Indice generale 1 UOMO E NUTRIENTI... 1

Indice generale 1 UOMO E NUTRIENTI................ 1 2 LA CELLULA........................ 5 Classificazione delle cellule........... 6 L approccio citologico: la microscopia.. 6 La microscopia ottica............... 6 La microscopia elettronica........... 6 L approccio biochimico: il frazionamento cellulare............... 7 Centrifugazione................... 7 Organelli isolati.................... 7 Membrana plasmatica.............. 8 Nucleo........................... 9 Reticolo endoplasmatico........... 10 Apparato di Golgi................. 10 Vescicole secretorie................ 10 Lisosomi........................ 10 Mitocondri....................... 10 Perossisomi...................... 11 Citosol.......................... 11 La struttura delle cellule batteriche... 11 I virus............................. 12 Riassunto.......................... 12 3 LA CHIMICA DELLA VITA.......... 15 Il carbonio......................... 15 Alcune reazioni di gruppi funzionali.. 16 Gli isomeri......................... 17 L acqua............................ 18 Il ph............................... 19 Legami deboli in biologia............ 19 Caratteristiche molecolari dei viventi.. 20 Riassunto.......................... 21 4 RICHIAMI DI TERMODINAMICA.. 23 La termodinamica................... 23 Il primo principio della termodinamica 24 Il secondo principio della termodinamica...................... 25 Gli equilibri chimici................. 25 Reazioni accoppiate................. 27 I composti del fosfato ad alto contenuto energetico................ 27 Il potenziale di trasferimento del fosfato............................. 28 L idrolisi di ATP nelle condizioni cellulari............................ 28 La carica energetica.................. 28 Riassunto.......................... 29 5 LA COMPOSIZIONE DEL CORPO UMANO IN VIVO.................. 31 Metodi per lo studio della composizione corporea.............. 32 Grasso corporeo a partire dalla densità.......................... 33 [ 40 K]............................. 34 Assorbimento di raggi X a doppia energia.......................... 34 Tomografia assiale computerizzata e risonanza magnetica............... 34 Attivazione neutronica............. 34 Bioimpedenza.................... 35 Antropometria.................... 35 Misura dei compartimenti fluidi.... 36 Scelta della tecnica da utilizzare..... 37 Modelli del corpo umano............ 37

XXII Modello a vari livelli............... 38 La persona di riferimento.......... 40 Influenza dell attività fisica sulla composizione corporea.............. 42 Peso corporeo e altezza.............. 42 Riassunto.......................... 44 Bibliografia......................... 44 6 IL BISOGNO DI ENERGIA.......... 47 Energia ottenibile dai vari substrati... 48 Il consumo di energia................ 49 Consumo energetico basale e a riposo 50 Termogenesi indotta dagli alimenti.. 50 Termoregolazione................. 51 Attività fisica..................... 51 Attività fisica e stile di vita........... 56 Misura della potenza erogata....... 57 Determinazione del consumo energetico.......................... 58 Spirometria...................... 58 Metodo dell acqua doppiamente marcata.......................... 60 Il bisogno di energia................ 62 Riassunto.......................... 64 Bibliografia......................... 65 7 LA NUTRIZIONE ADEGUATA....... 67 Nutrienti essenziali................. 68 Il concetto di essenzialità condizionata..................... 70 Modificazione dei bisogni di nutrienti essenziali................ 70 Benefici per la salute non legati all essenzialità...................... 71 Effetti farmacologici dei nutrienti.... 72 La biodisponibilità.................. 72 La variabilità del bisogno: l approccio probabilistico............ 73 Concetto di bisogno............... 74 Le Tabelle di Assunzione Raccomandata di Nutrienti......... 74 Criteri di adeguatezza dell assunzione di nutrienti in rapporto allo sviluppo di una deficienza........................ 79 Valutazione dello stato di nutrizione. 79 Determinazione dei bisogni........ 81 Bisogni di gruppi................. 82 L energia......................... 82 Quando i nutrienti diventano tossici. 82 La qualità della dieta................ 83 Usi delle tabelle..................... 84 Le linee guida alimentari............. 85 Indice generale La fortificazione dei cibi............. 87 Riassunto.......................... 88 Bibliografia......................... 89 8 L INTESTINO: STRUTTURA E FUNZIONI......................... 91 Canale gastroenterico................ 91 Regolazione dell attività intestinale... 95 L enterocita........................ 95 Le secrezioni........................ 97 La flora batterica.................... 97 Attività metaboliche della flora batterica......................... 97 Interazioni tra componenti alimentari. 99 Caratteristiche di alcuni tratti del canale gastroenterico............... 100 Stomaco........................ 100 Intestino tenue................... 102 Colon........................... 103 L influenza di alimenti e nutrienti sulla funzione intestinale........... 103 Glutammina..................... 105 Glutammato..................... 105 Arginina........................ 105 Glutatione e altri antiossidanti alimentari nei disordini intestinali.. 105 Acidi grassi a corta catena......... 105 Riassunto......................... 106 9 GLICIDI: STRUTTURA............ 107 Natura chimica e classificazione..... 107 Monosaccaridi..................... 109 Oligosaccaridi..................... 112 Polisaccaridi....................... 114 Polisaccaridi di deposito.......... 114 Polisaccaridi strutturali........... 115 Glicosamminoglicani............. 115 Riassunto......................... 116 10 DIGESTIONE E ASSORBIMENTO DEI GLICIDI...................... 117 Idrolisi dell amido................. 117 Digestione degli oligosaccaridi e dei disaccaridi......................... 118 Risposta glicemica agli alimenti..... 119 Indice glicemico................. 119 Trasportatori di glucosio (GLUT).... 121 GLUT 1 (cervello - globuli rossi)... 121 GLUT 2 (fegato).................. 122 GLUT 3 (cervello)................ 122 GLUT 4 (sensibile all insulina)..... 122 GLUT 5 (trasportatore di fruttosio). 122 GLUT 6 (sequenza tipo pseudogene) 123

Indice generale GLUT 7 (trasportatore microsomiale epatico)......................... 123 Trasporto intestinale di glicidi....... 123 I cotrasportatori di Na + e glucosio (sodium-glucose transporters; SGLT).......................... 123 IL GLUT 2 apicale.................. 124 Riassunto......................... 127 Bibliografia........................ 127 11 FIBRA ALIMENTARE E ALIMENTI FUNZIONALI..................... 129 Definizione di fibra................. 130 Composizione chimica.............. 131 Cellulosa........................ 131 Chitina......................... 131 β-glucani....................... 132 Gomme......................... 132 Emicellulose..................... 132 Inulina e oligofruttosio............ 132 Lignina......................... 132 Pectine.......................... 132 Polidestrosio.................... 132 Destrine resistenti................ 133 Amido resistene................. 133 Altre sostanze associate alla fibra alimentare...................... 134 Proprietà fisiche e chimiche della fibra.............................. 134 Capacità di trattenere acqua....... 134 Viscosità........................ 134 Capacità di adsorbimento......... 134 Effetti fisiologici................... 135 Effetti della fibra sulla fisiologia gastrointestinale e sull energia..... 135 Svuotamento gastrico e senso di sazietà.......................... 135 Intestino tenue................... 135 Intestino crasso.................. 135 Usi terapeutici dei vari tipi di fibra... 136 Gli alimenti funzionali............. 138 Probiotici....................... 139 Prebiotici....................... 140 Riassunto......................... 140 Bibliografia........................ 141 12 LIPIDI: ASPETTI STRUTTURALI... 143 Acidi grassi........................ 144 Triacilgliceroli..................... 148 Fosfolipidi........................ 149 Colesterolo........................ 150 Altre sostanze presenti nei grassi alimentari......................... 151 XXIII Riassunto......................... 151 Bibliografia........................ 151 13 DIGESTIONE E ASSORBIMENTO DEI LIPIDI........................ 153 Lipasi gastrica..................... 154 Lipasi pancreatica.................. 154 Assorbimento di acidi grassi e monoacilgliceroli.................. 156 Steroidi........................... 157 Fattori che possono influenzare l efficienza dell assorbimento del colesterolo...................... 158 Inibitori del trasporto intestinale del colesterolo................... 160 Malassorbimento.................. 161 Metabolismo lipidico negli enterociti.......................... 161 Trasporto.......................... 162 Riassunto......................... 163 Bibliografia........................ 163 14 STRUTTURA DI AMMINOACIDI E PEPTIDI......................... 165 Gli amminoacidi delle proteine...... 165 Le catene laterali................. 166 Classificazione degli amminoacidi... 169 Piccoli amminoacidi neutri: glicina e alanina........................ 169 Amminoacidi a catena ramificata: valina, leucina, isoleucina......... 169 Amminoacidi aromatici: triptofano, tirosina e fenilalanina............. 170 Amminoacidi che contengono gruppi idrossilici: serina e treonina. 170 Amminoacidi solforati: cisteina e metionina....................... 170 Imminoacido: prolina............. 170 Catene laterali acide: aspartato e glutammato..................... 170 Ammidi: asparagina e glutammina. 171 Amminoacidi con catene laterali basiche: istidina, lisina e arginina... 171 Modificazioni post-traduzionali..... 171 Amminoacidi non presenti nelle proteine........................... 172 Peptidi............................ 172 Riassunto......................... 172 15 STRUTTURA DELLE PROTEINE.... 173 Struttura delle proteine............. 173 Struttura primaria................ 174 Struttura secondaria.............. 175

