Università di Roma Tor Vergata - Scienze della Nutrizione Umana. Biochimica della Nutrizione. Prof.ssa Luciana Avigliano.

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1 Università di Roma Tor Vergata - Scienze della Nutrizione Umana Biochimica della Nutrizione Prof.ssa Luciana Avigliano 2011 Acidi grassi (c) - saturi - monosaturi - polinsaturi - trans-insaturi - con doppi legami coniugati - a catena ramificata

2 LINEE GUIDA

3 Linee guida INRAN (2003) QUANTITÀ totale di lipidi Compresa tra il 20-25% della quota calorica giornaliera (30-35%: bambino fino a3 anni; oppure intensa attività fisica) QUALITÀ Acidi grassi saturi: non più del 7-10% delle calorie totali Acidi grassi monoinsaturi: fino al 20 % delle calorie totali Acidi grassi polinsaturi: 7% delle calorie totali con rappporto n-6/n-3 5:1 Acidi grassi trans: < 2%

4 ASSUNZIONI RACCOMANDATE per gli acidi grassi polinsaturi NON SONO UNIFORMI Linee guida INRAN (2003): 7% delle calorie totali con un rapporto n-6/n-3 di 5:1 (monoinsaturi fino al 20% delle calorie totali) American Hearth Association (2002): mangiare pesce ricco in grassi almeno due volte la settimana Food and Nutrition Board USA (2002): ALA 1.6 g/d per Maschi adulti ed 1.1 g/d per F di cui il 10% EPA + DHA World Health Organization (2003). totale n-3 PUFA 1%-2% dell introito calorico International Society for the Study of Fatty Acids and Lipids (2004): ALA= 0.7% dell intrito calorico; EPA+ DHA 500 mg/d

5 SEGNI CLINICI DI CARENZA - rari nelle diete occidentali (da malattia, malassorbimento dei grassi) - evidenziati a lungo termine e possono essere confusi con altre cause DIVERSI PER LA SERIE n-6 E LA SERIE n-3 DATE LE DIVERSE FUNZIONI n-3 - alterazioni a carico del sistema nervoso sviluppo neuronale trasmissione sinaptica funzionalità visiva funzioni cognitive metabolismo neurotrasmettitori monoaminergici (dopamina, serotonina, GABA) Alterazioni molecolari uptake del glucosio attività citocromo c ossidasi mitocondriale interazione Fotorecettore-Proteine G Na +,K + ATPasi n-6 - alterazioni non neuronali ritardo nella crescita diminuita fertilità lesioni cutanee danni epatici

6 Dieta occidentale sbilanciata verso n-6 USA n-6/n-3 > 15 linee guida italiane 5 nel paleolitico si calcola 1:1 CAUSE consumo olio di mais e di girasole ricchi in n-6 e basso contenuto n-3 basso consumo di pesce consumo di carne di bovino, pollo, maiale allevati con mangime a base di mais

7 CONSEGUENZE Maggiore sintesi eicosanoidi n-6 derivati ed aumento dell aggregazione piastrinica Aumento ossidazione LDL Aumento aterogenesi Compete con l incorporazione di n-3 derivati nei fosfolipidi

8 EFFETTI POSITIVI DEGLI n-3 non e chiaro se legati all ALA di per se o ai sui derivati EPA e DHA ASSUNZIONE INVERSAMENTE CORRELATA A RISCHIO DI malattia cardiovascolare e morte improvvisa effetti antitrombotici riduzione dei trigliceridi ematici riduzione della attivazione piastrinica riduzione della espressione di molecole vascolari di adesione. effetti anti-aritmici effeti su canali ionici? disturbi neurologici aggressività, impulsività depressione disturbi bipolari varie forme di demenza inclusa la malattia di Alzheimer

