MACRONUTRIENTI Carboidrati, Lipidi, Proteine LIPIDI

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1 MACRONUTRIENTI Carboidrati, Lipidi, Proteine LIPIDI 1

2 Lipidi Il termine lipidi deriva dal greco lipos, che significa appunto grasso. I lipidi comprendono numerose sostanze con caratteristiche e proprietà diverse, insolubili in acqua e solubili nei solventi organici. circa 600 tipi diversi di lipidi, tra quelli di origine animale e quelli di origine vegetale. 2

3 Funzioni dei lipidi nella dieta Fonte di energia "concentrata" per l'organismo (9 Kcal/g, molto più rispetto a carboidrati e proteine) Veicolo di vitamine liposolubili Apporto di Acidi Grassi Essenziali Rendono i cibi più appetibili Aumentano senso di sazietà 3

4 Funzioni dei lipidi nell organismo Riserva energetica nel tessuto adiposo. La maggior parte del tessuto adiposo di deposito si trova sotto la pelle come grasso sottocutaneo. Il grasso sottocutaneo esercita anche una funzione isolante per facilitare il mantenimento della temperatura corporea. Nel tessuto adiposo vengono accumulate anche le vitamine liposolubili. 4

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6 Funzioni dei lipidi nell organismo Componenti delle membrane biologiche cellulari e subcellulari (associati ad altri residui, quali gruppi fosfato, carboidrati o proteine). Precursori di ormoni e vitamine e sostanze regolatrici. Isolanti termici. Protezione e sostegno degli organi. Modellamento del corpo (in modo diverso nell uomo e nella donna). 6

7 Classificazione dei lipidi I lipidi possono essere suddivisi in: Lipidi semplici costituiti principalmente dai trigliceridi, la principale forma presente negli alimenti e nei depositi adiposi Lipidi composti trigliceridi combinate con altre sostanze chimiche (es. fosfolipidi, glicolipidi, lipoproteine). Lipidi derivati si formano dai lipidi semplici e dai lipidi complessi (es. colesterolo, androgeni etc). 7

8 Tipo di lipide Esempi Lipidi semplici Lipidi composti Lipidi derivati Lipidi neutri Cere Fosfolipidi Glicolipidi Lipoproteine Steroidi Idrocarburi Trigliceridi Cera d api Lecitina, Cefalina, Lipositoli Cerebrosidi, Gangliosidi Chilomicroni, VLDL, LDL, HDL Colesterolo, Ergosterolo, Cortisolo, Acidi biliari, Vitamina D, Estrogeni, Progesterone, Androgeni Terpeni

9 Lipidi semplici: Trigliceridi Trigliceride: glicerolo esterificato con 3 acidi grassi Acido Grasso Glicerolo Acido Grasso Acido Grasso 9

10 Acidi Grassi Composti costituiti da una catena lineare di atomi di carbonio di lunghezza variabile alle cui estremità si trovano un gruppo carbossilico ed un gruppo metilico C H 3 COOH Gli acidi grassi presenti in natura hanno prevalentemente un numero pari di atomi di carbonio 10

11 Acidi Grassi Si distinguono per a)lunghezza della catena carboniosa: a catena corta: 2-6 atomi di C es. ac.butirrico C4:0 a catena media: 8-12 atomi di C es. ac.laurico C12:0 a catena lunga: >12 atomi di C es. ac.stearico C18:0 b)presenza, numero posizione dei doppi legami: Saturi (no doppi legami) es ac palmitico C16:0 Monoinsaturi (un doppio legame): es. ac.oleico C18:1 Poli-insaturi (più doppi legami):es ac. linoleico C18:2 11

12 I principali acidi grassi COOH H 3 C acido palmitico (16:0) COOH H 3 C acido stearico (18:0) C H 3 acido palmitoleico (16:1 n-7: cis- 9 ) COOH C H 3 H 3 C acido oleico (18:1 n-9; cis- 9 ) acido linoleico (18:2 n-6; cis- 9,12 ) COOH COOH C H 3 acido α-linolenico (18:3 n-3; cis- 9,12,15 ) COOH