XXIV Struttura terziaria................ 179 Struttura quaternaria............. 179 Il ripiegamento (folding) delle proteine........................... 180 Mioglobina ed emoglobina.......... 180 Riassunto......................... 182 16 DIGESTIONE DELLE PROTEINE... 183 Enzimi digestivi................... 184 Digeribilità........................ 186 Assorbimento degli amminoacidi.... 188 Trasporto degli amminoacidi attraverso le membrane........... 188 Trasporto di di- e tripeptidi........ 189 Riassunto......................... 190 Bibliografia........................ 190 17 LE MEMBRANE BIOLOGICHE..... 191 Struttura delle membrane.......... 192 Organizzazione dei lipidi......... 192 Organizzazione delle proteine..... 193 L organizzazione strutturale delle membrane...................... 193 Passaggio di nutrienti attraverso le membrane........................ 194 I trasportatori - diffusione facilitata. 196 Trasporto attivo.................. 196 Cotrasporto........................ 198 Riassunto......................... 199 Bibliografia........................ 199 18 GLI ENZIMI....................... 201 Enzimi............................ 201 Il sito attivo........................ 202 Specificità delle reazioni enzimatiche 203 Classificazione degli enzimi....... 203 Alcuni fattori che influenzano la velocità delle reazioni catalizzate da enzimi............................ 203 Relazione tra velocità delle reazioni enzimatiche e concentrazione del substrato.......................... 204 Alcuni commenti sul modello di Michaelis e Menten............... 205 Misura dell attività enzimatica..... 206 Reazioni a più substrati........... 206 Meccanismi di catalisi.............. 207 Regolazione e controllo dell attività enzimatica......................... 208 Allosteria....................... 208 Modificazioni covalenti........... 208 Indice generale Appendice Il modello di Michaelis e Menten........................... 209 Riassunto......................... 212 19 INTRODUZIONE AL METABOLISMO................... 213 Anabolismo e catabolismo.......... 213 Scambi di materiali tra organi....... 214 Regolazione e controllo di vie metaboliche....................... 215 I tempi del metabolismo............ 216 Regolazione e controllo delle vie metaboliche: teoria classica.......... 216 Considerazioni termodinamiche... 216 Considerazioni cinetiche.......... 218 Principi di regolazione e controllo.. 219 La teoria dell analisi del controllo metabolico........................ 220 Strutture di controllo nel metabolismo.................... 221 I cicli futili........................ 221 Pool metabolici.................... 221 Depositi e riserve.................. 222 Il bilancio......................... 222 Come si studia il metabolismo....... 222 Appendice: Teoria dell analisi del controllo metabolico................ 224 Riassunto......................... 225 Bibliografia........................ 226 20 FUNZIONE GENETICA DEGLI ACIDI NUCLEICI.................. 227 Cromosomi........................ 227 Nucleosomi..................... 228 Strutture di ordine più elevato..... 229 Flusso dell informazione genetica.... 230 La struttura degli acidi nucleici...... 230 La struttura covalente............ 230 La struttura a doppia elica del DNA 231 Proprietà fisiche del DNA.......... 233 Separazione dei filamenti......... 233 La duplicazione del DNA........... 234 La replicazione semi-conservativa.. 234 Gli enzimi coinvolti nella duplicazione del DNA............ 234 Fasi della duplicazione del DNA..... 235 Trascrizione..................... 236 Terminazione................... 239 Modificazioni dello RNA nascente... 239 Modificazioni all estremità terminale 3..................... 239 Il cappuccio all estremità 5....... 239

Indice generale Lo splicing.................... 239 Riassunto......................... 240 21 SINTESI DELLE PROTEINE........ 241 Struttura del ribosoma.............. 241 Sintesi dei ribosomi................ 242 RNA messaggero (mrna) e codice genetico........................... 242 Natura del codice genetico........ 242 RNA transfer (trna)............... 243 Struttura del trna............... 244 Come il trna riconosce i codoni... 244 Attivazione degli amminoacidi...... 245 Le amminoacil-trna sintetasi..... 245 La traduzione...................... 245 Successione degli eventi nella traduzione...................... 245 Iniziazione...................... 246 Allungamento................... 247 Terminazione................... 249 Richieste energetiche per la sintesi proteica........................... 249 Sintesi proteica mitocondriale....... 249 Processi post-traduzionali nella sintesi di proteine.................. 249 Maturazione di proteine per scissione idrolitica............... 249 Altre modificazioni post traduzionali 250 Sintesi di proteine destinate alla secrezione....................... 250 Riassunto......................... 250 22 REGOLAZIONE DELL ESPRESSIONE GENICA...... 253 Topografia del gene................. 254 Regolazione dell espressione genica e differenziazione cellulare......... 256 L induzione e la soppressione dell espressione genica............. 256 Interazione tra proteine e acidi nucleici come base per una regolazione specifica del gene....... 257 Motivi strutturali di proteine leganti il DNA.......................... 257 Ruolo della conformazione del DNA nelle interazioni tra DNA e proteine 257 I principi della regolazione della trascrizione........................ 259 Regolazione dell attività degli attivatori della trascrizione.......... 261 Repressione specifica della trascrizione...................... 262 XXV Struttura della cromatina e attivazione della trascrizione...... 264 Metilazione del DNA............. 264 Regolazione post-trascrizionale dell espressione genica............. 265 Modificazioni alle estremità 5 - e 3 - del pre-mrna................ 265 Splicing alternativo............... 265 Stabilità dello mrna............. 266 La regolazione a livello di traduzione...................... 266 Riassunto......................... 266 Bibliografia........................ 266 23 MECCANISMI DELL AZIONE ORMONALE...................... 267 Il recettore per gli ormoni........... 269 Ormoni del gruppo I............... 271 Schema fondamentale della trasduzione del segnale attraverso il meccanismo dei recettori nucleari. 271 Classificazione e struttura dei recettori nucleari................. 271 Dimeri dei recettori degli ormoni steroidei........................ 272 I domini del recettore che legano l ormone........................ 272 Ormoni del gruppo II............... 272 Tipi di recettori.................. 273 Aggregazione di recettori e internalizzazione................. 274 La superfamiglia delle GTPasi (proteine G): funzioni generali e meccanismo................... 275 I secondi messaggeri............... 276 Il sistema dello AMP ciclico (camp) 278 Il sistema del fosfatidilinositolo.... 279 Il calcio......................... 281 Sistemi che agiscono tramite un attività tirosina chinasica legata al recettore...................... 283 Sistemi che attivano una tirosina chinasi separata dal recettore...... 284 Sistemi che dipendono dal GMP ciclico (cgmp) e dal monossido di azoto (NO)...................... 284 Regolazione dei trasportatori di membrana......................... 285 Riassunto......................... 286 Bibliografia........................ 286 24 NUTRIGENOMICA................ 287 Definizioni........................ 288

