. Latte e derivati, uovo, frutti di mare, nei vegetali (es. patate) minore biodisponibilità. La biotina è anche prodotta dalla flora batterica intestinale E' BENE SAPERE CHE una dieta ricca di uova crude comporta carenza di biotina perché nel albume è presente l'avidina che legandosi alla biotina del tuorlo, ne blocca l'assorbimento intestinale. Carenza (rara): desquamazione e perdita di capelli, stomatite immunodepressione Dose giornaliera: ug/die

233 Acido folico Vitamina B9 La forma attiva è il TETRAIDROFOLATO che si ottiene per riduzione enzimatica del folato È essenziale nella sintesi delle purine e pirimidine (DNA ), espressione genica e proliferazione cellulare Formazione della metionina a partire dalla omocisteina e dei neurotrasmettitori cerebrali con la vitamina B 12 e la SAM agisce da donatore di metili in diverse reazioni In gravidanza è indispensabile per un corretto sviluppo del feto (SPINA BIFIDA).

234 Fonti alimentari : rene, fegato, uovo, verdure a foglia verde e legumi fotodegradabile e termolabile alcol ed estrogeni ne alterano il metabolismo la carenza compromette tutte le cellule soprattutto quelle a rapida proliferazione come i globuli rossi, apparato gastrointestinale, genitale. Anemia macrocitica anche con leucopenia e trombocitopenia

235 Possiede un atomo di cobalto Vitamina B12 (Cobalamina) prodotta da microrganismi e da alcune alghe Flora batterica intestinale sintetizza Vit. B12 ma essendo necessario per il suo assorbimento la presenza del Fattore intrinseco prodotto dallo stomaco, il suo assorbimento è scarso. Fonti di Vit. B12 esogeno: Esclusive fonti alimentari animali: fegato, rene, pesci, latte, carne È essenziale nella sintesi del DNA e dei neurotrasmettitori cerebrali Converte l omocisteina in cisteina (insieme all acido folico) ed in questa reazione si ha la trasformazione da metiltetraidrofolato in tetraidrofolato, la forma attiva con l acido folico agisce da donatore di metili Carenza: nelle diete vegetariane o assenza di fattore intrinseco. Il deficit provoca l anemia perniciosa caratterizzata da anemia megaloblastica e disturbi del sistema nervoso. Fabbisogno giornaliero 2 ug/die (fino a 200 ug/die)

236 Vitamine Idrosolubili B1 (tiamina) B2 (riboflavina) B3 (niacina) B5 (acido pantotenico) B6 (piridossina) B7 Biotina B9 Folati B 12 (cobalamina) C (acido ascorbico) Liposolubili A D E K

237 LIPOSOLUBILI Non sono eliminate facilmente Sono immagazzinate nel corpo Ipervitaminosi Riserva Non necessario introdurle quotidianamente con la dieta Il loro assorbimento è favorito dalla presenza di grassi nell alimento che lo contiene o nella dieta globalmente consumata Viene assorbita nell intestino come le altre molecole di natura lipidica: incorporazione in micelle miste. Trasportate nei chilomicroni attraverso i vasi linfatici mesenterici fino al fegato

238 Vitamina D Evidenze relative alla diffusione del rachitismo in rapporto alla mancanza di luce solare erano già note alla fine del XIX secolo. Il rachitismo è una malattia nutrizionale che risponde alla vitamina liposolubile presente nell olio di fegato di merluzzo burro e margarina contenente l 80% di grasso animale e olio d oliva.

239 Vitamina D Esistono due vitamine D : D 2 (ergosterolo) e D 3 (colecalciferolo). La prima è unicamente ESOGENA e di origine vegetale, mentre la seconda è anche ENDOGENA poichè il nostro organismo la produce per effetto della luce solare sulla pelle; è sia una vitamina che un ormone 7-deidrocolesterolo D 3 (colecalciferolo)

240

241 Essenziale nell omeostasi del calcio e del fosforo, promuovendone l assorbimento a livello intestinale, osseo e renale insieme agli ormoni Paratormone (ipocalcemia) e Calcitonina (ipercalcemia) (ormoni calciotropi) e nel differenziamento cellulare Nell intestino tenue superiore la vitamina D induce la sintesi a livello delle cellule epiteliali di una proteina specifica in grado di legare il calcio (CaBP, Calcium Binding-Protein). Non è ancora elucidato il meccanismo attraverso il quale la vitamina D promuove l assorbimento intestinale del fosforo.

242 Struttura ossea RUOLO FISIOLOGICO DEL CALCIO Eccitabilità cellulare Secondo messaggero Rilascio ormoni e neurotrasmettitori Contrazione muscolare Coagulazione Integrità di membrana REGOLAZIONE ORMONALE DELL OMEOSTASI DE Paratormone (PTH) Calcitonina Vit. D Le deviazioni dei livelli plasmatici del calcio dal loro range di normalità vengono prontamente corrette da modificazioni della secrezione dei principali ormoni regolatori del metabolismo del calcio. Il paratormone (PTH) e la calcitonina (CT) possono essere considerati come i componenti a rapida azione di questo sistema, mentre la vitamina D è garante della omeostasi calcica a più lungo termine.