13 Acidi grassi saturi e insaturi Gli acidi grassi possono essere: Saturi: hanno tutti legami semplici C-C sono solidi a temperatura ambiente (grassi) prevalgono negli animali Insaturi: hanno uno o più doppi legami C-C sono liquidi a temperatura ambiente (oli) prevalgono nei vegetali 13

14 Acidi grassi saturi e insaturi Gli acidi grassi saturi si trovano: Carne (carne di bue, agnello, maiale, pollo) Tuorlo dell uovo Latte e derivati (panna e formaggio) Gli acidi grassi monoinsaturi si trovano: Olio di oliva Gli acidi grassi poliinsaturi si trovano: Olii vegetali Girasole Soia Arachidi 14

15 Acidi grassi saturi negli alimenti Saturi Struttura Distribuzione in natura Butirrico 4:0 piccole quantita in alcuni grassi, burro Caprilico 8:0 piccole quantita in molti grassi, di Caprinico 10:0 origine vegetale (olio di palma e cocco) Laurico 12:0 semi di Laureacee, olio di cocco Miristico 14:0 noce moscata, soia, olio di cocco Palmitico 16:0 comuni in tutti i grassi di origine Stearico 18:0 animale e vegetale Arachidico 20:0 olio di arachidi

16 Acidi grassi insaturi negli alimenti Monoinsaturi Struttura Distribuzione in natura Palmitoleico 16:1 n-7 grassi e oli vegetali (oliva) e Oleico 18:1 n-9 animali Erucico 22:1 n-9 olio di colza, ravizzone Polinsaturi Linoleico 18:2 n-6 grassi vegetali (mais, girasole, olive, arachidi, soia, vinaccioli) α-linolenico 18:3 n-3 grassi vegetali (soia,lino) Arachidonico 20:4 n-6 grassi animali Eicosapentaenoico 20:5 n-3 pesce Docosaesaenoico 22:6 n-3 pesce

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18 Acidi grassi trans Gli acidi grassi insaturi possono presentare i doppi legami in due configurazioni spaziali definite cis o trans cis trans La maggior parte dei grassi insaturi assunti attraverso la dieta è di forma cis mentre una piccola percentuale è di forma trans 18

19 Acidi grassi trans Negli alimenti vengono generati da tre fonti principali: trasformazione batterica di acidi grassi insaturi nei ruminanti (mucche e pecore); idrogenazione o indurimento 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 (> 220 C) Sono quindi presenti nel grasso della carne e del latte di bovini, agnello e montone e nei prodotti derivati, in alcune creme grasse da spalmare, in prodotti da forno, come cracker, torte, dolci e biscotti, e nei cibi fritti. 19

20 Acidi grassi trans: posizione EFSA La conformazione trans cambia le proprietà della molecola dell acido grasso insaturo che assume caratteristiche simili ad un acido grasso saturo Incrementano il rischio di malattia cardiaca e per questo motivo l'assunzione di qualsiasi origine deve essere limitata il più possibile A livello industriale si devono continuare a eliminare o ridurre i grassi trans in molti prodotti per sostituirli, se possibile, con grassi insaturi cis piuttosto che con grassi saturi 20

21 Acidi Grassi Essenziali L organismo può sintetizzare gli acidi grassi partire dall acetil-coa, ma non ha la capacità di deidrogenare gli ultimi 6 atomi di C (dalla parte del gruppo metile). Gli enzimi che catalizzano l introduzione di un nuovo doppio legame in una catena acilica di un acido grasso sono detti desaturasi. Gli acidi grassi con un doppio legame a 6 o 3 atomi di C dal fondo della catena (n-6 o n-3) non possono essere biosintetizzati e devono venire introdotti con l alimentazione Acidi grassi essenziali 21

22 Acidi Grassi Essenziali (AGE) I principali Acidi Grassi Essenziali sono due: Acido linoleico (18:2 n-6) Acido alfa linolenico (18:3 n-3) 22