XXVI Scopi della nutrigenomica.......... 289 Segnali nutrizionali: dal nutriente al gene.............................. 289 Sensori per i nutrienti.............. 290 Recettori e sensori metabolici........ 291 Polimorfismo...................... 291 Gli strumenti molecolari per la ricerca in nutrizione................ 292 Nutrigenetica e diete personalizzate 293 Biologia dei sistemi nutrizionali.... 293 Riassunto......................... 293 Bibliografia........................ 293 25 IL METABOLISMO TERMINALE... 295 L acetil-coa....................... 295 Il ciclo citrico...................... 295 Regolazione del ciclo citrico......... 300 Decarbossilazione ossidativa del piruvato........................... 301 Regolazione della decarbossilazione ossidativa del piruvato........................ 303 Riassunto......................... 303 Bibliografia........................ 304 26 LA CATENA RESPIRATORIA E LA FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA... 305 Reazioni di ossidoriduzione......... 305 Catena respiratoria................. 306 La fosforilazione ossidativa......... 309 Accoppiamento.................... 310 Trasporto di metaboliti attraverso la membrana mitocondriale........... 310 Regolazione del metabolismo energetico......................... 312 Regolazione in vitro.............. 312 Regolazione nell animale in toto... 314 Importanza nutrizionale della regolazione negli organismi superiori........................ 314 Accoppiamento ossidazione/ fosforilazione...................... 315 Riassunto......................... 315 Bibliografia........................ 315 27 METABOLISMO DEL GLUCOSIO: GLICOLISI, NEOGLUCOGENESI E VIA OSSIDATIVA DIRETTA...... 317 Glucosio libero.................... 317 La fosforilazione del glucosio....... 317 Indice generale Glicolisi........................... 320 Le tappe della glicolisi.............. 321 Neoglucogenesi.................... 324 Regolazione della glicolisi e della neoglucogenesi.................... 326 Regolazione allosterica............ 326 Regolazione tramite espressione genica.......................... 328 La via dei pentosi fosfati............ 328 Fase ossidativa................... 328 Fase non ossidativa............... 329 Significato metabolico della via ossidativa diretta................. 330 Riassunto......................... 331 28 IL METABOLISMO DEL GLICOGENO..................... 333 Metabolismo del glicogeno.......... 333 Biosintesi del glicogeno........... 334 Demolizione del glicogeno........ 336 Regolazione della glicogenolisi e della glicogenosintesi............... 336 Ipoglicemia e iperglicemia.......... 339 Riassunto......................... 339 29 METABOLISMO DI ZUCCHERI DIVERSI DAL GLUCOSIO......... 341 Il fruttosio........................ 341 Metabolismo del sorbitolo.......... 343 Utilizzazione del galattosio.......... 344 Conversione galattosio/glucosio.... 345 Vie alternative................... 346 Amminozuccheri................... 346 Riassunto......................... 346 Bibliografia........................ 346 30 CONSIDERAZIONI NUTRIZIONALI SUL METABOLISMO DEI GLICIDI...... 347 Pool di glucosio.................... 347 Concentrazione ematica di glucosio.. 348 Ormoni del metabolismo glicidico.. 348 Ruolo del fegato nell omeostasi glicidica........................... 349 Glicogenolisi.................... 349 Neoglucogenesi.................. 349 Produzione di glucosio durante il digiuno......................... 350 Esercizio........................ 351 Importanza alimentare.............. 351 Il bisogno di glicidi................ 351

Indice generale Riassunto......................... 352 Bibliografia........................ 352 31 IL CABATOLISMO DEGLI ACIDI GRASSI........................... 353 Ingresso di acidi grassi a lunga catena nelle cellule: trasporto e diffusione......................... 354 Determinanti del trasporto degli acidi grassi...................... 354 Formazione degli acil-coa.......... 356 Il sistema della carnitina............ 357 La β-ossidazione................... 358 La β-ossidazione nei mitocondri... 359 La β-ossidazione nei perossisomi... 360 Vie minori per l ossidazione di acidi grassi............................. 361 α-ossidazione.................... 361 ω-ossidazione................... 361 Regolazione della β-ossidazione..... 362 Ossidazione degli acidi grassi insaturi 364 Ossidazione di acidi grassi con un numero dispari di atomi di carbonio. 365 Riassunto......................... 366 Bibliografia........................ 366 32 CORPI CHETONICI............... 369 Formazione dei corpi chetonici...... 369 Regolazione della chetogenesi....... 370 Funzione dei corpi chetonici........ 371 Vie di utilizzazione dei corpi chetonici.......................... 372 Chetosi........................... 372 Riassunto......................... 373 Bibliografia........................ 373 33 BIOSINTESI DEGLI ACIDI GRASSI 375 Formazione del malonil-coa........ 375 Acido grasso sintasi................ 377 Allungamento degli acidi grassi..... 379 Origine degli equivalenti riducenti e dell acetato per la biosintesi degli acidi grassi........................ 380 Controllo della biosintesi degli acidi grassi............................. 381 Regolazione dell acetil-coa carbossilasi...................... 382 Regolazione dell acido grasso sintasi 384 Lipogenesi e carboidrati............ 384 Regolazione ormonale.............. 385 Riassunto......................... 385 Bibliografia........................ 386 XXVII 34 METABOLISMO DEI TRIACILGLICEROLI E DEI FOSFOLIPIDI..................... 387 Enzimi della biosintesi di triacilgliceroli e fosfolipidi.......... 387 Glicerolo 3-fosfato aciltrasferasi.... 387 Lisofosfatidato aciltrasferasi....... 388 Fosfatidato fosfoidrolasi.......... 389 Diidrossiacetone fosfato aciltrasferasi..................... 389 Monoacilglicerolo aciltrasferasi.... 389 Diacilglicerolo aciltrasferasi....... 389 Vie alternative per la biosintesi dei triacilgliceroli.................... 389 Catabolismo degli acilgliceroli...... 389 Metabolismo dei triacilgliceroli nel tessuto adiposo................. 391 Lipasi ormono-sensibile........... 391 Regolazione a breve termine della lipolisi......................... 391 Controllo nutrizionale del metabolismo dei glicerolipidi....... 393 Insulina, glucagone, ormoni tiroidei 393 SREBP (steroid regulatory element binding protein)................. 393 Leptina......................... 394 Ruolo della PPARγ negli adipociti e nella sensibilità al glucosio....... 395 Il tessuto adiposo integra l omeostasi energetica e il controllo metabolico...................... 395 Regolazione coordinata nella membrana mitocondriale esterna.... 395 Regolazione a livello delle ramificazioni metaboliche........... 396 Pool e canalizzazioni metaboliche di lipidi........................... 396 Metabolismo di alcuni fosfolipidi.... 397 Riassunto......................... 399 Bibliografia........................ 399 35 BIOSINTESI E DEGRADAZIONE DEL COLESTEROLO............... 401 Assorbimento del colesterolo........ 401 Contenuto corporeo................ 402 Generalità sul metabolismo del colesterolo......................... 402 Biosintesi del colesterolo............ 403 Catabolismo del colesterolo e formazione degli acidi biliari........ 403 Formazione delle HDL e trasporto inverso del colesterolo... 409

