L’innovazione scientifica per la nutrizione LA SALUTE DELL’UOMO ATTRAVERSO UN’ALIMENTAZIONE EQUILIBRATA Cino Galluzzo Dividiamo l’arco della vita umana in 3 tappe fondamentali: a) L’infanzia adolescenza b) L’età adulta c) L’anzianità e vecchiaia Consideriamo dapprima quello che sappiamo sui problemi che l’alimentazione può creare nell’età adulta. L’inizio…. Come premessa bisogna considerare che la fisiologia ci dice che la dentatura, la muscolatura masticatoria, l’apparato gastroenterico ed i simbionti intestinali identificano l’uomo come un onnivoro vegetariano, piuttosto che un onnivoro carnivoro L’alimentazione tipica dei paesi industrializzati è considerata una delle cause se non la causa principale di malattie degenerative dell’età adulta: arteriosclerosi, tumori, diabete, ipertensione, obesità. Questo ha portato al varo di Consensus Conference e di piani di intervento che esprimessero progetti tesi all’affronto e alla risoluzione del problema. Caratteristica di tutti gli interventi è la riduzione della quota giornaliera di proteine animali rispetto alle vegetali, dei grassi saturi rispetto agli insaturi, l’aumento di consumo ei carboidrati complessi rispetto ai semplici e di frutta, ortaggi e fibre. Proteine vegetali Proteine animali Grassi insaturi Grassi saturi Carboidrati complessi Carboidrati semplici Frutta Ortaggi Fibre La “ragione” antropologica… L’uomo, dotato di ragione, ha saputo affrancarsi dall’ambiente in cui si è evoluto e nel quale era obbligato a vivere, attraverso un percorso Sviluppo della civiltà Nascita della stanzialità e del nomadismo Sviluppo dell’agricoltura e della pastorizia Possibilità di spostamenti e di vita stabile nei climi temperati e freddi Vita primitiva nelle zone equatoriali e subequatoriali Nascita di aggregati tribali e di tecnologia rudimentale Scoperta del fuoco Gli sviluppi …. PROBLEMA: velocità di sviluppo della tecnica e della civiltà MIGLIAIA DI ANNI velocità di evoluzione dei meccanismi biologici MILIONI DI ANNI SITUAZIONE: viviamo nel terzo millennio con un corpo da “preistorici” RISULTATO: l’abbandono della nostra specie-specificità alimentare accorcia la vita Versante opposto, il vegetarianismo, dovrebbe riportarci alle condizioni di partenza 2) L’accrescimento dei bambini vegetariani è soddisfacente, sia che essi siano vegetariani stretti che latto-ovo vegetariani, purché la dieta sia ben condotta Jacobs – USA 1988, Dagnelie – N 1994, Sanders – GB 1992 e 1994, Nathan – GB 1997 / Sabate – USA 1990 3) L’intelligenza dei bambini e degli adolescenti vegetariani risulta essere normale rispetto a quella degli onnivori se non migliore anche tenuto conto di fattori che la influenzano, come il grado di istruzione dei genitori Dwyer – USA 1980, Hevens – N 1992 / Sanders – GB 1995 4) Il problema principale di una dieta vegetariana, più che a grossolani errori riguardanti l’intake calorico e proteico, è legato all’assorbimento di alcuni nutrienti ben identificati: Ca, Fe, Zn, Vit B12 – D: problema del tutto marginale per i lattoovo vegetariani, che a questo riguardo riflettono gli onnivori Lentze – CH 1992, Gibson – USA 1994, Craig – USA 1994, Weaver – USA 1994, Sanders – GB 1995, Donovan – CA 1995, Parson – DK 1997 / Donovan – CA 1995 5) Il rischio maggiore nell’infanzia di una dieta vegetariana mal condotta è costituito dalla dieta materna in gravidanza, particolarmente per quanto riguarda la vit B12: danni neurologici possono permanere a distanza anche dopo una successiva supplementazione; la gravidanza nelle donne a cultura tradizionale vegetariana non sembra invece avere alcun esito sfavorevole Von Schenck – D 1997 / Reddy – GB 1994 6) Una adeguata supplementazione nei soggetti vegetariani con Ca, Fe, Zn, vit B12 previene ogni carenza Dwyer – USA 1994, O’Connell – USA 1989, Sanders – GB 1992, Lentze – CH 1992, Van Dusserdolp – N 1996 La conclusione: Il vegetarianesimo è ottimale per un adeguato sviluppo e una vita migliore e più duratura Ma non è proprio così …. “… è cambiato qualcosa!...” direbbe Neo, il protagonista del cultmovie Matrix Qualcosa infatti è cambiato: le nostre conoscenze su un periodo lungo e poco conosciuto L’uomo, dotato di ragione, ha saputo affrancarsi dall’ambiente in cui si è evoluto e nel quale era obbligato a