CONTINUO RICAMBIO PROTEICO. Differenti pathways proteolitici per le proteine cellulari

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Dino Tommasi
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1 CONTINUO RICAMBIO PROTEICO Differenti pathways proteolitici per le proteine cellulari Proteine anormali, danneggiate Proteine normali a vita breve Proteine del reticolo endoplasmatico Via dell ubiquitina/proteasoma citosolica ATP-dipendente Proteine extracellulari Recettori di membrana Proteine intracellulari a vita lunga Organelli danneggiati (es. mitocondri) Catepsine lisosomiali ATP-indipendente Ogni giorno sono sintetizzate e degradate g di proteine

ATP-dipendente Proteine extracellulari Recettori di membrana Proteine intracellulari a vita lunga Organelli

2 subunità L attività del proteasoma è sotto controllo ormonale Inibita da INSULINA Attivata da ORMONI TIROIDEI GLUCOCORTICOIDI CITOCHINE (TNF-, IL-1, IL-6)

3 Bilancio dell azoto o bilancio proteico Proteine alimentari a Pool di Amminoacidi b d Proteine corporee c Perdite di azoto (urea, ac urico, creatinina, amminoacidi, urobilina, etc) Flusso in entrata: a (dieta) + b (degradazione proteine corporee) Flusso in uscita: c (perdite con le urine) + d (sintesi proteica) Nell adulto: a + b = c + d (bilancio in pareggio) Crescita, gravidanza, allattamento: a + d > b + c (bilancio azotato positivo) Malattia o insufficiente apporto alimentare e/o energia: b + c > a + d (bilancio azotato negativo, insufficiente)

(perdite con le urine) + d (sintesi proteica) Nell adulto: a + b = c + d (bilancio in pareggio) Crescita, gravidanza, allattamento: a + d

4 con le urine Perdite obbligatorie di azoto urea g/die in funzione della quantità di proteine alimentari *NH 3 0,4-1,2 g/die dipende equilibrio acido-base Amminoacidi 0,3-1,2 g/die Acido urico 0,2-0,7 g/die dipende dalla dieta Creatinina 0,3-0,8 g/die dipende dalla massa muscolare (indice del turnover proteico del muscolo) secrezioni intestinali, turnover enterociti, desquamazione pelle, *NH 3 deriva dal catabolismo degli amminoacidi, basi puriniche (tramite deaminasi) basi pirimidiniche

0,3-0,8 g/die dipende dalla massa muscolare (indice del turnover proteico del muscolo) secrezioni intestinali, turnover

5 Bilancio dell azoto o bilancio proteico L azoto è il principale prodotto di rifiuto del metabolismo degli amminoacidi Il corpo umano perde in media 54 mg azoto/kg peso corporeo /die Questa quantità deve essere reintegrata Misurando l azoto escreto giornaliero si può risalire al fabbisogno di proteine da introdurre con la dieta Esiste una relazione precisa tra quantità di azoto e quantità di proteine 10 g di azoto eliminato = 62,5 g proteine consumate (fattore 6,25)

azoto escreto giornaliero si può risalire al fabbisogno di proteine da introdurre con la dieta Esiste una relazione

6 Il fabbisogno degli amminoacidi essenziali diminuisce con l età I bambini necessitano di maggiore quantità di amminoacidi totali e di essenziali Sono pertanto molto vulnerabili alla malnutrizione proteica

7 Indice chimico assegnato in base all amminoacido limitante Contenuto dell amminoacido essenziale nella proteina in esame Contenuto dell amminoacido essenziale nella proteina di riferimento Si ripete questo calcolo per ogni aminoacido essenziale o per gruppi (aa solforati, ramificati, aromatici) L amminoacido per il quale si ottiene il punteggio più basso è detto LIMITANTE x 100 Sorgente proteica Contenuto % aa essenziali Indice Chimico (aa limitante) Lys Solforati Thr Trp Ideale 5,5 3,5 4,0 1,0 100 Cereali 2,4 3,8 3,0 1,1 44 (Lys) Legumi 7,2 2,4 4,2 1,4 68 (solforati) Latte in polvere 8,0 2,9 3,7 1,3 83 (solforati) Miscela Cereali:legumi:latte (67:12:11) 5,1 3,2 3,5 1,2 88 (Thr)

punteggio più basso è detto LIMITANTE x 100 Sorgente proteica Contenuto % aa essenziali Indice Chimico (aa limitante) Lys Solforati Thr Trp Ideale 5,5 3,5 4,0 1,0 100

8 carne uova caseina mais (zeina) grano (glutine) legumi soia alimenti completi QUALITA PROTEICA DI ALCUNI ALIMENTI surplus in lisina surplus in a.a. solforati surplus in lisina, carente in a.a. solforati carente il lisina e tripofano carente in lisina, triptofano, a.a. solforati surplus in lisina, carenti in a.a. solforati carente in metionina e basso contenuto in lisina legumi + cereali pane + proteine animali Bisogna sopperire al fabbisogno proteico con un opportuna miscela di alimenti proteici di origine sia vegetale che animale Adulti: maggiore proporzione dei vegetali Soggetti con bilancio azotato positivo: maggiore proporzione degli animali

contenuto in lisina legumi + cereali pane + proteine animali Bisogna sopperire al fabbisogno proteico con un opportuna miscela di alimenti proteici di origine sia

