Trasporto di glucosio, fruttosio e galattosio attraverso l epitelio intestinale

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1 Trasporto di glucosio, fruttosio e galattosio attraverso l epitelio intestinale Membrana apicale SGLT1: permette il trasporto attivo di glucosio e galattosio contro gradiente di concentrazione (co-trasporto con sodio) GLUT5: trasporta soprattutto il fruttosio, secondo gradiente (saturabile) Membrana basolaterale GLUT2: fa uscire gli zuccheri dall enterocita GLUT5: specifico per il fruttosio (non mostrato in figura) Mutazioni a carico dei trasportatori causano malassorbimento

2 Destino del glucosio della dieta durante la fase di assorbimento (circa 2 ore) CO 2 Cervello Tessuto adiposo Triacilgliceroli 2 g Glucosio Fegato Glicogeno 90 g g g 20 g 25 g Muscolo 20 g Glicogeno ATP

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4 Variazioni della concentrazione sierica di glucosio a tempi diversi dopo la somministrazione ad un soggetto adulto a digiuno di 50g di glucosio in acqua (risposta glicemica) Tanto maggiore è l area entro le 2 ore dal pasto, maggiore è l effetto lipogenico dei carboidrati alimentari Da: Biochimica Medica, Siliprandi e Tettamanti, cap. 24, Piccin Ed., 2011

5 Glicemia Indice glicemico (David JENKINS e coll., , Toronto University) Gli alimenti contenenti carboidrati sono classificati in base al loro indice glicemico Minore è l indice glicemico, minore è minore l effetto lipogenico G l i c e m i a Tempo (2 ore) (glucosio vs pane bianco, fattore 1,38) area incrementale alimento test (linee verticali) IG = X 100 area incrementale alimento standard (linee orizzontali) Mariani-Costantini, Cannella, Tomassi, Alimentazione e Nutrizione Umana, Il Pensiero Scientifico ed.

6 Fattori che influenzano l indice glicemico (IG) Natura del monosaccaride contenuto nel pasto (glucosio > fruttosio) Prevalenza di amilosio o di amilopectina nell amido Caratteristiche fisico chimiche e organizzazione in granuli dell amido Interazione tra carboidrati ed altri nutrienti (IG si abbassa in presenza di grassi, proteine, o fibre) (es. latte intero vs latte scremato) Influenza dei processi di lavorazione e di cottura degli alimenti (un aumento del tempo di cottura fa aumentare l IG)

7 La gelatinizzazione dell amido Maggiore la percentuale di amilopectina, maggiore la gelatinizzazione, più facile l idrolisi delle amilasi, maggiore l indice glicemico

8 ALIMENTI CON IG ALTO (>70) ALIMENTI CON IG MEDIO - ALTO (tra 40 e 70) ALIMENTI CON IG BASSO (fino a 40) Glucosio (100) Miele (90) Maltosio (110) Alcuni cereali raffinati, pop corn, patatine fritte, cornflakes Bevande zuccherate (bevande gasate, thè freddo, ecc.) Alimenti contenenti "zucchero" o "sciroppo di glucosio" negli ingredienti Saccarosio (60) Pane bianco (72) Biscotti Riso bollito (59) Patate bollite (60) Uva passa (67) Alcuni tipi di frutta e verdura (carota, melone, zucca, ananas, banana, uva) Tutta la frutta e la verdura (escluse le eccezioni) Latticini (yogurt, latte, ecc.) Cereali integrali (soprattutto avena e orzo) Spaghetti cotti (33) Legumi Fruttosio (19)

9 Il fruttosio un isomero del glucosio

10 Il fruttosio un isomero del glucosio Indice glicemico inferiore al glucosio (19 vs 100) Maggiore potere dolcificante (30-40 % > saccarosio), perso con il riscaldamento Inizialmente suggerito ai diabetici come dolcificante L uso del fruttosio come dolcificante è quadruplicato rispetto ai primi anni del 1900 (per aumento del consumo di saccarosio, e di high fructose corn syrup (HFCS) La sua assunzione a lungo termine è stata associata ad elevata trigliceridemia, steatosi epatica, malattie cardiovascolari, iperuricemia L assunzione dalla frutta non dovrebbe superare 7-10 g/die

11 Il metabolismo del fruttosio è quasi esclusivamente epatico richiede 7 enzimi (aldolasi B) D. Voet, J.G. Voet, C.W. Pratt, FONDAMENTI DI BIOCHIMICA 2/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright 2007 Insulino indipendente

12 Glicolisi Correlazione tra aumento di consumo di fruttosio e ipertrigliceridemia e steatosi epatica Il metabolismo del fruttosio nel fegato produce fruttosio-1-fosfato Scavalca quindi il passaggio della glicolisi catalizzato dalla FOSFOFRUTTOCHINASI, il principale punto di controllo della glicolisi (feedback da ATP e citrato) Anche in assenza di richiesta di ATP, dirige il flusso glicolitico verso la sintesi dei lipidi