9 POTENZIALI EFFETTI NEGATIVI DI ALTI INTROITI DI n-3 UL n-3 = 3 g/d (2 g/d se assunti da integratori) Alterazione della permeabilità di membrana con alterazione di attività enzimatiche; aumentata perossidazione dei lipidi di membrana se non è presente una adeguata assunzione di antiossidanti Aumento di ossidazione di LDL (necessario concomitante aumento di assunzione di antiossidanti) Aumentati tempi di coagulazione Presenza di contaminanti (metilmercurio, diossina) nel pesce, in particolare in quelli di grandi dimensioni dato che si accumulano nella catena alimentare (cautela: bambini, donne in gravidanza o in allattamento)

10 FORTIFICAZIONE in n-3 (approvata dalla FDA rdb/opa-gras.html) (USA> Europa) ALIMENTI FORTIFICATI con DHA/EPA da olio di pesce (tonno, salmone, acciughe) olio di alga (ricchi in DHA 40%) (per vegetariani) con ALA da olio di lino (aggiunti ai cibi in microcapsule, dispersi in gelatina) MANGIMI a BASE DI SOIA, GRANO

11 ultimo trimestre di GESTAZIONE e primo periodo neonatale rapido sviluppo del tessuto nervoso e della retina MADRE SELETTIVO TRASPORTO PLACENTARE PLACENTA CONTIENE Δ 6- e Δ 5 DESATURASI livelli di DHA e ARA nei fosfolipidi plasmatici del feto volte > madre Livello di DHA dipende: dieta periodo di gestazione, età della madre - biosintesi età- fumo Supplementazione in n-3 durante la gravidanza pochi dati non sono riportati dati negativi sembrerebbe positiva

12 FETO gli enzimi biosintetici presenti alla 17 settimana di gestazione NEONATO a termine o pretermine in grado di trasformare acido linoleico acido arachidonico e acido α-linolenico DHA La capacità di biosintesi è adeguata? Importante per allattamento al seno formulazioni di latte sostitutivo

13 LATTE Bovino, umano lipidi totali -4 % trigliceridi - 98% dei lipidi totali Latte bovino: 40% C4-C14 60% C16 Latte umano: 12% C4-C14 88% C16 Concentrazione totale lipidica costante nell ambito di una specie ma composizione variabile in base alla proporzione relativa nella dieta di lipidi e carboidrati composizione lipidica della dieta

14 PUFA e LATTE UMANO DHA varia > 10 volte e acido arachidonico (ARA) >3 volte fra popolazioni e a livello individuale (a seconda delle abitudini alimentari, dell età) dieta occidentale 10-17% LA; 0,8-1,4% LNA; 0,3-0,7% ARA; 0,1-0,5%DHA Giappone 1% ARA; 1,1% DHA Cina 2,8% DHA Il contenuto in n-6/n-3 del latte materno (assumendo 3,7 g grasso/dl) potrebbe non fornire al neonato pretermine sufficienti quantità stimabili in 67 mg DHA e 552 mg di n-6 per Kg di peso programma USA aumentare il consumo di pesce della madre 300 mg DHA durante la gravidanza 650 mg/d EPA + DHA

15 Formule per l infanzia USA fino al 2002: acido linoleico 15-20% dei grassi totali ALA 1,5-2 % non contenevano ARA e DHA adesso disponibili formule con ARA e DHA AGGIUNTA DI DHA ed EFFETTI FUNZIONALI positivi o nessuno a breve termine positivi a lungo termine nessun effetto negativo ULTERIORI STUDI

16 n-3 e malattia coronarica

17 American Heart Association popolazione raccomandazioni Pazienti senza malattia documentata mangiare pesce, preferibilemente grasso almeno due volte / settimana Pazienti con malattia documentata 1g/die EPA + DHA, preferibilemente da pesce, eventualmente anche da supplemento sotto controllo medico Pazienti che necessitano di abbassare Il livello di triglicerdi 2-4 g/die EPA + DHA, da supplemento sotto controllo medico Approvato dall FOOD DRUG ADMINISTRATION Omacor ω3-acid ethyl esters; Reliant Pharmaceuticals, Inc., Liberty Corner, NJ) EPA= 465 mg + DHA 375 mg per capsula (1-g) con 4 mg (6 IU) of vitamin E undetectable concentrations of heavy metals, halogenated polycarbons, and dioxins; and <0.05% of trans fatty acids.