XXVIII Recettori nucleari e metabolismo delle HDL....................... 409 Altri effetti dei recettori nucleari sul trasporto inverso di colesterolo.... 410 PXR/SXR e il metabolismo di endoe xenobiotici....................... 410 Colesterolo alimentare e colesterolo plasmatico......................... 411 Effetti degli acidi grassi sul colesterolo plasmatico.............. 411 Riassunto......................... 413 Bibliografia........................ 413 36 ACIDI GRASSI INSATURI......... 415 Le desaturasi...................... 415 Funzioni delle desaturasi........... 417 Stearoil-CoA desaturasi........... 417 Funzioni della Δ 5 e della Δ 6 desaturasi....................... 418 Alcune funzioni dei PUFA......... 419 Via della desaturasi e implicazioni sui bisogni alimentari di PUFA...... 419 Regolazione delle desaturasi tramite lipidi alimentari................... 419 Eicosanoidi........................ 420 Sintesi degli eicosanoidi........... 421 Eicosanoidi, funzione endoteliale, trombosi infiammazione e aterosclerosi..................... 421 Riassunto......................... 424 Bibliografia........................ 424 37 REGOLAZIONE DI GENI DEL METABOLISMO LIPIDICO......... 427 Recettori nucleari metabolici: distribuzione tra tessuti............ 428 PPAR (Recettore attivato del proliferatore dei perossisomi)...... 428 LXR (recettore epatico X).......... 429 FXR (recettore per i farnesoidi)..... 429 PXR (recettore X per il pregnano)... 429 LRH-1 (omologo 1 del recettore epatico)......................... 429 SHP (partner eterodimerico piccolo) 430 C/EBP.......................... 430 Regolazione del metabolismo lipidico tramite l espressione genica.. 430 PPAR.......................... 432 PPARα......................... 433 PPARγ......................... 433 SREBP.......................... 433 ChREBP........................ 435 Recettori epatici X (Liver X Indice generale Receptors; LXR).................. 435 Fattore nucleare 4α degli epatociti (hepatocyte nuclear factor 4α; HNF-4α)........................ 436 Inibitore-κB/Fattore nucleare-κb... 436 Riassunto......................... 436 Bibliografia........................ 436 38 LE LIPOPROTEINE................ 439 Composizione e classificazione...... 439 Le apolipoproteine................. 441 Il metabolismo delle lipoproteine.... 443 Chilomicroni.................... 443 VLDL (very low density lipoproteins).................... 445 LDL (low density lipoproteins).... 445 HDL (High density lipoproteins)... 447 Prodotti catabolici delle lipoproteine. 449 Il colesterolo LDL.................. 449 Regolazione alimentare delle lipoproteine plasmatiche............ 451 Colesterolo alimentare............ 451 Bilancio energetico............... 451 Iperlipidemie...................... 452 Riassunto......................... 453 Bibliografia........................ 453 39 ETANOLO........................ 455 Bevande alcoliche................. 456 Il paradosso francese............. 457 Assorbimento..................... 459 Metabolismo e valore nutrizionale dell etanolo....................... 459 Velocità del metabolismo dell etanolo..................... 460 La via dell alcol deidrogenasi (ADH) e i disordini metabolici associati a questo sistema..................... 461 Isoenzimi dell alcol deidrogenasi (ADH).......................... 461 ADH extraepatica................ 462 Ruolo patogenetico del polimorfismo dell ADH........... 462 Sistema microsomiale per l ossidazione dell etanolo........... 462 Metabolismo dell etanolo e suoi effetti biochimici................... 463 Acetaldeide..................... 464 Acetato......................... 464 Etanolo ed espressione genica....... 464 Proteine leganti l elemento di regolazione steroideo (SREBP)..... 464

Indice generale Recettore α attivato dal proliferatore dei perossisomi (PPARα)........................ 465 Infiammazione Malattia epatica alcolica............................ 465 Relazione tra steatosi e infiammazione................... 465 La malattia epatica alcolica........ 465 Effetti sistemici dell alcol........... 467 Effetti sul tratto gastroenterico..... 467 Sistema cardiovascolare........... 467 Pancreas........................ 467 Altri organi e sistemi............. 468 Alcol e cancro................... 468 Sindrome alcolica fetale.......... 468 Effetti farmacologici dell alcol....... 469 Effetti metabolici dell alcol......... 470 Effetti sul metabolismo dei carboidrati...................... 470 Effetto sul metabolismo dell urato. 471 Effetto sul metabolismo dei lipidi.. 471 Stato nutrizionale degli alcolisti..... 471 Osservazioni generali............. 471 Vitamina A...................... 472 Amminoacidi e proteine.......... 473 Tiamina......................... 473 Vitamina B 6..................... 473 Vitamina C...................... 473 Folato e S-adenosilmetionina...... 473 Altre vitamine e minerali.......... 474 Terapia nutrizionale dell alcolismo... 474 Identificazione degli alcolisti....... 475 Riassunto......................... 475 Bibliografia........................ 475 40 CONSIDERAZIONI NUTRIZIONALI SUI GRASSI ALIMENTARI......... 479 Grassi alimentari................... 480 Assunzione inadeguata di grassi..... 481 Acidi grassi polinsaturi........... 482 Effetti degli eccessi di consumo...... 482 Considerazioni nutrizionali......... 482 Acidi grassi essenziali............ 483 Colesterolo...................... 484 Salute cardiovascolare e relazione con acidi grassi ω3 e ω6............. 484 Acido linoleico................... 484 Acido α-linolenico............... 485 Acidi eicosapentaenoico (EPA) e docosaesaenoico (DHA)........... 485 Acidi grassi essenziali e sviluppo.... 486 Tossicità di alcuni lipidi alimentari.. 487 Perossidazioni lipidiche........... 487 XXIX Riassunto......................... 488 Bibliografia........................ 488 41 AMMINOACIDI; IL DESTINO DELL AZOTO AMMINICO....................... 491 Caratteristiche generali del metabolismo dell azoto di proteine e amminoacidi..................... 491 Degradazione specifica delle proteine nella via ubiquitinaproteasomi...................... 492 Rimozione del gruppo amminico.... 493 Reazioni di transamminazione...... 493 Ruolo catabolico delle transamminasi.................. 494 Ruolo anabolico delle transamminasi.................. 494 Reazioni di deamminazione......... 495 Deamminazioni ossidative........ 495 Ammoniaca....................... 496 Glutammato deidrogenasi......... 496 Glutammina sintetasi............. 496 Sintesi del carbammilfosfato....... 496 Il ciclo dell urea.................... 497 Connessioni tra ciclo dell urea e ciclo citrico...................... 499 Regolazione del ciclo dell urea..... 499 Compartimentazione del ciclo dell urea........................ 500 Riassunto......................... 500 Bibliografia........................ 501 42 METABOLISMO DEI SINGOLI AMMINOACIDI................... 503 Amminoacidi che formano piruvato........................... 504 Glicina.......................... 504 Serina.......................... 505 Alanina........................ 505 Cisteina......................... 505 Treonina........................ 505 Idrossiprolina................... 506 Amminoacidi che formano acetil-coa 506 Fenilalanina e tirosina............ 506 Triptofano...................... 507 Lisina.......................... 508 Amminoacidi che formano chetoglutarato..................... 509 Glutammato..................... 509 Prolina......................... 509 Arginina........................ 510 Istidina......................... 510