13 Trasformazione di AMP ad Acido Urico causato da un elevato contenuto di fruttosio negli alimenti Eccesso di assunzione di fruttosio provoca iperuricemia U. Leuzzi E. Bellocco D. Barreca, BIOCHIMICA DELLA NUTRIZIONE, Zanichelli editore S.p.A. Copyright

14 FIBRA Definizione e classificazione Secondo una Direttiva della Comunità Europea del 2008 Polimeri di carboidrati commestibili naturalmente presenti negli alimenti consumati resistenti agli enzimi digestivi umani e quindi non assorbiti Polimeri di carboidrati commestibili ottenuti da materie prime alimentari mediante vari procedimenti con dimostrati effetti fisiologici benefici Polimeri di carboidrati sintetici commestibili con dimostrati effetti fisiologici benefici Se di origine vegetale può comprendere anche composti non polisaccaridici (lignina)

15 La fibra non è un nutriente essenziale ma una dieta povera in fibre può influenzare la salute Componenti principali della fibra Polisaccaridici Cellulosa Emicellulosa Beta-glucani Pectina Chitina Gomme Mucillagini Polifenolici Lignina strutturali, parete cellulare delle piante strutturale, esoscheletro invertebrati marini intracellulari, vegetali strutturali, parete cellulare delle piante

16 Cellulosa Omopolisaccaride della parete cellulare delle piante Legame Glu (beta1-4)glu Insolubile Scarsamente idrolizzata e fermentata dalla flora batterica intestinale Beta-glucani Omopolisaccaridi della parete cellulare delle piante Glu(beta1-4)Glu, Glu(beta1-3)Glu con ramificazioni Glu(beta1-6)Glu, Glu(beta1-2)Glu Solubili e viscosi Presenti in funghi, alghe, orzo, avena Idrolizzata e fermentata dalla flora batterica intestinale

17 Pectina eteropolisaccaride della parete cellulare delle piante presente soprattutto nei frutti; si degrada durante la maturazione polimero di ACIDO GALATTURONICO (anche esterificato con CH 3 OH, o con acetato) con intercalate unità di RAMNOSIO, da cui si dipartono ramificazioni contenenti RAMNOSIO, GALATTOSIO, ARABINOSIO contenuta in mele, albicocche, carote, arance (albedo, pectina = 30% del peso fresco) col consumo di circa ½ chilo di frutta e verdura al giorno, si assumono circa 5 g di pectina fermentescibile dalla flora batterica intestinale usata come gelificante (E440)

18 Struttura della pectina

19 Lignina: presente nella parete di alcune cellule vegetali Deriva dalla polimerizzazione di Alcol p-cumarilico Alcol coniferilico (alcol 4-idrossi-3-metossicinnamilico) Alcol sinapilico (alcol 4-idrossi-3,5-dimetossicinnamilico Poco rilevante ai fini alimentari Solo con l ingestione di semi integri Struttura polimerica estremamente eterogenea

20 Funzioni della fibra Rallenta lo svuotamento gastrico, aumenta il senso di sazietà Sollecita la peristalsi intestinale Da maggiore consistenza e scorrevolezza alle feci Riduce la durata del transito intestinale e trattiene l acqua Diminuisce l assorbimento da parte del tenue di grassi, colesterolo, carboidrati, proteine Abbassa la colesterolemia (totale e LDL) Riduce la glicemia post-prandiale e l insulinemia (riducendo così anche il colesterolo); abbassa l indice glicemico di alimenti contenenti zuccheri Riduce il riassorbimento degli acidi biliari (riducendo così anche il colesterolo) Aumenta la massa fecale (per aumento della massa batterica e a causa della massa della fibra stessa) Abbassa il ph (incidendo così sulla qualità e metabolismo della flora batterica, selezionando batteri non-putrefattivi) Adsorbe composti tossici di produzione batterica Fornisce acidi grassi a catena corta, energetici Interferisce con l assorbimento di minerali e oligoelementi

21 Livelli di assunzione di riferimento per i carboidrati (DRI, USA) Fonti alimentari (in ordine decrescente): cereali, dolcificanti, tuberi, legumi, ortaggi, frutta, prodotti lattiero-caseari RDA : 130 g/die (calcolata sulla quantità minima di glucosio utilizzata dal cervello, per prevenire la chetosi, e la degradazione proteica) L assunzione di carboidrati non deve essere inferiore al 45% (per consentire un corretto apporto di fibre) non deve superare il 65% (per non causare ipertrigliceridemia) dell introito calorico totale L assunzione di zuccheri aggiunti non deve superare il 25% dell introito calorico totale (per consentire l apporto corretto di micronutrienti e per la prevenzione della carie dentale)

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