243 PARATORMONE In risposta ad un calo della calcemia le paratiroidi secernono paratormone; questo stimola il rene a produrre 1.25-(OH)2-D, con drastica riduzione dell escrezione di calcio e mobilizzazione dello stesso dal tessuto osseo.

244 PARATORMONE Ormone secreto dalle ghiandole paratiroidi, localizzate nella superficie posteriore della tiroide Aumenta il riassorbimento di Ca e diminuisce il riassorbimento di P nei tubuli renali Aumenta il riassorbimento di Calcio dall osso Stimola la formazione di vit. D attiva nei tubuli prossimali renali

245 CALCITONINA E un polipeptide di 32 aa prodotto dalle cellule parafollicolari (C) della tiroide Lo stimolo principale per la secrezione di CT è l'aumento della concentrazione plasmatica del calcio. Il principale effetto biologico della CT è quello di inibire il riassorbimento osseo da parte degli osteoclasti ed elimina il calcio in eccesso per via renale Cellule follicolari Colloide Cellule parafollicolari

246 CALCITONINA E un polipeptide di 32 aa prodotto dalle cellule parafollicolari (C) della tiroide Lo stimolo principale per la secrezione di CT è l'aumento della concentrazione plasmatica del calcio. Il principale effetto biologico della CT è quello di inibire il riassorbimento osseo da parte degli osteoclasti ed elimina il calcio in eccesso per via renale Ioni Calcio in diminuzione

247 Il rachitismo è una malattia tipica dell'età pediatrica ed è causato da una inadeguata mineralizzazione dello scheletro (per carenza della vitamina D e/o calcio), soprattutto a livello delle cartilagini di coniugazione e delle zone di calcificazione provvisoria. RACHITISMO nei bambini OSTEOMALACIA negli adulti SINTOMI: debolezza muscolare, dolori e deformazioni ossee, il rammollimento delle ossa lunghe può determinare l'arcuarsi delle gambe. Livelli di assunzione raccomandati: In condizioni di normale esposizione alla luce solare la produzione endogena è sufficiente. Per i neonati, bambini fino a 3 anni e donne in gravidanza è consigliato un supplemento di 10 ug/die.

248 Le principali fonti di Vitamina D sono i pesci ed i loro derivati (olio di fegato di merluzzo).

249 Principali fonti di Vitamina D FORMAGGI (max parmigiano 1300 mg/100 g, pecorino: 1200 mg/100 g) LATTE 120 mg/100 g ORTAGGI (max cavolo 179 mg/100 g) PESCE (max sarde 150 mg/100 g, polpo 144 mg/100g) FRUTTA SECCA (mandorle 234 mg/100 g nocciole 250 mg/100 g)

250 Vitamina A Con il termine di Vitamina A vengono indicati tutti i retinoidi che possiedono l attività biologica del retinolo. In natura la vitamina A è presente in tre forme: RETINOLO RETINALE ACIDO RETINOICO è stata la prima vitamina liposolubile ad essere riconosciuta; alcuni CAROTENOIDI (α e β e γ carotene), presenti nei vegetali, detti provitamina A possono essere convertiti in vitamina A. I retinil esteri della dieta vengono trasformati in retinolo dalla retinil estere idrossilasi, prodotto dagli enterociti, viene poi riesterificato negli stessi e trasportato nel circolo linfatico nei chilomicroni che raggiungono il fegato dove viene depositato nelle cellule stellate del fegato all interno delle goccioline lipidiche. Il fegato produce il retinolo tutto trans legato alla RBP (retinol binding protein) e viene trasportato ai tessuti dove entra nella cellula fino all interno del nucleo

251 La forma aldeidica detta retinaldeide o retinale che agisce soprattutto sulla vista. L 11- cis retinaldeide si unisce alla opsina formando il pigmento visivo rodopsina. Quando un fotone colpisce colpisce la rodopsina il retinale isomerizza nella forma trans, questo cambiamento conformazionale della rodopsina attiva una cascata molecolare mediata dalla proteina G che determina la generazione di impulsi elettrici. Cecità crepuscolare La forma acida, detta acido retinoico ha molte attività biologiche. Regola l espressione di molti geni modulando la crescita e la differenziazione cellulare, ematopoiesi, sviluppo embrionale, risposta immunitaria ed infiammatoria e inibendo la crescita neoplastica. I carotenoidi sono antiossidanti lipofili Ruolo biologico Dose giornaliera: 700 ug/die nell uomo e 600 ug/die nella donna Carenza: Inibizione della crescita; deformità delle ossa Tossicità cronica: inappetenza, dolori muscolari, anemia, perdita di capelli, alterazioni neurologiche

252 Fonti di Vitamina A (come retinolo, µg/100g) Fegato suino caciocavallo 294 Fegato bovino provolone 293 Agnello,coratella gruviera 283 anguille Uovo intero 211 burro 730 Latte intero UHT 36 Tuorlo d uovo 607 caviale 560 tonno 450 gorgonzola 335 mascarpone 330