XXX Amminoacidi che formano succinil-coa....................... 510 Metionina....................... 510 Degradazione degli amminoacidi a catena ramificata................... 511 Il frammento monocarbonioso....... 512 Biosintesi degli amminoacidi........ 514 Amminoacidi non essenziali....... 514 Amminoacidi essenziali........... 514 Derivati del metabolismo degli amminoacidi...................... 515 Riassunto......................... 515 43 METIONINA E CISTEINA: METABOLISMO DEGLI AMMINOACIDI SOLFORATI...... 517 Assorbimento degli amminoacidi solforati........................... 517 Metionina......................... 519 Rimetilazione dell omocisteina..... 519 Transulfurazione dell omocisteina.. 519 Decarbossilazione della S-adenosilmetionina.............. 520 Regolazione della rimetilazione e della transulfurazione............ 520 Cisteina........................... 522 Glutatione...................... 524 Cisteinsulfinato................. 524 Zolfo inorganico................. 524 Taurina........................... 525 Biosintesi della taurina............ 526 Taurina alimentare............... 526 Deficienza di taurina............. 526 Stress ossidativo................... 527 Tossicità.......................... 528 Riassunto......................... 528 Bibliografia........................ 528 44 GLUTAMMINA................... 529 Digestione, assorbimento, biodisponibilità ed escrezione....... 529 La glutammina trasportatore di azoto. 530 La glutammina come intermedio del metabolismo....................... 531 Cause ed effetti della deficienza di glutammina....................... 531 Riassunto......................... 532 45 ARGININA E NO.................. 533 Metabolismo dell arginina.......... 534 La via dell ossido nitrico............ 534 Ruoli biologici dello NO............ 535 Indice generale Stabilità e reattività dello NO...... 537 Reazioni di S-nitrosilazione........ 537 Il paradosso dell arginina........... 537 Arginine metilate.................. 537 Riassunto......................... 537 Bibliografia........................ 538 46 CONSIDERAZIONI NUTRIZIONALI SUGLI AMMINOACIDI............ 539 Metabolismo degli amminoacidi liberi 540 Amminoacidi essenziali............ 540 Turnover delle proteine............. 542 Regolazione del turnover proteico.. 542 Amminoacidi e turnover proteico.. 543 Misura del turnover proteico........ 544 Metodo fattoriale................. 544 Differenze arterovenose........... 545 Il metodo del prodotto terminale... 545 Bisogno di proteine................ 546 Terminologia.................... 546 Esigenze metaboliche di amminoacidi.................... 546 Valutazione del bisogno........... 548 RDA per le proteine.............. 549 Bisogno di amminoacidi essenziali... 550 Metodo dell ossidazione diretta.... 550 Metodo dell ossidazione di un amminoacido indicatore.......... 550 Metodo del bilancio del tracciante per 24 ore....................... 551 Casi particolari.................. 551 Valore nutrizionale delle proteine: la qualità proteica.................. 552 Effetti clinici della malnutrizione proteica........................... 555 Effetti avversi degli amminoacidi e delle proteine...................... 555 Effetti avversi di singoli amminoacidi.................... 556 Alcune caratteristiche del metabolismo degli amminoacidi..... 556 Il fegato nel metabolismo degli amminoacidi.................... 556 Interazioni tra organi nel metabolismo degli amminoacidi... 557 Metabolismo degli amminoacidi durante l assorbimento intestinale.. 557 Periodo postassorbitivo........... 559 Incorporazione di amminoacidi in altri composti...................... 561 Riassunto......................... 562 Bibliografia........................ 562

Indice generale 47 PURINE E PIRIMIDINE............ 565 Biosintesi delle purine.............. 566 Sintesi de novo.................. 566 Interconversioni di nucleotidi...... 567 Vie di recupero.................. 568 Catabolismo delle purine e formazione di urato.............. 569 Iperuricemia e gotta................ 572 Biosintesi dei desossiribonucleotidi.. 573 Biosintesi delle pirimidine......... 573 Catabolismo delle pirimidine....... 574 Riassunto......................... 575 48 INTEGRAZIONE METABOLICA DI GLICIDI, LIPIDI E PROTIDI..... 577 Schemi metabolici generali.......... 577 Il metabolismo in diversi organi..... 578 Fegato.......................... 578 Muscolo........................ 579 Tessuto adiposo.................. 580 Sistema nervoso................. 580 Regolazione ormonale del metabolismo....................... 581 Ormoni pancreatici............... 581 Catecolammine.................. 587 Ormoni tiroidei.................. 587 Glicocorticoidi................... 588 Somatotropo.................... 589 Eicosanoidi e citochine............ 589 Ormoni intestinali................ 590 Ormoni cardiovascolari........... 591 Ormoni sessuali.................. 591 Nutrienti ed espressione genica...... 592 Riassunto......................... 593 Bibliografia........................ 594 49 INTRODUZIONE ALLE VITAMINE........................ 597 Definizioni e nomenclatura......... 599 Metodi di analisi e di dosaggio delle vitamine.......................... 601 Biodisponibilità................... 602 Bisogno di vitamine................ 603 Assunzioni di riferimento per le vitamine.......................... 604 Sorgenti alimentari di vitamine...... 604 Le vitamine come coenzimi.......... 606 Stato di nutrizione vitaminico nell uomo......................... 606 Tossicità delle vitamine............. 608 Riassunto......................... 609 Bibliografia........................ 610 XXXI 50 VITAMINA C (ASCORBATO E DEIDROASCORBATO)............... 611 Struttura.......................... 611 Biosintesi......................... 613 Azioni riducenti dell ascorbato...... 613 Ruoli proossidanti e antiossidanti dell ascorbato.................... 615 Cofattore per enzimi................ 615 Reazioni di idrossilazione cui partecipa il ferro................. 615 Reazioni di idrossilazione cui partecipa il rame................. 617 Metabolismo del ferro.............. 620 Eliminazione dei radicali liberi e interazione con la vit E.............. 620 Interrelazioni tra ascorbato e NO... 621 Interazione con i metalli pesanti.... 621 Altri effetti possibili o ipotizzati della vitamina C........................ 621 Inibizione della formazione di nitrosammine.................... 621 Funzioni immunologiche.......... 622 Profilassi e cura del raffreddore.... 622 Presenza nei cibi................... 622 Assorbimento e distribuzione....... 622 Contenuto corporeo ed escrezione... 623 Fattori che influenzano il metabolismo della vitamina C....... 624 Deficienza di vitamina C............ 624 Deficienza marginale............. 624 Scorbuto........................ 624 Valutazione dello stato di nutrizione. 626 Escrezione urinaria............... 626 Livelli plasmatici e leucocitari..... 626 Marker del danno ossidativo del DNA........................... 626 Considerazioni per stabilire il livello raccomandato di assunzione......... 626 Considerazioni particolari......... 628 Controindicazioni e tossicità........ 628 Interazioni con altri nutrienti........ 628 Riassunto......................... 629 Bibliografia........................ 629 51 BIOTINA (VIT H).................. 631 Struttura chimica................... 632 Digestione e trasporto............ 632 Aspetti biologici e metabolici........ 633 Funzioni........................ 634 Acetil-CoA carbossilasi........... 635 Piruvato carbossilasi.............. 636 Propionil-CoA carbossilasi........ 637 Metilcrotonil-CoA carbossilasi..... 637