vivere, attraverso un percorso Sviluppo della civiltà Nascita della stanzialità e del nomadismo Sviluppo dell’agricoltura e della pastorizia Possibilità di spostamenti e di vita stabile nei climi temperati e freddi Vita primitiva nelle zone equatoriali e subequatoriali Nascita di aggregati tribali e di tecnologia rudimentale Scoperta del fuoco Dopo che gli ominidi progenitori dell’Homo Sapiens acquisirono la camminata bipede eretta, che diede loro la possibilità di consumare meno energia per spostarsi, qualcosa di imprevedibile avvenne. Il cervello degli ominidi, che per milioni di anni aveva avuto una crescita lenta, aumentò vertiginosamente la sua velocità di crescita nel volgere di qualche centinaio di migliaia di anni. ~ 300.000 aa ~ 2.000.000 di aa Volume cerebrale 1600 1400 25% Homo Australopitechi Scimpanzé 1200 19% 1350 1150 1000 17% 900 800 12% 600 400 500 415 385 10,5% 600 11,5% 400 10% 11,5% 200 % del metabolismo basale 0 4 3 ,9 3,8 3 ,7 3 ,6 3 ,5 3 ,4 3,3 3,2 3,1 3 2,9 2,8 2,7 2,6 2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2 1,9 1,8 1,7 Milioni di anni 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0 ,5 0 ,4 0 ,3 0,2 0 ,1 0 Nessuno sa quale sia la causa dell’origine di questo fenomeno, ma sappiamo però cosa ha permesso che si attuasse. Un cervello voluminoso consuma molta energia, il nostro consuma 16 volte più del tessuto muscolare per unità di peso. Per svilupparsi adeguatamente necessita di fornitura di energia in modo costante. L’inaridimento progressivo del territorio africano aveva spinto una particolare varietà di ominidi a procacciarsi cibo animale, favoriti dalla loro capacità di spostarsi per lunghi tratti con minor dispendio energetico. La possibilità di cacciare aveva garantito un’integrazione stabile del cibo fornito dalla foresta e dalla savana, permettendo una fornitura maggiore e più costante di energia. Substrati riconosciuti importanti in letteratura per un ottimale sviluppo fisico e/o cerebrale: 1. Proteine 2. Iodio 3. Fe 4. Zn 5. Vitamine B1- B2- B6- B12- Niacina - A. Folico AA 6. L-PUFA 7. Altri substrati DHA COOH COOH Colina - Taurina - A. Sialico Necessità di scelte alimentari nel bambino con PCI 17 Acido Sialico Acido Sialico: noto anche come acido N-acetil-neuraminico, è un costituente fondamentale dei fosfolipidi cerebrali e in particolare dei gangliosidi e delle glicoproteine. Gli oligosaccaridi del latte materno contengono acido Sialico. L’ A. Sialico e gli LCPUFA 9 8 1 7 6 5 4 2 3 sono elementi interdipendenti per la costruzione dei tessuti nervosi implicati nelle funzioni cognitive superiori. Nella corteccia frontale dei lattanti allattati al seno sono state trovate quantità significativamente maggiori di A. Sialico legato a gangliosidi e glicoproteine rispetto a quelle di lattanti alimentati con formule; questo suggerisce una maggiore sinaptogenesi e differenze dello sviluppo neurologico Wang,, 2003. Necessità di scelte alimentari nel bambino con PCI 18 Nell’uomo, contrariamente a tutti gli altri animali, esclusi i polli, non è attivo l’enzima Neu5Ac-Idrossilasi, che aggiunge un idrossile al gruppo acilico dell’acido sialico, trasformandolo in un altro tipo di acido sialico, l’acido Neu5Gc (Nglicolilneuraminico). HO La perdita di attività dell’enzima, da studi su ossa fossili Varki 2002 Chou 2002, era già presente nell’uomo di Neanderthal, ma è avvenuta dopo la divergenza della linea evolutiva dell’uomo da quella degli altri primati (analisi trasposonica) Chou 2002. Necessità di scelte alimentari nel bambino con PCI 19 Necessità di scelte alimentari nel bambino con PCI Da: Kevin J Yarema: The Sialic Acid Pathway in Human Cells. John Hopkins University, 2005 20 Acido Sialico L’ acido Sialico, è fortemente rappresentato nel latte umano quale costituente fondamentale degli oligosaccaridi del latte materno. Non è presente nei latti formulati con oligosaccaridi, che sono formati unicamente da FOS e GOS. Una buona quantità è presente nel rosso d’uovo Necessità di scelte alimentari nel bambino con PCI 21 AA 6. PUFA e L-PUFA DHA COOH COOH Un fondamentale studio prospettico norvegese di Helland et al, giunto al 7° anno, ha dimostrato che la supplementazione con LCPUFA (~ 1 gr/die di DHA) di madri durante la gravidanza e l’allattamento ha