253 Contenuto di beta caroteni (µg/100g) Pomodoro bietole carote cachi prezzemolo lattuga peperoncino melone Zucca gialla Peperoni gialli 830 Radicchio verde spinaci albicocche cicoria 1.600

254 VITAMINA E E Vitamina E La forma più attiva e potente è l α-tocoferolo. Hanno una minore attività biologica i tocoferoli ( β, γ) e i tocotrienoli (α,β, γ). Il cuore centrale e comune della vitamina E è un cromanolo con un ossidrile (testa polare ) ed una coda idrofobica insatura (tocotrienolo) o satura (tocoferolo). Struttura che permette alla vitamina A di inserirsi nel doppio strato lipidico. Il gruppo ossidrilico le permette di svolgere la sua azione antiossidante R 1 HO R R 3 O 3 2 R CH H 4 1 CH 3 R H 8 1 CH 3 R CH 3 12 CH 3 13 Tocoferolo R 1 R 2 R 3 a-tocoferolo -tocoferolo -tocoferolo -tocoferolo -CH 3 -CH 3 -H -H -CH 3 -H -CH 3 -H -CH 3 -CH 3 -CH 3 -CH 3

255 La forma più attiva è l a-tocoferolo Nell organismo si trova nella frazione lipidica delle membrane cellulari e agisce da antiossidante proteggendo gli acidi grassi polinsaturi (PUFA) da sostanze tossiche quali: metalli pesanti, solventi organici, farmaci, radiazioni, radicali liberi. La vitamina E agisce è in grado di interrompere la catena di ossidazione innescata dai radicali liberi. La vitamina E dona un elettrone al radicale libero trasformandosi in radicale a-tocoferossilico stabilizzato per risonanza. Tale radicale può reagire con la vitamina c e glutatione ridotto rigenerando a-tocoferolo Viene accumulata nel tessuto adiposo, muscolo e fegato.

256 Contenuto di Vitamina E in alcuni alimenti (mg/100g) Olio di germe di grano caviale 7.0 Olio di girasole 49.2 anguille 5.6 Nocciole 25.0 pomodoro 5.4 Olio di oliva ev 21.4 Tuorlo d uovo 3.1 Olio di mais 17.2 Burro 2.0 Arachidi 10.1 Grana 0.9 Le migliori fonti alimentari vegetali sono: oli vegetali poliinsaturi, semi, nocciole, noci, cereali integrali, ecc. la cottura e i trattamenti tecnologici a cui vengono sottoposti gli alimenti ne riducono notevolmente il contenuto. È presente anche in alcune fonti alimentari di origine animale, come fegato, uova e latticini. Nella dieta mediterranea la maggior fonte di vitamina E è l olio extravergine Carenza di vitamina E: Difficile in quanto la vit. E è diffusa in molti alimenti. La cellula diventa comunque più suscettibile allo stress ossidativo Livelli di assunzione giornaliera: 3mg/die per la donna; 4 mg/die per l uomo

257 Vitamina K (koaugulation vitamin) Questa vitamina fu scoperta a seguito di esperimenti su animali dove furono identificate le sue proprietà antiemorragiche. Ne esistono tre forme : K 1 naturale ottenuta dalle piante (fillochinone) K 2 prodotta dai batteri intestinali (menachinone) K3 o menadione, liposolubile, di origine sintetica Struttura del fillochinone Struttura del menachinone

258 La vitamina K agisce come coenzima di una carbossilasi che determina la carbossilazione di residui di acido glutammico per formare l aminoacido acido γ-carbossiglutammico (Gla). Ciò fa sì che possano venir rese attive alcune proteine: la protrombina ed i fattori VII, IX e X della coagulazione, (funzione coagulante), ecc l osteocalcina ( inibizione della mineralizzazione in quanto ritenuta capace di legarsi allo ione calcio e di renderlo indisponibile per la combinazione con lo ione fosfato, inibendo così l accrescimento dimensionale dei cristalli minerali) e proteina GLA della matrice a livello dell osso Vitamina K: vitamina chiave nel controllo della calcificazione vascolare in soggetti con patologie croniche del rene La carenza (difficile) si manifesta all'inizio con aumento del tempo della coagulazione e diminuzione della protrombina, poi con segni clinici che vanno dalle petecchie sino a grandi emorragie. Fenomeni osteoporotici antecedenti a disordini coagulativi. Dose giornaliera consigliata: 1 µg per Kg di peso

259 Contenuto di vitamina K (mg/100g) di alcuni alimenti. Alimento Vitamina K Alimento Vitamina K Cavolo riccio Tè verde (bevanda) Cime di rape Spinaci Broccoli Lattuga Cavoli Fegato di manzo Asparagi Pancetta Caffè (bevanda) Burro Piselli freschi Grano integrale Prosciutto Arista di maiale Uova Fragole Olio di girasole Pomodori Avena Mais Farina Pane Riso Latte intero La vitamina K si trova sia negli alimenti vegetali che in quelli animali ed in più viene sintetizzata dai batteri intestinali. Tra i vegetali, i più ricchi sono quelli a foglie verdi (broccoli, cavolo, cavolini di Bruxelles, cime di rapa, spinaci, verza, ecc...). Contengono vitamina K pure i ceci, i piselli, la soia, il the verde, le uova, il fegato di maiale e di manzo. I latticini, la carne, la frutta ed i cereali ne hanno in quantità molto inferiori