9 VALORE NUTRIZIONALE DELLE PROTEINE ALIMENTARI La qualità delle proteine alimentari dipende dalla loro composizione in amminoacidi essenziali ma anche dall'efficienza con cui vengono digerite ALIMENTO % Proteine VB (%) CUD (%) Latte bovino Uova Carne di vitello Pesce Frumento Seme di soia (legumi) VB = valore biologico, azoto trattenuto dall organismo per il mantenimento o l accrescimento CUD (o NPU) = coefficiente di utilizzazione digestiva, rapporto percentuale tra azoto assorbito e quello ingerito Da: Chimica degli alimenti - Cappelli e Vannucchi - Zanichelli

5 84 97 Uova 12 94 100 Carne di vitello 18 74 90 Pesce 19 80 100 Frumento 12 65 61 Seme di soia (legumi) 40 73 83 VB = valore biologico, azoto trattenuto

10 Altri parametri per valutare la qualità delle proteine presenti negli alimenti P.E.R. (protein efficiency ratio = indice di efficienza proteica) indica il guadagno in peso corporeo per ogni grammo di proteina ingerita da animali modello

(protein efficiency ratio = indice di efficienza proteica)

11 Contenuto proteico totale di alcuni cibi e bevande Alimento Pane bianco 8,4 Riso 2,6 Pasta 3,6 Latte vaccino intero 3,2 Latte materno 1,3 Formaggio parmigiano g proteine/100 g alimento 39,4 Yogurt bianco 5,7 Uova intere 12,5 Alimento Carne magra e cruda (manzo, agnello, pollo) g proteine/100 g alimento Circa 20 Merluzzo crudo 17,4 Tonno in scatola 27,5 Fagioli in scatola 5,2 Lenticchi secche 24,3 Mandorle 21,1

5,7 Uova intere 12,5 Alimento Carne magra e cruda (manzo, agnello, pollo) g proteine/100 g alimento

12 FABBISOGNO PROTEICO La quantità di proteine che garantisce il mantenimento del bilancio di azoto nell adulto e una crescita adeguata nel bambino RDA per l adulto (M e F) 0,80 g proteine /kg peso corporeo desiderabile/die (15% del fabbisogno energetico giornaliero) per proteine di elevata qualità biologica se si consumano molti alimenti di origine vegetale 0,95 g (la quantità è maggiore per i vegani) 7-12 mesi 1,2 g/kg/die Gravidanza allattamento 1,1-1,3 g/kg/die

fabbisogno energetico giornaliero) per proteine di elevata qualità biologica se si consumano molti alimenti di

Proteina Proteina legante il retinolo (RBP) Indicatori dello stato nutrizionale Misurazione dell azoto urinario Determinazione di alcune proteine sieriche Valori normali mg/100 ml >16 anni M 3,4-7,7;

13 Proteina Proteina legante il retinolo (RBP) Indicatori dello stato nutrizionale Misurazione dell azoto urinario Determinazione di alcune proteine sieriche Valori normali mg/100 ml >16 anni M 3,4-7,7; F 2,2-6,0 Emivita Fibronectina ore Transferrina giorni Albumina g/l giorni Indicazione 12 ore Stadio precoce malnutrizione proteica Stadio precoce malnutrizione proteica Malnutrizione proteica di recente instaurazione Malnutrizione proteica consolidata

20-40 12-24 ore Transferrina 200-320 8-9 giorni Albumina 35-50 g/l 14-20 giorni Indicazione 12 ore Stadio precoce

14 STATI CARENZIALI PER LE PROTEINE Kwashorkor (Africa, India) alimentazione adeguata per calorie, ma povera per proteine, nella prima infanzia Marasma manca anche l apporto calorico Gli anziani sono un gruppo a rischio anche in paesi con economia e condizioni socio-sanitarie sviluppate L assunzione non dovrebbe superare 30% dell apporto di energia

calorico Gli anziani sono un gruppo a rischio anche in paesi con economia e condizioni

15 Carboidrati Concetto di necessarietà Una dieta troppo ridotta in carboidrati porta all accumulo di corpi chetonici e al catabolismo delle proteine cellulari Alcuni tessuti (cervello, midollare del surrene) li utilizzano come fonte principale di energia e gli eritrociti privi di mitocondrio fanno solo glicolisi Dal loro metabolismo non residuano sottoprodotti o intermedi metabolici potenzialmente dannosi (urea o corpi chetonici) Nell adulto, i carboidrati devono fornire 55-60% della quota calorica giornaliera

energia e gli eritrociti privi di mitocondrio fanno solo glicolisi Dal loro metabolismo non residuano sottoprodotti o intermedi

16 Carboidrati o glucidi alimentari assimilabili Monosaccaridi Esosi Glucosio Galattosio (nel lattosio) Fruttosio Pentosi Arabinosio Ribosio Xilosio Disaccaridi Saccarosio (glucosio + fruttosio) Lattosio (glucosio + galattosio) Maltosio (glucosio + glucosio) Trealosio (glucosio + glucosio) Oligosaccaridi 3-9 unità (dalla rottura dei polisaccaridi ) Polisaccaridi Amido (amilosio + amilopectina) Alditoli degli zuccheri Polialcoli o polioli Xilitolo Mannitolo Sorbitolo Saccarosio e amido sono quelli più rilevanti dal punto di vista nutrizionale

(glucosio + glucosio) Oligosaccaridi 3-9 unità (dalla rottura dei polisaccaridi ) Polisaccaridi Amido (amilosio + amilopectina)

17 Monosaccaridi rilevanti per la dieta Beta-D-Glucosio Beta-D-Galattosio Beta-D-Fruttosio

18 Disaccaridi alimentari Presente in frutta e verdura, usato come dolcificante Presente solo nel latte ed in prodotti lattiero-caseari (alimenti di origine animale). Unica eccezione di legame beta scindibile. Costituente dell amido Presente nei funghi; usato come additivo

lattiero-caseari (alimenti di origine animale).

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