Fisiologia della NUTRIZIONE

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Sebastiano Marra
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Fisiologia della NUTRIZIONE Per le classi terze dell'istituto agrario argomenti semplificati 1. Richiami di Anatomia dei monogastrici e dei ruminanti 2. Fisiologia della digestione nei monogastrici 3.

1 Fisiologia della NUTRIZIONE Per le classi terze dell'istituto agrario argomenti semplificati 1. Richiami di Anatomia dei monogastrici e dei ruminanti 2. Fisiologia della digestione nei monogastrici 3. Fisiologia del sistema digerente dei ruminanti 4. Cenni sul metabolismo Riutilizzabile con Licenza Creative Commons Attribuzione - Non commerciale - Condividi allo stesso modo 4.0 Internazionale Marcello Mundula 2016

2 COMPOSIZIONE APP. DIGERENTE PORZIONE PREDIAFRAMMATICA (preparatoria) Bocca Labbra Denti Lingua Ghh. Salivari Faringe Esofago PORZIONE POSTDIAFRAMMATICA (digestoria) Stomaco Intestino Tenue Duodeno Digiuno-Ileo Intestino Crasso Cieco Colon Retto Ghiandole Annesse Fegato Pancreas

3 SCHEMA ORGANI APPARATO DIGERENTE

4 CARATTERISTICHE STRUTTURALI DEGLI ORGANI Organi cavi dotati di una parete a quattro tonache: 1.Sierosa (Peritoneo in addome) 2.Muscolare (T. liscio a due strati) 3.Sottomucosa (connettivo) 4.Mucosa (epitelio interno) Mucosa ghiandolare in: Bocca Stomaco e Abomaso Intestino Tenue; Mucosa aghiandolare in: Esofago Rumine e altri prestomaci Intestino Crasso La mucosa di intestino e stomaco contiene anche cellule mucipare (producono muco che lubrifica e protegge dall'autodigestione). Fegato e Pancreas non sono cavi: organi parenchimatosi.

5 SCHEMA DEI PROCESSI DIGESTIVI

6 DIGESTIONE: GENERALITÀ Le sostanze alimentari, Glucidi, Protidi, Lipidi, sono quasi sempre polimeri (polisaccaridi, proteine, acidi nucleici) o comunque sostanze complesse (trigliceridi) Solo i monomeri o, talvolta, aggregati abbastanza piccoli, possono essere assorbiti: una semplice questione di dimensione La digestione consiste nell'idrolisi enzimatica dei legami delle sostanze alimentari, per liberarne le molecole di base.

Composti ternari (formati da Carbonio, Idrogeno - doppio rispetto al carbonio - e Ossigeno):

7 SOSTANZE NUTRITIVE: GLUCIDI Polisaccaridi (Amido, Cellulosa, Glicogeno) Disaccaridi Saccarosio, Lattosio, Maltosio, Cellobiosio Monosaccaridi Glucosio, Fruttosio, Galattosio, Arabinosio Composti ternari (formati da Carbonio, Idrogeno - doppio rispetto al carbonio - e Ossigeno): CnH2nOn Polisaccaride Legami glucosidici Enzimi: AMILASI, CELLULASI, MALTASI, SACCARASI, LATTASI, etc.

SOSTANZE NUTRITIVE: PROTEINE Sostanze quaternarie (C-H-O-N) formate da lunghissime catene lineari di amminoacidi, tenuti insieme dal legame peptidico.

8 SOSTANZE NUTRITIVE: PROTEINE Sostanze quaternarie (C-H-O-N) formate da lunghissime catene lineari di amminoacidi, tenuti insieme dal legame peptidico. Una proteina (albumina) La scissione avviene a opera di enzimi specifici, PROTEASI o PEPTIDASI, che spezzano i singoli legami peptidici e richiedono parecchio tempo. Il legame peptidico è quello tra HN C=O

responsabili delle proprietà biologiche delle proteine. Radicali R di: Istidina, Fenilalanina.

9 SOSTANZE NUTRITIVE: PROTEINE Amminoacido generico: R è il radicale che può cambiare da uno all'altro Tra gli amminoacidi le interazioni (attrazione e repulsione) tra i diversi gruppi R determinano forme complesse, responsabili delle proprietà biologiche delle proteine. Radicali R di: Istidina, Fenilalanina. Triptofano, Metionina, Acido Aspartico, Glicina (in senso orario) AA 1 AA 2 AA 3 R R' R'' Interazioni tra i radicali R degli amminoacidi

I legami estere sono molto energetici: i lipidi contengono oltre il doppio

10 SOSTANZE NUTRITIVE: LIPIDI TRIGLICERIDE I più diffusi sono TRIGLICERIDI, esteri del glicerolo con acidi grassi. I legami estere sono molto energetici: i lipidi contengono oltre il doppio dell'energia di un carboidrato o di una proteina La digestione è attuata dalla LIPASI, che rompe i legami tra glicerolo e acidi grassi.

11 DIGESTIONE GASTRICA Prima fase della digestione nei monogastrici (ma avviene anche nell'abomaso dei ruminanti) Succo gastrico prodotto dalle ghiandole dello stomaco (gastriche): HCl Pepsina Lipasi gastrica Chimosina o caglio Digestione enzimatica sulle proteine e su lipidi emulsionati e azione acido su tutte le sostanze (rigonfiamento, denaturazione, idrolisi acida).

