L integrazione proteica nelle diverse fisiopatologie

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1 Università degli Studi di Napoli Federico II Corso di Laurea in Scienze della Nutrizione Umana Corso di: Chimica degli Alimenti L integrazione proteica nelle diverse fisiopatologie Prof. Gian Carlo Tenore a.a

2 Destino metabolico delle proteine idrolisi tratto gastrointestinale Proteine alimentari secrezioni pancreatiche ed intestinali Sostanze non proteiche: Porfirine Purine Pirimidine Creatina Glutatione pool aminoacidi Proteine plasmatiche e tissutali Enzimi Ormoni Anticorpi NH 3 Gruppo carbonioso urea CO 2 + H 2 O + energia Glucosio 2 Ac. grassi

3 Qualità delle proteine La qualità di qualunque proteina può essere valutata usando un sistema di classificazione basato su diverse variabili. 3

4 Indici nutrizionali proteici Il valore biologico di una proteina é definito dal rapporto : VB =[quantità di N trattenuto/quantità di N eliminato] x100 Il valore 100 é assegnato ad una proteina che ha il 100% di a.a. utilizzabili 4

5 Indici nutrizionali proteici Coefficiente di utilizzazione digestiva: CUD = [N assorbito / N introdotto con la dieta] x 100 Utilizzazione proteica netta: NPU = [N trattenuto / N introdotto con la dieta] x 100 5

6 Indici nutrizionali proteici Indice chimico: Indice chimico = mg a.a. essenziale limitante per g di proteina in esame mg dello stesso a.a. per g di proteina standard x 100 Proteina standard: combinazione di a.a. stabilita dalla FAO 6

7 Aspetti funzionali Essenziali Semiessenziali Non essenziali Treonina Cisteina Glicina Valina tirosina Prolina Isoleucina Serina Leucina Ac glutammico Fenilalanina Ac aspartico Lisina Arginina Metionina Ossiprolina Triptofano Cistina Istidina Alanina 7

8 Indici nutrizionali proteici di alcuni alimenti Alimento VB CUD NPU Indice chimico Latte di mucca Uovo Carne di vitello Pesce Frumento (chicco intero) Seme di soia

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10 PROTEINE VEGETALI: basso valore biologico per la carenza di uno o più aminoacidi essenziali Farina di soia VB Riso Grano Patate Mais 10

11 Complementarietà delle proteine associazione/integrazione di proteine con contenuto di a.a. incompleto ma complementare = 11

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13 Uomo adulto: 12 kg proteine corporee > 250 g turn-over giornaliero Assunzione 100 g Richiesta elevata di aminoacidi per una rapidafegato sintesi proteica: - in condizioni Intestinodi rapida crescita - nel recupero dopo Assorbimento una malattia Proteine corporee totali g 25 g - per aumentato catabolismo dopo traumi o infezioni Feci 10 g Secrezione 70 g 160 g Muscolo 50 g Aminoacidi liberi 100 g Leucociti 20 g Emoglobina 8 g Azoto urine (proteine equivalenti) 80 g 13

14 Fabbisogno per il mantenimento 0,75 g/kg peso corporeo/die Fabbisogno per l accrescimento + 50% 14

15 Fabbisogno per la gestazione Aumento peso kg figlio 3,3 kg: Deposizione 3,3 g/die (tot. 925 g) + 6,0 g proteine/die Fabbisogno per l allattamento Secrezione giornaliera 800 ml latte (1,15 g proteine) + 17 g proteine/die 15

16 Substrati energetici e attività sportiva I substrati energetici utilizzati dall organismo sono i carboidrati e i lipidi Le proteine sono coinvolte nel metabolismo energetico, ma non sono un substrato energetico in senso stretto L utilizzo dei substrati energetici dipende da fattori quali: intensità e durata dell esercizio fisico, e composizione della dieta 16