18 Acidi Linoleici Coniugati (CLA) gruppo di isomeri della serie 18:2 con doppi legami coniugati differenti per posizione e stereoisomeria Nel latte e prodotti caseari, nel grasso di ruminanti (3-11 mg/g grasso) PUFA incompleta bio-idrogenazione batterica cis9,trans11-cla (acido rumenico): forma più abbondante negli alimenti t7,c9-cla; c11,t13-cla; c8 t10-cla; t10,c12-cla Latte umano: composizione in grassi dipende dalla dieta Latte vaccino: composizione in grassi riflette il metabolismo dei batteri del rumine (tra cui bio-idrogenazione dei PUFA) C18-PUFA C18-CLA t11-c18:1 (acido vaccenico) C18:0 Più alti livelli pascolo > mangime (tranne in dieta arricchita con acido linoleico) pascolo alpino > pascolo a valle Si possono ottenere per sintesi chimica dall acido linoleico composizione CLA naturale CLA sintetico (t10,c12-43%; c9,t11- e t9c,11-42%)

19 Livelli di assunzione (USA) 150 mg/die donna, 200 mg/die uomo Metabolismo - simile all acido linoleico con cui compete C18:2-CLA Δ 6-desaturasi C18:3-CLA elongasi C20:3-CLA Δ 5-desaturasi C20:4-CLA CLA e metaboliti incorporati in lipidi e fosfolipidi IPOTIZZATA azione preventiva o terapeutica in patologie quali tumori, aterosclerosi, diabete di tipo 2 In modelli cellulari ed animali (nell uomo?) aumento del metabolismo energetico riduzione della proliferazione e del differenziamento dei pre-adipociti modulazione del ciclo cellulare inibizione crescita epitelio mammario Azione molecolare riduzione del livello di acido arachidonico in fosfolipidi e degli eicosanoidi derivati inibizione della ciclossigenasi e della sintesi di eicosanoidi pro-aggreganti ed infiammatori regolazione dei geni responsivi a PPAR: induzione β-ossidazione perossisomiale e lipolisi

20 ACIDI GRASSI A CATENA RAMIFICATA Acido fitanico (acido a 20 atomi di C; acido 3,7,11,15 tetrametilesadecanoico) CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 -CH-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH-CH 2 -COO - acido grasso saturo derivato dalla catena isoprenica del fitolo - catena laterale della clorofilla, da cui è rilasciato dai microorganismi presenti nei ruminanti Dieta mg/die (da latte, grasso ruminanti) CATABOLISMO: il metile in posizione 3 (β) impedisce la β-ossidazione; pertanto l acido fitanico subisce un iniziale processo di alfa ossidazione consistente in 1. idrossilazione del C2 (Cα) (tramite enzima α-idrossilasi) e quindi 2. decarbossilazione ossidativa, Si genera l omologo a 19 atomi di C (acido pristanico) metilato in posizione 2,che può pertanto essere substrato della β ossidazione ac. pristanico 3 cicli di β-ossidazione perossisomiale β-ossidazione mitocondriale acido propionico Malattia di Refsum: carenza genetica con deficit della alfa ossidazione ed accumulo di acido fitanico nel sangue (sintomi clinici: retinite, danni ai tessuti nervosi) DIETA priva di acido fitanico: esclude la carne e latte di erbivori (ovini, bovini) e pesce; invece le verdure posso essere assunte perché il fitolo della clorofilla non viene assorbito dal nostro organismo

21 ACIDI GRASSI TRANS-INSATURI Acido oleico C18:1 cδ9 Acido elaidico C18:1 tδ9 catena quasi lineare, simile ai saturi incorporati in posizione 1 del glicerolo al posto di acidi grassi saturi LATTE: 2-8% percentuale in trans Idrogenazione batterica nel rumine più abbondante: acido vaccenico C18:1 tδ11 MARGARINE: 5-30% partendo da oli vegetali più abbondante: C18:1 tδ10 margarine moderne: dichiarata quantità trascurabile in acidi trans Substrato della Δ6 desaturasi ed inibitore della sintesi di DHA sia da ALA che EPA