260 Il 94% del peso corporeo è dato dalla somma di soli 4 elementi organici primari: C,H,O e N Questi elementi combinati fra loro danno origine a tutti i macro e micronutrienti Una ventina dei restanti 100 elementi presenti in natura sono responsabili del 6% circa del peso corporeo Tali elementi che svolgono svariate funzioni essenziali per l organismo vengono chiamati SALI MINERALI, composti inorganici.

261 Diversamente dalla vitamine i Sali minerali Nessun essere vivente è in grado di sintetizzare autonomamente alcun minerale, pertanto devono essere introdotti con la dieta I Sali vengono assimilati attraverso l acqua e gli alimenti oppure attraverso il sale da cucina. Sale forma di pagamento in passato, da qui il termine salario Bisogna sempre tener conto della BIODISPONIBILITÀ di un sale minerale. BIODISPONIBILITÀ: frazione di minerali ingeriti con la dieta realmente digeriti ed assorbiti e trasportati al sito di utilizzo. LA BIODISPONIBILITÀ è influenzata da diversi fattori, sia soggettivi, quali età, sesso, microflora intestinale, eventuali infezioni, ecc. nonché oggettivi o alimentari quali la forma chimica del minerale, presenza nella dieta di fattori inibenti l assorbimento. Ad esempio calcio e ferro pur essendo presente sulla crosta terrestre in grandi quantità sotto forma di Sali sono poco biodisponibili da un punto di vista della nutrizione umana.

262 Diversamente dalla vitamine i Sali minerali non si alterano ne disperdono con la cottura e il riscaldamento, al massimo si sciolgono in acqua. Rispetto a glucidi, lipidi e protidi il fabbisogno giornaliero di Sali minerali è minimo, anche se vengono continuamente eliminati con le urina, sudore e feci e necessitano quindi di essere reintegrati. In base al FABBISOGNO i Sali minerali si dividono in: MACROELEMENTI, fabbisogno 100mg/die MICROELEMENTI, fabbisogno 1mg/die-100mg/die OLIGOELEMENTI, fabbisogno da qualche μg a qualche mg/die

263 SALI MINERALI MACROELEMENTI MICROELEMENTI OLIGOELEMENTI Calcio Ferro Arsenico Cloro Fluoro Stagno Fosforo Iodio Nichel Magnesio Manganese Vanadio Potassio Rame Piombo Sodio Zolfo Selenio, Silicio Zinco Cromo, Cobalto, Cadmio

264 Le principali funzioni svolte dai minerali nell organismo Funzione plastica e strutturale: Ca, F, Mg, P, S Cofattore enzimatico: Cu, Co, Fe, Mg*, Mn, Se, Zn Mantenimento dell equilibrio acido-base: Cl, Na, K, P Trasporto di elettroni: Cu, Fe Omeostasi cellulare: Ca,Na, K * Le chinasi necessitano di magnesio per il loro corretto funzionamento

265 MACROELEMENTI Sodio, Potassio, Calcio, Magnesio, Fosforo, Zolfo, Cloro. Elementi che costituiscono il 60-80% di tutto il materiale inorganico dell organismo Si trovano allo stato cristallino nel tessuto osseo, sotto forma di cationi (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+ ), sotto forma di anioni (Cl -, HPO 4--, SO 4-- ) K +, Mg 2+, HPO 4--, SO 4-- : intracellulari Na +, Ca 2+ : nei liquidi extracellulari

266 CALCIO E il minerale più presente nel nostro organismo, circa 1 Kg, pari al 1,5-1,9% del peso corporeo. Il 99% di esso è localizzato a livello osseo e nei denti dove svolge un ruolo STRUTTURALE oltre che svolgere una importante funzione di riserva nell omeostasi del calcio plasmatico. La concentrazione di calcio plasmatica è di circa 10mg/100mL, mantenuto costante dagli ormoni calcio-regolatori e vitamina D. La restante parte di calcio, circa l 1%, è contenuta in tessuti e sangue dove svolge svariate funzioni

267 CALCIO formazione e mineralizzazione di ossa e denti 99% coagulazione del sangue (fattore IV) regolazione eccitabilità neuro-muscolare e contrazione muscolare conduzione stimolo nervoso e trasmissione neuro-muscolare 1% attivazione ed inibizione di enzimi ed ormoni

268 FUNZIONI Nelle ossa ha un ruolo strutturale come componente dell idrossiapatite Funzioni altamente specializzate: attivazioni enzimatiche, trasmissione dell impulso nervoso, contrazione muscolare, permeabilità delle membrane, moltiplicazione e differenziamento cellulare