23 Acidi Grassi Essenziali L acido linoleico è il precursore degli acidi grassi della serie n6 o omega-6 (contenuti in olii vegetali, verdure, cereali) L alfa linolenico è il precursore della serie n3 o omega-3 (contenuti principalmente nel pesce e olii di pesce) 23

24 Funzioni degli AGE Componenti delle membrane biologiche (nei fosfolipidi). I derivati a lunga catena ( acido arachidonico e acido eicosapentaenoico EPA e docosaesaenoico DHA) sono precursori di molecole con importante attività biologica In particolare i derivati dell acido arachidonico (C20:4 n6) sono definiti eicosanoidi e i derivati dell acido docoesaesaenoico ( C22: 6 n3) docosanoidi 24

25 Funzioni AGE Omega 6 e Omega 3 Eicosanoidi e Docosanoidi possono avere effetti metabolici opposti ( es. pro- oppure antiinfiammatori; pro-oppure anti-aggreganti) La sintesi di questi composti segue vie metaboliche comuni e competono per gli stessi enzimi Il bilanciamento nella dieta di questi AGE è estremamente importante per le funzioni 25

26 Serie n-6 Serie n-3 Ac. linoleico 18:2 18:3 Ac. α-linolenico 6 -desaturasi Ac. γ-linolenico 18:3 18:4 allungamento Ac. diomo-γ-linolenico 20:3 20:4 5 -desaturasi Ac. arachidonico 20:4 20:5 Ac. eicosapentaenoico allungamento Ac. docosatetraenoico 22:4 22:5 allungamento 24:4 24:5 6 -desaturasi 24:5 24:6 β-ossidazione Ac. docosapentaenoico 22:5 22:6 Ac. docosaesaenoico

27 Classificazione dei lipidi I lipidi possono essere suddivisi in: Lipidi semplici costituiti principalmente dai trigliceridi, la principale forma presente negli alimenti e nei depositi adiposi Lipidi composti trigliceridi combinate con altre sostanze chimiche (es. fosfolipidi, glicolipidi, lipoproteine). Lipidi derivati si formano dai lipidi semplici e dai lipidi complessi (es. colesterolo, androgeni etc). 27

28 Lipidi derivati: colesterolo Il colesterolo è componente fondamentale delle membrane cellulari e precursore di importanti molecole come ormoni steroidei, acidi biliari e vitamina D Può provenire dalla dieta: origine dietetica o essere sintetizzato dall organismo origine endogena 28

29 Colesterolo endogeno Biosintesi nell organismo: avviene nel fegato a partire da acetil-coa aumenta se aumenta l apporto di grassi saturi con la dieta che a livello del fegato facilitano la sintesi di colesterolo endogeno 29

30 Colesterolo derivante dalla dieta Le fonti di colesterolo dietetico sono esclusivamente gli alimenti di origine animale L assorbimento del colesterolo alimentare è variabile ( media 50 %) e influenzato da vari fattori tra cui la presenza di fibra alimentare e di fitosteroli (analoghi vegetali del colesterolo) Gli alimenti che contengono colesterolo sono anche ricchi di acidi grassi saturi 30

31 Contenuto di colesterolo in alcuni alimenti Uova di gallina, tuorlo, in polvere 2800 Uova di tacchina, tuorlo 2397 Uova di anatra, tuorlo 2110 Uova di gallina, intero, in polvere 1600 Uova di gallina, tuorlo 1337 Uova di gallina, tuorlo, cotto in camicia 1337 Uova di gallina, tuorlo, congelato 1270 Fegato di pollo, cotto 746 Fegato di tacchino, cotto 599 Olio di fegato di merluzzo 570 Fegato di pollo crudo 555 Animelle di bovino, cotte 466 Cefalo muggine, uova [bottarga] 440 Fegato di tacchino crudo 435 Uova di gallina, intero, cotto a frittata o strapazzato 411 Rene di suino 410 Fegato di bovino, cotto 385 Rene di bovino 375 Uova di gallina, intero 371 Uova di gallina, intero, cotto alla coque o sodo 371 Uova di gallina, intero, congelato 370 Fegato di suino, cotto 290 Cuore di bovino, cotto 274 Fegato di suino, crudo 260 Animelle di bovino crude 250 Burro 250