XXXII Altre azioni..................... 637 Deficienza........................ 637 Deficienze di enzimi che metabolizzano la biotina.......... 637 Deficienza in specie diverse dall uomo....................... 637 Valutazione dello stato nutrizionale.. 638 Bisogni........................... 638 Situazioni in cui si può presentare una deficienza di biotina............ 638 Deficienza di biotina............... 639 Riassunto......................... 639 Bibliografia........................ 639 52 NIACINA......................... 641 Assorbimento ed escrezione......... 642 Metabolismo...................... 643 Sintesi netta a partire dal triptofano 643 Vie di recupero.................. 645 Ossidoriduzioni................. 645 Enzimi che consumano il NAD.... 646 Reazioni cataboliche a carico di nicotinato e nicotinammide con formazioni di prodotti di rifiuto.... 650 Pellagra........................... 651 Deficienza di altri nutrienti nell etiologia della pellagra........ 653 Effetti pellagrogeni dell eccesso di leucina......................... 653 Pellagra iatrogena................ 653 Errori del metabolismo........... 653 Usi non nutrizionali della niacina.... 653 Stato nutrizionale.................. 654 Bisogni di niacina.................. 654 Riassunto......................... 654 Bibliografia........................ 655 53 TIAMINA......................... 657 Caratteristiche della tiamina......... 657 Tiamina alimentare................. 659 Assorbimento................... 659 Tiaminasi....................... 660 Metabolismo...................... 660 Ruoli metabolici della tiamina....... 661 Deficienza di tiamina............... 663 Beri-beri........................ 663 Alcolismo....................... 664 Senilità......................... 664 Valutazione dello stato di nutrizione. 664 Bisogni........................... 666 Riassunto......................... 666 Bibliografia........................ 666 Indice generale 54 PANTOTENATO................... 669 Assorbimento ed escrezione......... 669 Metabolismo e ruoli metabolici...... 671 Deficienza......................... 671 Usi farmacologici.................. 672 Tossicità........................... 672 Riassunto......................... 672 Bibliografia........................ 672 55 RIBOFLAVINA.................... 673 Digestione e assorbimento.......... 674 Metabolismo...................... 677 Ruoli biochimici della riboflavina.... 678 I coenzimi flavinici: FAD e FMN... 679 Deficienza......................... 682 Bisogni........................... 684 Stato nutrizionale.................. 684 Usi farmacologici.................. 684 Tossicità........................... 685 Riassunto......................... 685 Bibliografia........................ 685 56 VITAMINA B 6..................... 687 Assorbimento e biodisponibilità..... 688 Sorgenti alimentari............... 688 Assorbimento................... 688 Biodisponibilità.................. 689 Metabolismo della vit B 6............ 689 Vit B 6 nel muscolo................ 689 Modalità di azione................. 690 Ruoli metabolici fondamentali del piridossal fosfato.................. 692 α-decarbossilazione.............. 693 Racemizzazione.................. 693 Transamminazione............... 694 Reazioni di eliminazione.......... 694 Frammenti monocarboniosi....... 694 Lipidi.......................... 695 Glicogenolisi e gluconeogenesi..... 695 Biosintesi dell eme............... 695 Funzione immune................ 695 Interazioni con altri nutrienti e con farmaci......................... 695 Piridossale fosfato, ormoni steroidei ed espressione genica..... 695 Valutazione dello stato di nutrizione. 695 Bisogni........................... 696 Deficienza di vit B 6................. 697 Tossicità........................... 697 Usi farmacologici.................. 698 Riassunto......................... 698 Bibliografia........................ 698

Indice generale 57 FOLATO.......................... 701 Chimica e struttura................. 701 Assorbimento e distribuzione....... 702 Metabolismo...................... 705 Coenzimi folici.................... 706 Caricamento del tetraidrofolato con il frammento monocarbonioso. 706 Interconversioni dei coenzimi folici. 708 Gestione dell eccesso di frammenti monocarboniosi.................. 709 N 5 -metiltetraidrofolato............ 710 N 5,N 10 -Metilentetraidrofolato...... 710 Altri coenzimi del folato.......... 710 Utilizzazione del frammento monocarbonioso................... 710 Timidilato sintasi e diidrofolato riduttasi........................ 711 Sintesi dell anello purinico........ 711 Ruolo del folato nel metabolismo della metionina.................. 711 Considerazioni generali sul metabolismo dei frammenti monocarboniosi.................... 712 Sindromi da deficienza............. 712 Cause di deficienza............... 714 Stato di nutrizione................. 716 Bisogni........................... 716 Usi terapeutici e tossicità............ 717 Riassunto......................... 718 Bibliografia........................ 718 58 VITAMINA B 12.................... 719 Chimica e biochimica............... 719 Assorbimento...................... 721 Trasporto ed escrezione............. 721 Metabolismo e ruoli biochimici...... 722 Bisogni........................... 724 Stato nutrizionale della vit B 12....... 724 Test di Schilling per misurare l assorbimento di vit B 12........... 725 Deficienza......................... 725 Deficienza primaria.............. 726 Deficienze secondarie............. 726 Deficienza di cobalammina e di folato........................... 727 Anemia megaloblastica........... 727 Anemia perniciosa............... 728 Riassunto......................... 728 Bibliografia........................ 728 59 COLINA.......................... 729 Assorbimento intestinale e metabolismo....................... 729 XXXIII Biosintesi della fosfatidilcolina...... 730 Conseguenze della deficienza colinica........................... 731 Effetti tossici....................... 732 Assunzione consigliata............. 732 Riassunto......................... 732 Bibliografia........................ 732 60 VITAMINA A..................... 733 Chimica........................... 734 Unità........................... 736 Digestione e assorbimento.......... 736 Digestione...................... 736 Assorbimento................... 737 Riesterificazione................. 737 Diossigenasi..................... 737 Gestione delle sostanze ad attività vitaminica A nell intestino......... 738 Proteine leganti e recettori per i retinoidi.......................... 738 Proteine leganti il retinolo......... 739 Metabolismo...................... 742 Funzioni.......................... 744 Visione......................... 745 Differenziazione cellulare......... 746 Morfogenesi..................... 746 Risposta immune................ 746 Azioni non genomiche dell ac retinoico........................ 747 Altri processi.................... 747 Mancanza di vitamina.............. 747 Eccesso di vitamina................. 748 Intossicazione acuta.............. 748 Intossicazione cronica............ 748 Effetti teratogenici................ 749 Lattanti e bambini................ 749 Impieghi farmacologici............. 749 Considerazioni alimentari........... 749 Considerazioni speciali........... 750 Stato di nutrizione................. 750 Riassunto......................... 751 Bibliografia........................ 751 61 VITAMINA D..................... 753 Biosintesi nell organismo........... 755 Effetto dell invecchiamento........ 756 Creme solari protettive............ 756 Assorbimento e metabolismo........ 756 Assorbimento................... 756 Produzione del 25-OH derivato.... 757 Produzione dello 1,25-diidrossiderivato (calcitriolo).. 758

XXXIV Metabolismo alternativo del 25(OH)D........................ 758 Regolazione del metabolismo della vitamina D................. 758 Ruoli biologici..................... 759 Apoptosi, proliferazione e differenziazione cellulare......... 760 Deficienza di vit D: rachitismo e osteomalacia....................... 760 Osteoporosi....................... 760 Stato di nutrizione................. 761 Raccomandazioni.................. 761 Tossicità.......................... 761 Riassunto......................... 762 Bibliografia........................ 762 62 VITAMINA E...................... 763 Nomenclatura e terminologia........ 763 Assorbimento e distribuzione....... 765 Proteine leganti il tocoferolo....... 767 Distribuzione nei tessuti.......... 767 Attività biologica................... 768 Prodotti di escrezione............. 769 Valutazione dello stato di nutrizione. 769 Interazioni con altri nutrienti........ 769 Assunzione raccomandata, usi e tossicità........................... 769 Deficienza........................ 770 Riassunto......................... 770 Bibliografia........................ 771 63 VITAMINA K..................... 773 Chimica e struttura................. 773 Assorbimento, distribuzione e metabolismo....................... 774 Reazioni cui prende parte la vitamina K........................ 775 Glutammil carbossilasi............ 775 Il ciclo della vitamina K........... 776 Funzioni fisiologiche............... 777 Coagulazione del sangue.......... 777 Osso............................ 778 Rene........................... 778 Segnalazione cellulare............ 778 Deficienza di vitamina K............ 778 Emorragia da deficienza di vit K nel lattante...................... 779 Relazione tra la vit K e l osteoporosi 779 Valutazione dello stato di nutrizione......................... 780 Bisogni e livelli di assunzione raccomandati...................... 780 Usi farmacologici della vit K........ 780 Indice generale Riassunto......................... 781 Bibliografia........................ 781 64 COMPOSTI MARGINALI E FITONUTRIENTI.................. 783 Inositolo.......................... 784 Carnitina.......................... 785 Taurina........................... 786 Creatina........................... 786 Fitochimici........................ 788 Carotenoidi..................... 789 Composti allil solforici............ 790 Glucosinolati.................... 790 Fitoestrogeni.................... 790 Flavonoidi...................... 790 Pirrolo chinolin chinone (PQQ).... 793 Riassunto......................... 794 Bibliografia........................ 794 65 METABOLISMO IDRICO-SALINO.. 797 Acqua............................. 797 Compartimenti idrici............. 798 Osmolalità...................... 799 Bilancio idrico................... 800 Sete............................ 802 Disidratazione................... 803 Sodio............................. 804 Funzioni del sodio............... 804 Contenuto e distribuzione......... 805 Bisogni di sodio.................. 807 Tossicità del sodio................ 807 Alterazioni della concentrazione ematica di sodio................. 809 Situazioni particolari............. 809 Potassio........................... 810 Assunzione e perdite............. 810 Funzioni biologiche.............. 811 Assunzione raccomandata........ 811 Tossicità del potassio............. 812 Stato di nutrizione............... 812 Cloruro........................... 812 Equilibrio acido-base............... 812 Il ph........................... 813 Elettroliti........................ 813 Acidosi e alcalosi................. 816 Regolazione renale del ph........ 819 Riassunto......................... 820 Bibliografia........................ 821 66 CALCIO.......................... 823 Turnover.......................... 823 Assorbimento...................... 825