269 ASSORBIMENTO ed ESCREZIONE l assorbimento che avviene nell intestino è favorito dalla vitamina D eliminato dall organismo attraverso le feci, le urine ed il sudore Solo il 35/40% di calcio introdotto con la dieta viene assorbito La BIODISPONIBILITA del calcio aumenta con la presenza di zuccheri, in particolare di lattosio, lisina, arginina ed aumento del ph La BIODISPONIBILITA del calcio diminuisce con la presenza di fitati, ossalacetati, fosfati, fibra alimentare. Il calcio contenuto nell acqua è invece maggiormente assorbito

270 Nel nostro paese si stima che l introito procapite sia di 820 mg al giorno Il 65% di tale introito deriva dal latte e derivati (dove presente caseina) Il 12% di tale introito deriva da ortaggi e legumi L 8% di tale introito deriva dai cereali Percentuali inferiori da carne, pesce ed acqua

271 LIVELLI di ASSUNZIONE ADEGUATI di Ca Lattanti Bambini 0-6 mesi 6 mesi-1 anno 1-4 anni 4-8 anni 210 mg 270 mg 500 mg 800 mg Adolescenti 9-18 anni 1300 mg Adulti Gravidanza e allattamento anni > 50 anni anni > 19 anni 1000mg 1200 mg 1300 mg 1000 mg

272 FERRO L organismo umano adulto contiene circa 3,5-5 grammi di ferro suddiviso in ferro eminico e non-eminico ferro eminico, cioè presente nel gruppo eme della mioglobina (3-5% del totale) ed emoglobina (70-75% del totale) e di alcuni enzimi (0,2% del totale). ferro non-eminico, ferro di deposito e riserva principalmente nel fegato ma anche in milza e midollo osseo e ferro di trasporto (0,1% del totale) Entra come Fe non eminico nelle proteine Fe-S della catena respiratoria

273 FERRO introdotto con gli alimenti come Fe trivalente, Fe 3+, viene ridotto a Fe bivalente, Fe 2+, e assorbito dalle cellule intestinali dove viene incorporato nella ferritina come Fe 3+ e in parte ceduto nel plasma dove si lega ad una globina (transferrina) la ferritina ed emosiderina costituiscono la riserva di Ferro nell organismo ed è particolarmente abbondante nel fegato, nella milza e nel midollo osseo

274 APOFERRITINA ( guscio proteico di 24 subunità che racchiude il ferro) FERRITINA (Fe-APOFERRITINA) FERRITINA Proteina globulare presente nel fegato, milza, midollo e tessuto osseo Ogni molecola di Ferritina ingloba al suo interno circa 4500 atomi di Fe +++

275 TRANSFERRINA La transferrina è la principale PROTEINA di trasporto del FERRO nel SANGUE. Si tratta di una glicoproteina costituita da una singola catena polipeptidica di 78 KDa che possiede due siti di legame per lo ione ferrico (Fe 3+ ), mentre non presenta affinità per lo ione ferroso (Fe 2+ ). La transferrina è sintetizzata prevalentemente a livello epatico e i suoi valori di riferimento nel sangue sono mg/dl.

276 FUNZIONI Trasporto di ossigeno ai tessuti Trasferimento di elettroni nella catena respiratoria Attività di importanti sistemi enzimatici

277 FONTI ALIMENTARI Solo 10% di tutto il ferro alimentare viene normalmente assorbito Fe eme (o eminico) più BIODISPONIBILE Alimenti di origine animale (carne e pesce) Fe non eme (o non eminico) meno BIODISPONIBILE Alimenti di origine vegetale (legumi, indivia, spinaci) Il ferro non eminico si trova nella forma Fe 3+, o forma ferrica che non può essere assorbito dall intestino se non trasformato in ferro ferroso Fe 2+ ; la presenza nella dieta di sostanze ossidoriducenti come la vitamina C aumentano l assorbimento del ferro in quanto lo riducono dalla forma 3+ alla forma 2+.

278 Contenuto in Fe facilmente assorbibile (eme 40-50% del Fe totale) FEGATO, FRATTAGLIE, FRUTTI DI MARE CARNE DI CAVALLO CARNE DI BUE ALTRE CARNI (inclusi i salumi) PESCI mg di Fe contenuto in 100 gr di alimento ,9 2, mg di Fe assorbiti presumibilmente per 100 gr di alimento 0,77 0,9 0,6 0,3 0,4 0,1

279 Contenuto in Fe difficilmente assorbibile CACAO, LIEVITO VERDURE (radicchio, spinaci, indivia, broccoletti) FRUTTA SECCA OLEOSA (noci, nocciole) CIOCCOLATO LEGUMI (fagioli, ceci) RISO, PASTA, UOVA PANE PASTICCERIA (torte, biscotti) FRUTTA FRESCA, ORTAGGI, LATTE, FORMAGGI mg di Fe contenuto , <1 in 100 gr di alimento mg di Fe assorbiti presumibilmente per 100 gr di alimento 0,5 0,2 0,06 0,09 0,05 0,05 0,1 <0,05