32 Lipidi composti Fosfolipidi contengono una o più molecole di acidi grassi legate al glicerolo, un residuo di acido fosforico e una base azotata Sono i costituenti base delle membrane cellulari. 32

33 Lipidi composti Lipoproteine Sono il mezzo di trasporto dei grassi: trigliceridi, colesterolo, fosfolipidi (insolubili) in circolo Gli acidi grassi semplici viaggiano nel sangue legati alla siero albumina Le liproproteine sono sintetizzate nel fegato e nell intestino 33

34 Lipidi composti: Lipoproteine Apolipoproteina Fosfolipide Colestrolo libero Trigliceridi Esteri del colesterolo 34

35 Composizione delle lipoproteine Chilomicroni VLDL Trigliceridi Fosfolipidi Esteri del colesterolo Proteine Colesterolo LDL HDL Altre sostanze 35

36 Chilomicroni A bassa densità Formati prevalentemente da trigliceridi Trasportano i trigliceridi ( e le vitamine liposolubili) dal canale alimentare al fegato Sono presenti in circolo nel periodo postprandiale 36

37 Lipidi in circolo dopo pasto 37

38 Lipoproteine a bassissima densità (VLDL) Composizione analoga ai chilomicroni ma contengono trigliceridi di sintesi endogena Trasportano i trigliceridi ai muscoli e al tessuto adiposo In condizioni fisiologiche di digiuno la maggior parte dei trigliceridi sono trasportati da queste lipoproteine 38

39 Lipoproteine a bassa densità (LDL) derivate dalle VLDL per perdita di una quota lipidica trasportano soprattutto colesterolo, un eccesso in circolo può contribuire alla formazione placca ateromatosa con restringimento del lume vascolare 39

40 Lipoproteine ad alta densità (HDL) Lipoproteine di piccola dimensione e alto contenuto proteico. Rimuovono il colesterolo dalle pareti delle arterie e lo riportano al fegato dove puo essere usato per la formazione della bile. 40

41 Densità delle lipoproteine Il nome è basato sulla densità della lipoproteina La densità aumenta all aumento delle componente proteica Densità delle proteine g/l Densità dei lipidi circa 0.8 g/l Le dimensioni sono inversamente proporzionali alla densità 41

42 Trasporto dei lipidi Le LDL trasportano il colesterolo dal fegato ai tessuti Le VLDL trasportano i trigliceridi dal fegato ai tessuti Cistifellea Fegato Le HDL trasportano il colesterolo dai tessuti al fegato Grassi dietetici Dotto biliare comune Intestino tenue I monogliceridi e gli acidi grassi sono assorbiti dall intestino e trasportati come CHILOMICRONI nel sistema linfatico al sangue 42

43 Lipoproteine e aterosclerosi Secondo dati consolidati la concentrazione ematica delle diverse classi di lipoproteine è legata all'instaurarsi di processi aterogenici e, nel tempo, all'aumento del rischio di malattia coronarica e cerebrovascolari. L eccesso di LDL in circolo è un fattore negativo di rischio cardiovascolare, in particolare le LDL ossidate I livelli di colesterolo HDL sono un fattore protettivo nei confronti del rischio cardiovascolare 43

44 Lipoproteine e aterosclerosi 44

45 Lipoproteine e aterosclerosi 45

46 Indici di rischio cardiovascolare Sono stati messi a punto diversi indici tra cui Indice rischio = Colesterolo totale/ Colesterolo HDL E considerato accettabile per valori inferiori a 5 nell uomo inferiori a 4,5 nella donna Il rischio dovrebbe essere valutato globalmente tenendo conto di altri fattori come età, abitudine al fumo, glicemia a digiuno, i valori pressori, peso e distribuzione adiposa 46