17 Intensità dell esercizio fisico ed utilizzo dei substrati energetici Il lavoro muscolare di tipo anaerobico porta ad un utilizzazione preferenziale di glicidi (es. corsa 100 m, breve e intensa) Il lavoro muscolare di tipo aerobico porta ad un utilizzazione preferenziale di lipidi (es. maratona, lunga e intensa) Il lavoro muscolare di tipo misto (aerobico - anaerobico) porta al consumo di grassi e glicidi (es. sport squadra) 17

18 ATP Glicogeno 6.5 molecole ATP (10 mmol/min) Acidi grassi 5.6 molecole ATP (0.5 mmol/min) 18

19 Attività muscolare Fonti di energia per il muscolo: A riposo Attività aerobica ( 1 ora) Attività intensa superiore 3h 13% glicidi 87% grassi 40% glicidi 60% lipidi 30% glicidi 70% lipidi 19

20 L attività fisica brucia i muscoli In condizioni normali Le proteine non sono la fonte energetica per il muscolo In condizioni di scorta di glicogeno ridotta Regime alimentare eccessivamente ipoenergetico con sforzo fisico prolungato (scorta di glicogeno ridotta del 25%) 20

21 PROTEINE Durante l attività sportiva, in condizioni normali, i protidi non sono utilizzati come carburante Solo in particolari situazioni può essere richiesta una quota superiore di proteine. Questa può essere coperta con la dieta Un abuso di protidi può compromettere la funzionalità renale 21

22 Aminoacidi ramificati (leucina, isoleucina, valina) In natura: latte, formaggio, carne, etc 22

23 Aminoacidi ramificati (leucina, isoleucina, valina) - Energia pronto uso - Nell organismo: 20% proteine muscolari 23

24 Aminoacidi ramificati (leucina, isoleucina, valina) Premesse biochimico-metaboliche: 1. Contrastare l aumento di aa aromatici ( serotonina senso di stanchezza e sonnolenza) 2. Favorire la sintesi di alanina e glutamina (detossificante) 24

25 Aminoacidi ramificati (leucina, isoleucina, valina) CONSIGLIATI PER: Più rapida scomparsa della fatica muscolare Assunzione: prima, durante, dopo attività; prima del riposo notturno CONSIDERAZIONI Effetti trascurabili sulla massa muscolare 25

26 PATOLOGIE CRONICHE ASSOCIATE A DEFICIT PROTEICO Insufficienza cardiaca, broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO), diabete, neoplasie, insufficienza renale ed epatica. Deficit proteico (malnutrizione o sindrome ipercatabolica) Malnutrizione proteica Inibizione sintesi proteica Perdita massa magra Sarcopenia, cachessia Insulino-resistenza Mancata stimolazione dei recettori muscolari per la sintesi proteica Sindrome ipercatabolica Demolizione proteine Aumento incidenza patologie croniche e mortalità Gli amminoacidi essenziali stimolano la sintesi dell insulina (amminoacidi insulinogenici). L'insulina promuove l'uptake di aminoacidi sotto forma di proteine muscolari e contrasta il catabolismo proteico. Nei casi di grave degradazione aminoacidica si parla di sindrome ipercatabolica (perdita azotata g/die). 26

27 Livelli suggeriti per stimolare la sintesi di proteine miofibrillari e di proteine mitocondriali, con meccanismo attivo in caso di insulino-resistenza e sindrome ipercatabolica Nutrienti Valori giornalieri consigliati [1,2,3] Aminoacidi essenziali (mg) Isoleucina 1250 Leucina 2500 Lisine 1300 Metionina 100 Fenilalanina 200 Treonina 700 Triptofano 40 Valina 1250 Istidina 300 Cisteina/cistina 300 Tirosina 60 [1] Pasini, E. et al. (2008). American Journal of Cardiology, 101, 11E-15E. [2] Nisoli, E. et al. (2008). American Journal of Cardiology, 101, 22E-25E. [3] Flati, V. et al. (2008). American Journal of Cardiology, 101, 16E-21E. 27