Indice generale Assorbimento netto e assorbimento vero............................ 826 Depositi e riserve.................. 828 Escrezione......................... 828 Funzioni.......................... 829 Controllo dei livelli plasmatici...... 829 Sistemi ormonali................. 829 Valutazione dello stato di nutrizione. 831 Bisogni........................... 831 Variazioni dei bisogni di calcio durante la vita................... 831 Effetti della carenza................. 832 Osteoporosi..................... 832 Tossicità........................... 834 Relazione con altre sostanze......... 834 Riassunto......................... 834 Bibliografia........................ 835 67 MAGNESIO....................... 837 Funzioni.......................... 837 Omeostasi intracellulare............ 838 Turnover.......................... 838 Assorbimento................... 838 Eliminazione urinaria............. 839 Stato di nutrizione................. 840 Assunzione raccomandata........ 840 Deficienza......................... 840 Tossicità........................... 841 Riassunto......................... 842 Bibliografia........................ 842 68 FOSFORO......................... 843 Funzioni.......................... 844 Digestione e assorbimento.......... 845 Escrezione......................... 846 Omeostasi......................... 846 Controllo del fosfato nel plasma.... 848 Stato di nutrizione................. 849 Tossicità........................... 849 Casi particolari..................... 850 Riassunto......................... 850 Bibliografia........................ 851 69 FERRO............................ 863 Caratteristiche chimiche importanti in biologia........................ 853 Funzioni.......................... 854 Assorbimento...................... 855 Trasporto.......................... 856 Biologia cellulare.................. 858 Regolazione degli scambi di ferro tra cellule e ambiente extracellulare. 858 XXXV Regolazione dell omeostasi intracellulare del ferro............ 859 Metabolismo mitocondriale....... 861 Metabolismo in cellule specializzate. 861 Enterociti....................... 861 Deposito e riciclo del ferro........ 862 Eritroblasti...................... 862 Macrofagi....................... 864 Turnover.......................... 865 Ferro di deposito................... 867 Stato di nutrizione................. 867 Perdite e valutazione dei bisogni.... 868 Carenza........................... 869 Sintomatologia della carenza marziale........................ 870 Deficienza di ferro e immunità..... 871 Fortificazione................... 871 Sovraccarico....................... 871 Riassunto......................... 872 Bibliografia........................ 873 70 RAME............................ 875 Funzioni.......................... 875 Enzimi e proteine................ 875 Altre funzioni................... 877 Assorbimento e distribuzione....... 877 Valutazione dello stato di nutrizione. 879 Valutazione dei bisogni e dei livelli d assunzione raccomandati.... 879 Interazioni con altri nutrienti........ 879 Sindromi da deficienza nell uomo... 879 Tossicità........................... 880 Riassunto......................... 881 Bibliografia........................ 881 71 ZINCO............................ 883 Assorbimento...................... 883 Funzioni biochimiche e fisiologiche.. 886 Regolazione dell omeostasi......... 887 Metabolismo intracellulare.......... 888 Valutazione dello stato di nutrizione. 888 Assunzione raccomandata........... 889 Deficienza......................... 889 Tossicità........................... 890 Riassunto......................... 891 Bibliografia........................ 891 72 MANGANESE..................... 893 Assorbimento...................... 893 Concentrazione nei tessuti.......... 894 Ruolo biologico.................... 894 Deficienza......................... 894 Tossicità........................... 894

XXXVI Assunzione raccomandata........... 895 Riassunto......................... 895 Bibliografia........................ 895 73 CROMO.......................... 897 Assorbimento e trasporto........... 897 Funzioni biologiche................ 898 Effetti della deficienza.............. 898 Bisogni........................... 898 Riassunto......................... 899 Bibliografia........................ 899 74 FLUORO.......................... 901 Assorbimento, metabolismo ed escrezione......................... 901 Azione cariostatica................. 902 Effetti dell assunzione inadeguata.... 902 Assunzione raccomandata........... 902 Riassunto......................... 902 Bibliografia........................ 903 75 SELENIO......................... 905 Considerazioni alimentari........... 905 Considerazioni biochimiche......... 907 Selenoproteine................... 907 Attività biologica................... 909 Metabolismo...................... 909 Deficienza......................... 909 Stato di nutrizione................. 910 Tossicità........................... 911 Riassunto......................... 911 Bibliografia........................ 911 76 IODIO............................ 913 Metabolismo...................... 913 Deficienza......................... 916 Feto............................ 917 Il neonato....................... 917 Il bambino...................... 917 Gozzigeni....................... 917 Bisogni........................... 917 Stato di nutrizione................. 917 Supplementazione................. 917 Riassunto......................... 918 Bibliografia........................ 918 77 ELEMENTI IN ULTRATRACCIA.... 919 Assorbimento, trasporto e deposito.. 921 Alluminio......................... 923 Arsenico.......................... 924 Boro.............................. 924 Bromo............................ 925 Cadmio........................... 925 Indice generale Germanio......................... 925 Litio.............................. 926 Molibdeno........................ 926 Il molibdeno nel corpo umano..... 926 Nichel............................ 927 Piombo........................... 928 Rubidio........................... 928 Silicio............................. 928 Stagno............................ 928 Vanadio........................... 929 Riassunto......................... 929 Bibliografia........................ 930 78 GRAVIDANZA: LA NUTRIZIONE MATERNO-FETALE................ 931 Energia........................... 932 Proteine........................... 934 Vitamine.......................... 935 Vitamine liposolubili............. 935 Vitamine idrosolubili............. 936 Minerali.......................... 936 Alcune situazioni particolari........ 937 Conclusioni circa la nutrizione materna........................... 938 La nutrizione dal punto di vista fetale............................. 938 Attività metabolica della placenta.. 938 Ruolo del feto................... 939 Trasporto transplacentare di nutrienti........................ 940 Problemi particolari e stile di vita.... 942 Alcol........................... 942 Riassunto......................... 943 Bibliografia........................ 943 79 ALLATTAMENTO................. 945 Il latte umano...................... 945 Composizione del latte............ 947 Variazioni della composizione del latte............................ 947 Necessità nutrizionali della nutrice.. 948 Energia........................... 950 Proteine........................... 951 Vitamine e minerali................ 951 Malnutrizione e allattamento........ 953 Riassunto......................... 953 Bibliografia........................ 953 80 ACCRESCIMENTO: DAL NEONATO ALL ADULTO.......... 955 Il neonato......................... 955 Periodo dell alimentazione complementare.................... 959