47 Lipidi dietetici e rischio cardiovascolare L'effetto dei grassi alimentari sul profilo delle lipoproteine è stato approfonditamente studiato sia da un punto di vista epidemiologico sia con studi di intervento dietetico. L'efficacia protettiva di una riduzione dei grassi nella dieta si ritiene sia legata alla riduzione degli acidi grassi saturi in quanto determinanti i livelli di colesterolo LDL, insulino resistenza e ipertensione 47

48 Lipidi dietetici e rischio cardiovascolare Gli acidi grassi saturi più aterogenici sono: Acido laurico (12:0) Acido miristico (14:0) Acido palmitico (16:0) Acido stearico (18:0) è meno dannoso grazie alla possibilità di essere fisiologicamente convertito in acido oleico gli acidi grassi trans si comportano come gli acidi grassi saturi. 48

49 Lipidi dietetici e rischio cardiovascolare L'insieme delle evidenze suggerisce che: la riduzione degli acidi grassi saturi nella dieta dimostra efficacia protettiva in particolare se gli acidi grassi saturi vengono sostituiti con acidi grassi insaturi Gli acidi grassi polinsaturi omega 3 hanno un effetto protettivo dovuto agli effetti positivi sui livelli di trigliceridi e all azione anti-trombotica 49

50 Lipidi e peso corporeo Sovrappeso ed obesità sono il risultato di un bilancio energetico positivo a lungo termine. Tale eccesso di energia non può essere attribuito ad un unico macronutriente ma deve essere considerato nell insieme degli apporti di lipidi, carboidrati, proteine e alcool L impatto delle manipolazioni dietetiche sul peso corporeo negli studi clinici in cui l apporto energetico è stato accuratamente controllato ha dimostrato che i cambiamenti della composizione corporea sono dipendenti dal contenuto energetico e non dalla composizione in macronutrienti della dieta

51 Lipidi e peso corporeo Mentre in passato di riteneva avessero uno scarso potere saziante, studi recenti hanno fornito dati contrari che supportano un buon effetto saziante dei lipidi mediato sia dallo stimolo alla secrezione di ormoni gastrointestinali sia dal rallentamento dello svuotamento gastrico L elevata densità energetica dei lipidi consiglia una moderazione nella loro introduzione non solo per il controllo del peso ma anche di altri potenziali effetti sul metabolismo

52 Fonti alimentari di lipidi Lipidi visibili: grassi e oli da condimento, parti grasse di carni fresche e salumi Lipidi invisibili: carni apparentemente magre, salumi magri, formaggi, latte, uova, pesci, frutta secca. 52

53 Contenuto totale di lipidi di alcuni alimenti (grammi / 100 grammi di sostanza edibile) Oli vegetali Burro, margarina Formaggi, salumi Carni grasse Carni magre Uova Frutta secca oleosa Latte intero Latte parzialmente scremato ,4 1,8 53

54 Fonti alimentari di lipidi: grassi di condimento I principali grassi di condimento si distinguono in Oli vegetali Olio oliva o di semi Grassi di origine animale Burro, lardo, strutto 54

55 Olio di oliva L'olio di oliva viene estratto dalle olive con varie tecniche sia meccaniche che chimiche Nel primo caso si ottengono rese minori, ma il prodotto ha caratteristiche organolettiche migliori: extra vergine E ricco di acidi grassi monoinsaturi ed è adatto alla cottura anche a temperature elevate 55

56 Oli di semi Gli oli di semi sono ottenuti dalla lavorazione di molti semi o frutti come mais, soia, girasoli, arachide Estratti per pressione o con solventi e quindi raffinati Sono ricchi di acidi poli-insaturi e quindi facilmente ossidabili per azione del calore 56

57 Burro E la sostanza grassa del latte di mucca, ricavato con separazione del latticello mediante varie operazioni meccaniche. Per legge deve avere un contenuto di grassi non inferiore all'80 per cento E molto ricco di acidi grassi saturi E abbastanza stabile alle alte temperature 57