280 Dosi consigliate: 10mg/die per adulti maschi ed anziani Dosi consigliate: 18mg/die per donne Atleti raccomandato un incremento del 30%

281 CARENZA di Fe dieta inadeguata diminuito assorbimento perdita di sangue gravidanze ripetute anemia ipocromica e microcitica ECCESSO di Fe danni ossidativi cellulari a livello delle mucose ridotta resistenza alle infezioni eccessivo assorbimento emocromatosi ereditaria assunzione eccessiva prolungata somministrazione di Fe a soggetti non deficienti insufficienza pancreatica La carenza di ferro provoca: astenia, affaticabilità, facilità a contrarre infezioni ed anem L eccesso di ferro provoca invece danni negli organi in cui si accumula

282 SIDEROPENIA L'anemia sideropenica (o anemia da carenza marziale, iposideremica, sideropriva) è un'anemia causata da un deficit di ferro dell'organismo Le cause dell'anemia sideropenica risiedono quasi sempre in una perdita ematica, mentre meno frequentemente sono in gioco carenze di apporto alimentare o sindromi da malassorbimento. Le due cause di anemia sideropenica più frequenti sono: Perdite ematiche eccessive durante i cicli mestruali Perdite ematiche a livello del tubo digerente. In gravidanza

283 COMPOSIZIONE CORPOREA L uomo è ciò che mangia Ludvig Feuerbach, 1850 Composizione corporea: definizione La composizione corporea è una delle variabili che definiscono lo stato di nutrizione. Il primo gradino nella stesura di un valido programma di controllo del peso è la conoscenza oggettiva della Composizione Corporea Lo studio della composizione corporea, iniziato oltre 100 anni fa, costituisce oggi un area attiva della scienza di base e della ricerca clinica mirata a: -la quantificazione in vivo dei componenti corporei -le relazioni quantitative tra i componenti -le alterazioni dei componenti in relazione a fattori fisiopatologici F. I. Katch e W. D. McArdle, Exercise Physiology Energy, Nutrition and Human Performance

284 La conoscenza della composizione corporea è indispensabile in diversi settori della ricerca di base, della ricerca applicata e della pratica clinica, allorché sia necessaria la definizione dei fabbisogni nutrizionali o la valutazione di terapie dietetiche e farmacologiche. Stato nutrizionale Composizione corporea Funzionalità corporea Bilancio energetico Stato di salute

285 Composizione corporea : cenni storici 1906 A. Magnus-Levy introduce la distinzione tra tessuti grassi e non grassi nell animale da esperimento. Nell uomo nasce il concetto di peso corporeo come sommatoria di massa grassa e massa priva di grassi : modello BICOMPARTIMENTALE stima dell acqua totale corporea con la diluizione del deuterio 1942 messa a punto della pesata idrostatica per la misura della densità del corpo 1961 la massa magra viene stimata sulla base della misura del potassio-40 (40K) 1992 lo studio della composizione corporea può essere condotta vari LIVELLI: ATOMICO, MOLECOLARE, CELLULARE, TESSUTALE E CORPOREO.

286 Modello BI-COMPARTIMENTALE: BW=FM+FFM Lo studio della composizione corporea comporta la suddivisione del corpo umano in due o più compartimenti corporei secondo modelli diversi. MODELLO BICOMPARTIMENTALE: è il modello più semplice e tuttora più diffuso, descrive il corpo come la somma di due compartimenti: I modelli bicompartimentali considerano il peso corporeo (BW, body weight) come la somma della massa grassa (FM, fat mass) e della massa "priva di grassi" o "magra" ( * FFM, fat-free mass): BW (Peso) = FM + FFM FFM = BW FM * MASSA PRIVA DI GRASSO (Free Fat Mass= FFM): questo termine si riferisce alla parte rimanente del corpo dopo estrazione chimica dei lipidi.

287 MASSA GRASS 12/15 A % 21/25 % MASSA MAGR A

288 Massa grassa Secondo il modello di riferimento la MASSA GRASSA totale si trova in due sedi di deposito. Il primo deposito, definito GRASSO ESSENZIALE è costituito da quello contenuto nel midollo osseo, nel cuore, nei polmoni, nel fegato, nella milza, nei reni, nell intestino, nei muscoli e nei tessuti ricchi di lipidi del sistema nervoso centrale. La presenza di questo grasso è fondamentale per le normali funzioni fisiologiche dell organismo. Nella donna il grasso essenziale comprende anche il grasso essenziale specifico del sesso femminile (a livello della ghiandola mammaria, delle cosce e dei fianchi) che riveste una certa importanza in gravidanza e nelle funzioni ormono-dipendenti. L altra quota di grasso corporeo è il GRASSO DI DEPOSITO, costituito dall accumulo di grasso nel tessuto adiposo presente a livello sottocutaneo e a livello viscerale (dove protegge gli organi interni da eventuali traumi delle cavità toracica ed addominale). Uomini e donne hanno quantità simili di grasso di deposito (in media il 12% negli uomini e il 15% nelle donne) e quantità diverse di grasso essenziale.