12 DIGESTIONE ENTERICA Operata da enzimi pancreatici ed enterici che agiscono su chimo chilo Pancreas --> Enzimi: Peptidasi, Amilasi, Lipasi (concorso Bile) + Bicarbonato per neutralizzare il chimo acido Succo Enterico --> Enzimi: Peptidasi, Maltasi, Lattasi, Saccarasi, etc Conclude la digestione cominciata nello stomaco Ciò che resta indigerito del tutto o in parte non passa la parete intestinale e prosegue verso il crasso dove diventerà materia fecale

13 PRODOTTI DIGESTIONE GASTROENTERICA Monosaccaridi (glucosio) Amminoacidi (e alcuni dipeptidi) Glicerolo, acidi grassi, monogliceridi Sostanze indigerite diventano feci dopo fermentazione nel crasso Il colon assorbe acqua, vitamine, minerali Il cieco di coniglio e cavallo assorbe AGV prodotti dalla fermentazione batterica dei residui alimentari; il coniglio ingerisce i prodotti dell'attività ciecale (ciecotrofo, soft pellets) e compie un altro ciclo digestivo di recupero.

14 DIGESTIONE RUMINANTI Ruminanti hanno Rumine, Reticolo e Omaso che stanno tra esofago e stomaco giandolare (Abomaso) Sostanze alimentari vengono fermentate nel rumine Masticazione in 2 tempi: 1 rapida e sommaria, 2 (mericica) accurata e prolungata. Batteri trattengono gran parte dei prodotti emettendo AGV, GAS (CO2, CH4), NH3 (se N in eccesso). I gas devono essere eruttati

15 DIGESTIONE RUMINANTI AGV (volatili: evaporano facilmente, basso P.M.) assorbiti rapidamente nel rumine Acido acetico CH3-COOH Acido propionico CH3-CH2-COOH Acido butirrico CH3-CH2-CH2-COOH Principale fonte energetica per il ruminante (60-80% dell'energia necessaria) Propionato glucosio (fegato); Acetato e butirrato lipidi ed energia NH3 assorbita nel rumine ma tossica (fegato trasforma in urea urina)

16 DIGESTIONE RUMINANTI Il ruminante ricava dagli alimenti: AGV PROTEINA MICROBICA SOSTANZE BYPASS (10-15%): LIPIDI, CARBOIDRATI E PROTEINE CO2, CH4, NH3 (INUTILI O DANNOSI, DA ESPELLERE) Perchè si è evoluto così anziché come monogastrici? Per utilizzare la Cellulosa, una delle sostanze più diffuse sulla Terra, per tramite dei batteri. In cambio cede sostanze alimentari che recupera: A) con la digestione dei batteri, da cui ricava soprattutto proteine; B) con la trasformazione degli AGV in glucosio, lipidi ed energia.

17 DIGESTIONE RUMINANTI GAS CO2 e CH4 eruttati continuamente (GHG) altrimenti meteorismo, timpanite, malattia PROTEINE non derivano da alimenti ma da digestione dei batteri nell'abomaso (lisozima gastrico) proteina microbica (70-90% tot) LIPIDI e CARBOIDRATI degradati nel rumine, non disponibili per ruminante Alcune sostanze passano inalterate all'abomaso e si avrà digestione gastroenterica (escape ruminale o bypass) (10-15% tot)

18 ASSORBIMENTO Intestino tenue: monosaccaridi, amminoacidi, acidi grassi e glicerolo, minerali, vitamine, acqua Intestino crasso: acqua, minerali, vitamine, AGV Rumine: AGV, NH3 La maggior parte dei prodotti della digestione gastroenterica sono assorbiti nell'intestino tenue. Il rumine assorbe alcuni prodotti della fermentazione batterica. L'intestino crasso solo AGV e acqua e sostanze in essa disciolte (limitata attività assorbente)

19 METABOLISMO Insieme di processi che trasformano le sostanze degli alimenti in: Sostanze indispensabili Energia Costituenti dei tessuti Sostanze di scarto MOMENTI SALIENTI: Digestione e assorbimento Metabolismo intermedio (fegato) Metabolismo terminale (cellule) Anabolismo: produzione e accumulo di tessuti Catabolismo: ossidazione per ricavare energia (e successiva espulsione residui) Sedi del metabolismo Fegato: neoglucogenesi, transaminazione, sintesi urea, metab. ormoni Stomaco-intestino: digestione, trasformazione prodotti Cellule periferiche: sintesi proteica, altre sintesi, produzione energia

20 FEGATO Trasformazione sostanze in altre utili o più utili (glucosio e glicogeno, lipidi, amminoacidi N.E.) Disattivazione di sostanze attive (ormoni, farmaci) Inattivazione di sostanze tossiche o nocive (alcaloidi, ammoniaca, tossine) Produzione Bile coadiuvante digestione + allontanamento scorie Emopoiesi Controlla e agisce sul sangue di tutto l'organismo e in particolare quello in uscita dall'intestino (Vena Porta). È l'unico organo che riceve sangue arterioso e venoso (a parte il cuore) e l'unico in grado di rigenerarsi se necessario

21 CONCLUSIONI Ricordiamo che: La carne è importantissima fonte proteica per l'uomo DA SEMPRE! Poi latte, formaggi e uova I ruminanti (e poche altre specie) danno carne e latte sfruttando la cellulosa, indigeribile per l'uomo; I suini moderni danno carne ma usano alimenti come i nostri (cereali, legumi, derivati latte) Conigli sono efficientissimi nel produrre carne usando vegetali, per elevata prolificità e sistema digestivo Volatili danno carni e uova usando cereali in modo efficiente Oggi dibattito su water footprint della carne, ma siamo certi che sia negativo?

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