58 Margarina Inventata nel 1869 dal chimico francese Mège- Mouriès come sostitutivo economico del burro Attualmente le margarine per uso domestico sono ottenute da oli tra cui cocco, di palma, di mais, di girasole, di soia e di arachide. La margarina viene resa solida o semisolida attraverso l'idrogenazione che trasforma i doppi legami degli acidi grassi polinsaturi in legami semplici facendo solidificare l'olio. L'idrogenazione degli oli trasforma alcuni acidi grassi insaturi cis in acidi grassi trans 58

59 Trattamento termico e sicurezza d uso dei lipidi I grassi al calore subiscono complesse trasformazioni specie se l uso è prolungato e ripetuto i trigliceridi si idrolizzano liberando glicerolo e acidi grassi il glicerolo viene disidratato ad acroleina gli acidi grassi subiscono termossidazione che porta alla formazione di perossidi e successivamente di aldeidi, chetoni e polimeri 59

60 Trattamento termico e sicurezza d uso dei lipidi La stabilità all esposizione al calore dipende dal Punto di fumo: la più bassa temperatura alla quale un grasso inizia a decomporsi per effetto del calore liberando fumi costituiti tra da composti tossici tra i quali l acroleina. Dipende da: grado di insaturazione del grasso tempo e durata del trattamento superficie del grasso esposta all aria 60

61 Punto di fumo Punto di fumo di alcuni oli e grassi Olio di girasole meno di 130 C Olio di soia 130 C Margarina 140 C Olio di arachide 180 C Olio extravergine di oliva 210 C Burro 260 C Strutto più di 260 C

62 Definizione livelli di assunzione di riferimento dei lipidi I valori suggeriti sono espressi come Assunzione Adeguata nell età evolutiva e come Intervallo di Riferimento ( rispetto all apporto energetico) o Obiettivi per la prevenzione in età adulta Il razionale alla base delle raccomandazioni è basato sia sulle loro funzioni biochimiche e fisiologiche sia sulla loro capacità di influire sui fattori di rischio e sui fattori protettivi delle malattie cronicodegenerative

63 Livelli di assunzione di riferimento I livelli di assunzione di riferimento per la popolazione italiana adulta (LARN 2014) suggeriscono un apporto di lipidi totali pari a 30 % apporto calorico della dieta 63

64 Apporto percentuale raccomandato dell energia dai nutrienti calorici Carboidrati % Lipidi < 30 % Proteine circa 1 grammo/kg 64

65 Livelli di assunzione raccomandati Da un punto di vista qualitativo l apporto totale di lipidi va suddiviso: 5 10 % Polinsaturi < 10 % Saturi 250 mg/die omega 3 a lunga catena minima quantità acidi grassi trans < 300 mg/die di colesterolo 65

66 Livelli di assunzione In Italia l assunzione media di lipidi totali è pari al 36% dell energia totale (Sette et al., 2011) < 30% <10% 5-10% <300 mg

67 Fonti alimentari nella dieta italiana: lipidi totali 46 % dei lipidi totali 20 % dei lipidi totali 14 % dei lipidi totali 67

68 Fonti alimentari nella dieta italiana: acidi grassi saturi e colesterolo 37 % consumo di acidi grassi saturi 17 % consumo di acidi grassi saturi Il consumo di colesterolo deriva da: Carni, Uova, Latte e formaggi 68

69 Carenza Non esiste una sindrome da carenza riguardo acidi grassi saturi, monoinsaturi e colesterolo, in quanto queste molecole vengono sintetizzate dall organismo Una riduzione drastica dei lipidi totali nella dieta può però determinare una carenza di micronutrienti liposolubili legata al loro mancato assorbimento Una sindrome da carenza può verificarsi a carico Acidi Grassi Essenziali

70 Tossicità Non esistono dati comprovanti una tossicità degli acidi grassi Problemi di tossicità possono derivare dall ingestione di alimenti contenenti componenti lipidici ossidati E provata l associazione diretta tra diversi derivati di ossidazione dei lipidi (derivanti dalla degradazione ad alte temperature ) e rischio di malattie cardiovascolari e tumori al colon-retto.