289 Massa grassa Grasso di struttura o essenziale Grasso di deposito 3% 12% 12% 15% Grasso fisionomico e costituzionale Emaciazione Energia di deposito che può eccedere ( sovrappeso, obesità) Dimagrimento IN UN UOMO di 70 Kg, la massa grassa essenziale è circa il 3 % del peso corporeo mentre i depositi di grasso rappresentano il 12% del peso corporeo totale. IN UNA DONNA di 57 Kg, la massa grassa essenziale è circa il 12% mentre i depositi di grasso rappresentano il 15% del peso corporeo totale.

290 Massa magra Muscolo Organi interni Ossa 45% 25% 15% H 2 O 46% 24% 14% Disidratazione Massa metabolicamente attiva Riserva minerale Deperimento Demineralizzazione

291 MODELLO BICOMPARTIMENTALE SECONDO QUESTO MODELLO È SUFFICIENTE LA MISURAZIONE DI UN COMPARTIMENTO PER DEDURNE POI L ALTRO PER DIFFERENZA. Ci sono metodiche di routine per valutare il grasso corporeo come la PLICOMETRIA basate su questo modello. La percentuale di massa priva di grasso o massa magra (FFM) viene ricavata poi dalla relazione: FFM= peso corporeo- grasso corporeo totale La stima della massa grassa o magra secondo questo modello presuppone la COSTANZA di una caratteristica della massa magra come può essere il contenuto di acqua.

292 Composizione corporea Modello BI-COMPARTIMENTALE: BW= FM+FFM Modello MULTI-COMPARTIMENTALE= BW=FM+TBW+PM+MM+Gn FM= massa grassa 15%; FFM=massa magra 85%; ECW=acqua extracellulare; BCM=massa cellulare attiva; TBW= acqua corporea totale; PM= massa proteica; MM= minerali; Gn= glicogeno

293 ACQUA TOTALE CORPOREA IMPEDENZOMETRIA Rappresenta circa il 73% della massa magra dell uomo. Due terzi sono intracellulari (ICW), 40% del peso corporeo. Un terzo è extracellulare (ECW), 20% del peso corporeo. L acqua extracellulare (ECW) comprende: L acqua interstiziale (IW), 14% del peso corporeo L acqua plasmatica (BIW), 4% del peso corporeo L acqua linfatica (LW), 1% del peso corporeo L acqua transcellulare (TCW), 1% del peso corporeo, che include la somma del liquido intraoculare,sinoviale, cerebrospinale, pleurico, pericardico, e peritoneale

294 Livello corporeo Questo livello prende in considerazione LA DIMENSIONE CORPOREA, LA FORMA DEL CORPO E LE CARATTERISTICHE FISICHE ESTERIORI. Le dimensioni considerate sono: - peso - statura - lunghezze segmentali - ampiezza - circonferenze - pliche Queste dimensioni sono utilizzati per ricavare altri parametri come la densità corporea (da peso e volume) o l indice di massa corporea da peso e altezza per stimare la massa grassa e magra.

295 METODOLOGIE UTILIZZATE per lo studio dalla composizione corporea METODI DIRETTI, dove viene direttamente misurato il compartimento di interesse (es. analisi del cadavere ed attivazione neutronica IVNAA) METODI INDIRETTI, il parametro misurato viene utilizzato per valutare il compartimento di interesse esistendo fra i due una relazione nota (es. misura della massa magra (73% di acqua) analizzando il contenuto di acqua corporea totale) METODI DOPPIAMENTE INDIRETTI, attraverso equazioni statistiche si mettono in relazione i dati misurati ed il compartimento di interesse (plicometria ed impedenzometria)

296 METODI DI VALUTAZIONE DELLA COMPOSIZIONE CORPOREA Si possono misurare i compartimenti corporei utilizzando metodi indiretti (plicometria ed impedenziometria) che si basano sul modello bicompartimentale. Queste misure sono supportate dagli indici antropometrici. ANTROPOMETRIA comprende esami atti a misurare le dimensioni corporee Misure fondamentali 1-altezza 2-peso 3-pliche 4-circonferenze VANTAGGI Semplicità (training minimo) Non invasività Basso costo Facilità di esecuzione Disponibilità immediata dei risultati Ripetibilità LIMITI Scarsa riproducibilità Ridotta accuratezza

297 INDICI PONDERO-STATURALI - Peso e altezza vengono combinati insieme per fornire gli INDICI PONDERO-STATURALI. Originariamente concepiti come indicatori della forma corporea. - L INTERESSE attuale per questi indici non è più solo antropologico ma CLINICO: sono indicatori della morbilità e della mortalità associati alla malnutrizione. -L indice più noto è l INDICE DI MASSA CORPOREA o BMI (Body Mass Index) (BW/BH 2 ) che ci permette di valutare se un soggetto si trova nei limiti di normalità rispetto al peso corporeo.