Indice generale Il bambino da 2 a 10 anni di vita..... 959 Adolescente....................... 960 Riassunto......................... 962 Appendice: Valori di assunzione di energia e di alimenti proposti dal Food and Nutrition Board (2005)..... 963 Bibliografia........................ 964 81 SENILITÀ......................... 965 Teorie sull invecchiamento.......... 966 Apoptosi e necrosi............... 967 Mitocondri e stress ossidativo..... 967 Variazioni degli indici antropometrici 968 Attività sportiva.................... 968 Bisogni nutrizionali................ 969 Micronutrienti................... 970 Invecchiamento e nutrizione....... 971 Riassunto......................... 972 Bibliografia........................ 972 82 ATTIVITÀ FISICA E SPORT........ 975 Caratteristiche strutturali del muscolo 976 Proteine dei filamenti sottili e spessi 976 Contrazione muscolare............. 978 Tipi di fibrocellule muscolari e loro metabolismo....................... 980 Sintesi di ATP in aerobiosi e in anaerobiosi........................ 981 Anaerobiosi..................... 981 Aerobiosi....................... 982 Alcuni aspetti del controllo della produzione di ATP nel muscolo striato............................. 983 Substrati consumati durante l attività fisica.............................. 984 Relazione del consumo dei substrati con la durata dello sforzo......... 984 Relazione del consumo di substrati con l intensità dello sforzo......... 985 Alcune considerazioni sugli sforzi di lunga durata.................. 985 Ruolo delle proteine nel metabolismo muscolare........... 987 Altri nutrienti................... 987 Nutrizione e allenamento........... 988 Regolazione delle masse muscolari... 989 Gli integratori alimentari........... 992 Integrazione energetica........... 992 Integrazione proteica............. 992 Integratori vari.................. 993 Doping......................... 993 Attività fisica per la popolazione generale........................... 993 XXXVII Riassunto......................... 993 Bibliografia........................ 994 83 IL DIGIUNO...................... 995 Richieste di energia e di nutrienti.... 996 Fasi del digiuno.................... 996 Necessità metaboliche del corpo umano............................ 998 Perdita di peso durante il digiuno.... 999 Substrati ematici.................. 1000 Glicidi......................... 1000 Amminoacidi................... 1000 Acidi grassi liberi (NEFA) e corpi chetonici....................... 1001 Ormoni.......................... 1003 Morte per fame................... 1003 Riassunto........................ 1005 Bibliografia....................... 1005 84 MALNUTRIZIONE CALORICO- PROTEICA....................... 1007 Il semidigiuno: adattamento e accomodamento al digiuno......... 1008 Deficienza proteica relativa....... 1010 Ritardo di crescita............... 1010 Situazione endocrina............ 1010 Zinco e altri micronutrienti....... 1010 Ipoalbuminemia................ 1012 Ematologia e circolazione........ 1012 Edema........................ 1012 Fegato grasso.................. 1013 Funzioni mentali............... 1013 Diarrea........................ 1013 Suscettibilità alle infezioni........ 1013 Alcuni aspetti clinici............. 1013 La PEM primaria.................. 1015 Patofisiologia e risposte adattative alla PEM: marasma e kwashiorkor.. 1017 Fattori tossico-nutrizionali....... 1020 Malnutrizione nel paziente ospedalizzato (PEM secondaria).... 1020 Patogenesi e significato clinico della malnutrizione............. 1021 Deplezione delle riserve corporee. 1022 Guarigione delle ferite........... 1022 Funzioni immunitarie........... 1022 Funzioni cardiovascolari......... 1022 Funzioni gastrointestinali........ 1023 La mortalità e la morbilità della sottonutrizione................. 1023 Aspetti terapeutici............... 1023 Nutrizione enterale.............. 1023 Nutrizione parenterale........... 1024

XXXVIII Nutrizione e cancro............. 1025 Riassunto........................ 1027 Bibliografia....................... 1027 85 RADICALI LIBERI E STRESS OSSIDATIVO.................... 1029 Formazione di radicali liberi....... 1029 Radicali liberi e lipidi............ 1031 Ossidazione di lipoproteine...... 1033 La difesa enzimatica............... 1033 La superossido dismutasi........ 1033 La catalasi...................... 1033 La glutatione perossidasi......... 1033 Molecole antiossidanti............. 1033 Riassunto........................ 1034 Bibliografia....................... 1034 86 ORMONI E RISPOSTE ALL INFEZIONE E ALLO STRESS.. 1037 Ormoni e fattori di crescita......... 1037 Ormone della crescita o somatotropo.................... 1038 Insulina........................ 1039 Altri fattori di crescita........... 1039 Citochine......................... 1040 Meccanismi di azione delle citochine....................... 1041 Influenza di nutrienti sulla biologia delle citochine.......... 1043 Modulazione della biologia delle citochine da parte di micronutrienti.................. 1043 Funzioni fondamentali delle citochine....................... 1045 Eicosanoidi...................... 1045 Sintesi......................... 1045 Cortisolo......................... 1045 Ormoni del sistema nervoso........ 1046 Catecolammine................. 1046 Risposte ormonali a ferite, infezione e cancro.......................... 1047 Risposta della fase acuta......... 1047 Escrezione di urea: un marker dello stato ipercatabolico......... 1047 Marker utilizzati per lo stato nutrizionale.................... 1047 Risposte fisiologiche alla chirurgia.. 1047 Nutrizione nel periodo perioperatorio.................. 1048 Ferite accidentali.................. 1049 Infezione......................... 1049 Ciclo malnutrizione/infezione.... 1050 Effetto dell infezione sullo stato Indice generale nutrizionale.................... 1050 Malnutrizione e risposta all infezione.................... 1050 Nutrienti coinvolti nella risposta all infezione.................... 1051 Cambiamenti nutrizionali e metabolici nei pazienti con infezione....................... 1052 Pazienti ustionati................. 1052 Risposta metabolica............. 1053 Risposta infiammatoria.......... 1053 Riassunto........................ 1054 Bibliografia....................... 1054 87 SINDROME METABOLICA....... 1055 Tessuto adiposo................... 1056 Fegato........................... 1058 Alterazioni funzionali nel muscolo indotte dai lipidi................. 1058 Il coattivatore 1 (PGC1) del PPARγ e l omeostasi dei nutrienti energetici...................... 1058 Regolazione attraverso il sistema carnitina aciltrasferasi 1/malonil- CoA........................... 1058 Meccanismi della resistenza insulinica indotta dai lipidi....... 1059 Alterazioni dell utilizzazione di substrati legate all eccesso di lipidi 1059 Un ipotesi unificatrice: il malfunzionamento dei mitocondri 1061 Isolotti pancreatici................ 1063 Riassunto........................ 1063 Bibliografia....................... 1063 88 REGOLAZIONE DELL APPORTO DI CIBO E OBESITÀ Definizione dell obesità nell uomo........................ 1066 Complicanze dell obesità.......... 1067 Obesità nel bambino.............. 1068 Eccesso energetico................. 1070 Consumo energetico in soggetti magri e in soggetti obesi......... 1070 Costituzione e sviluppo del tessuto adiposo.......................... 1071 Sviluppo del tessuto adiposo..... 1071 Fattori di trascrizioni coinvolti nell adipogenesi................ 1072 Eventi coinvolti nella differenziazione degli adipociti... 1072 Regolazione endocrina........... 1073 Ormoni secreti dal tessuto adiposo.. 1073

Indice generale Adiponectina................... 1075 Leptina........................ 1075 Resistina....................... 1077 Regolazione dell assunzione di cibo. 1077 Prime teorie del controllo dell apporto alimentare.......... 1077 Controlli centrali e periferici....... 1078 Controlli periferici.............. 1079 Integrazione dei controlli periferici 1080 Controlli centrali................ 1080 Eventi tonici e fasici............... 1082 I segnali tonici: gli effetti dello stato energetico................. 1082 I segnali fasici.................. 1083 Fegato e cervello nell omeostasi energetica........................ 1084 Nutrienti e sazietà................. 1085 Proteine....................... 1085 XXXIX Carboidrati..................... 1085 Grassi......................... 1085 Terapia dell obesità............... 1085 Velocità ottimale della perdita di peso........................... 1086 Terapia comportamentale........ 1086 Farmaci anoressizzanti e termogenetici................... 1086 Procedimenti chirurgici.......... 1087 Dietoterapia.................... 1087 Esercizio fisico.................. 1089 Mantenimento della perdita di peso........................... 1089 Riassunto........................ 1090 Bibliografia....................... 1090 Indice analitico...................... 1093