298 Indici pondero-staturali: INDICE DI MASSA CORPOREA BMI (BODY MASS INDEX) = INDICE DI MASSA CORPOREA: NEGLI ADULTI: VALORE DI BMI CLASSIFICAZIONE per ADULTI < 18,5 Sottopeso 18,5-24,9 Normopeso 25-29,9 Sovrappeso 30-34,9 Obesità I grado 35-39,9 Obesità II grado BMI > 40 Obesità III grado WHO. Obesity: preventing and managing the global epidemic. WHO: Geneva; 1998, p. 9

299 BMI e diagnosi di sovrappeso nell adulto (WHO, 1997) L importanza del BMI è espressa dalla correlazione con l indice di mortalità: se il BMI aumenta, aumenta anche il rischio di complicazioni cardiovascolari (inclusa ipertensione), diabete e malattie renali. Il più basso indice di mortalità si riscontra in individui con BMI fra 20 e 25, mentre quello più alto include individui il cui BMI supera i 40. Classificazio ne BMI=kg/m² Rischio complicanze cardiovascolari Sottopeso <18.5 basso Normopeso medio Sovrappeso 25 aumentato Pre - obeso aumentato Obeso classe I moderato Obeso classe II severo Obeso classe III 40 Molto severo Fonte: WHO: Obesity and managing the global epidemic; 1998

300 R i s c h i o m a l a t t i a m o r t e Disfunzioni cardiache Disfunzioni polmonari Cachessia Shock ipovolemico Morte improvvisa Rischio moderato Relazione tra peso e salute Rischio minimo Rischio basso Disfunz. Cardiovascolari Aterosclerosi Ipertensione, Diabete Disfunz. Respirratorie Carcinoma gastrico Carcinoma del colon Rischio moderato Indice di Massa Corporea (Kg/m²) Rischio alto Rischio molto alto 15 18,7 23,8 28, Il BMI E utilizzato principalmente come indicatore della morbilità e mortalità associate alla malnutrizione, in eccesso o in difetto 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5

301 INDICI PONDERO-STATURALI: L INDICE DI MASSA CORPOREA - Studi sul valore prognostico del BMI sono stati condotti sia nel bambino che nell adulto per quanto riguarda la malnutrizione per difetto ma prevalentemente nell adulto per quanto riguarda la malnutrizione per eccesso -Il BMI NON è un buon indicatore della composizione corporea: il numeratore include sia massa grassa che magra il calcolo del BMI è irrinunciabile da un punto di vista clinico, ma bisogna aver chiaro che QUESTO CALCOLO NON CONSENTE UNA VALUTAZIONE SUFFICIENTEMENTE OBIETTIVA DELLA COMPOSIZIONE CORPOREA A LIVELLO INDIVIDUALE Necessità di ricorrere ad ulteriori misurazioni

302 Entrambi hanno un BMI di 31 Battistini N., FI 2011 LIMITAZIONI DEL BMI Il BMI non prende in considerazione la composizione corporea: un eccessiva massa muscolare in un individuo magro potrebbe essere interpretato attraverso il BMI come un eccesso di grasso. Quindi la diagnosi di magrezza o sovrappeso suggerita dal BMI dovrebbe essere integrata dall impiego di indicatori diretti di percentuale di massa magra e grassa, attraverso la misure delle pliche cutanee e delle circonferenze corporee.

303 PLICOMETRIA - Metodo più comunemente utilizzato nella pratica clinica per stimare il grasso corporeo - Consiste nel misurare lo spessore del pannicolo adiposo sottocutaneo (pliche) in diversi siti del corpo tramite un plicometro (calibro a molla le cui estremità esercitano una pressione standardizzata di 10 g/mm 2 su una superficie di contatto generalmente compresa tra 30 e 100 mm 2 ) - Si basa sul presupposto che il grasso sottocutaneo rappresenti una frazione costante del grasso corporeo totale, valutabile in specifiche popolazioni con adeguate equazioni matematiche - Il metodo plicometrico è di facile realizzo e a basso costo, ma sfortunatamente risulta impreciso se la tecnica non rispetta le regole base

304 IMPEDENZIOMETRIA (BIA, Body Impedance Analysis ) -L impedenza elettrica è la resistenza di un circuito attraversato da corrente elettrica e viene misurata in ohm. -L analisi dell impedenza elettrica (BIA) consente la predizione non invasiva dell acqua corporea totale (TBW: total body water) e dell acqua extracellulare (ECW: Extracellular water) basandosi sul principio che la resistenza del corpo ad una corrente elettrica alternata è determinata principalmente dai compartimenti acquosi e dai suoi soluti. -Il compartimento magro corporeo (ossa, muscoli, acqua) è a bassa resistenza e quindi un buon conduttore perché comprende grandi quantità di acqua ed elettroliti (circa il 65/70%). -Il compartimento grasso corporeo ha un contenuto di acqua molto basso (5/10%) essendo costituito da trigliceridi ed altri lipidi ed è quindi un cattivo conduttore elettrico. -QUINDI LA RESITENZA TOTALE CORPOREA E INVERSAMENTE PROPORZIONALE AL CONTENUTO DI ACQUA E QUINDI DI MASSA MAGRA E DIRETTAMENTE PROPORZIONALE ALLA MASSA GRASSA.

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