come outcome l’aumento il QI dei bambini a 4 anni di età rispetto ai figli di madri supplementate con precursori degli LCPUFA (arruolate 590 madri; utilizzati test di intelligenza basati sul Punteggio Composito di Elaborazione Mentale della K-ABC) e, ancora a 7 aa di età una capacità di processazione sequenziale significativamente maggiore. Helland, 2003 e 2008 3. Fe La carenza di ferro non è un evento raro nei paesi industrializzati, dove circa il 17% dei bambini di età inferiore ai 5 anni soffre di anemia da carenza di Fe ESPGHAN Committe on Nutrition 2002 , con una prevalenza nel periodo di più rapida crescita (6–24 mesi di età) e spesso, ma non sempre, nelle minoranze etniche e nelle classi sociali più basse. Negli stati di anemia si ha un aumentato assorbimento del Pb e un conseguente aumento del suo tasso nel sangue che, a sua volta, e correlato negativamente allo sviluppo cognitivo. Crowe 1996, Wright 1999 Il Fe nel cervello si ritrova principalmente a livello del nucleo caudato, del putamen, del pallido e della sostanza nigra; corteccia e cervelletto ne contengono poco. British Nutrition Foundation 1995 Il Fe nel cervello è un cofattore essenziale per la sintesi di dopamina, serotonina, catacolamine, g-aminobutirrico e della mielina (gli oligodentrociti e le cellule microgliali contengono molto Fe, Transferrina, TsR e Ferritina). Kretchmer 1996, Dallman 1975 4. Zn Una metanalisi di Brown, Peerson, Rivera ed Allen su 33 lavori prospettici, comparsa nel 2002 sull’American J. of Clinical Nutrition, ha rilevato che la supplementazione con solo Zn ha un effetto significativo sulla crescita lineare e sul peso corporeo di ragazzi prepuberi. Brown 2002 5. Vitamine B1- B2- B6- B12- Niacina - A. Folico Le vitamine B1 - B2 - B6 - B12, la Niacina e l’Acido Folico, sono necessarie per la sintesi di numerosi neurotrasmettitori Tixier-Vidal 1986, Finstad 1994, Wainwright 1997 Infine non dimentichiamo gli antiossidanti Il cervello rappresenta meno del 2% del peso corporeo di un adulto, ma consuma dal 20 al 30% dell’energia totale corporea, producendo, come sottoprodotti dell’attività mitocondriale, una grande quantità di radicali liberi che possono danneggiare membrane cellulari, dendriti e membrane sinaptiche. Gli antiossidanti esogeni, come ad esempio le vitamine C ed E, il β-carotene, antocianine ed altri, in sinergia con quelli endogeni proteggono neuroni e membrane cellulari dagli effetti dei radicali liberi Packer 1997. 1. Proteine SARCOPENIA Nella terza età è estremamente frequente la comparsa di sarcopenia (perdita di massa muscolare), specialmente in caso di disabilità anche di scarso rilievo. L’eziologia è legata all’avanzare dell’età e all’aumento nel tempo di stress ossidativo con formazione di ROS; il risultato finale è una riduzione della produzione di energia. Nel sesso maschile si correla al calo del testosterone. Poiché il glicogeno viene accumulato per un terzo nel fegato e per due terzi nel muscolo, in presenza di una riduzione della massa muscolare una maggior quantità di glucosio rimane in circolo e non riesce ad essere depositato. Questo aumento di disponibilità di zucchero in circolo supera il fabbisogno fisiologico e, nel tempo, provoca lo sviluppo di resistenza all'insulina. La sarcopenia provoca inoltre: instabilità posturale, alterazioni nella termoregolazione, peggior trofismo osseo e bassi livelli di metabolismo basale. SARCOPENIA Si può prevenire la sarcopenia? I cardini di una adeguata prevenzione della sarcopenia sono due: 1) adeguata attività fisica 2) alimentazione mirata ad un buon utilizzo proteico 1. Proteine 3 concetti: •Esiste un fabbisogno di mantenimento comune (0,75 mg/kg/die) •In alcune circostanze questo fabbisogno deve essere aumentato necessariamente •accrescimento (+ 30 %) •gravidanza (+ 6 gr/die) e allattamento (+ 17 gr/die) •intensa attività agonistica (variabile) •Non tutte le proteine contengono tutti gli AA essenziali, cioè non tutte hanno lo stesso valore biologico, nell’ordine le migliori sono quelle del: latte materno carne uovo frumento latte di mucca legumi Gli italiani in media hanno una dieta costituita da una miscela di proteine di diverso valore biologico, con una qualità risultante pari al 79% della proteina di riferimento (uovo). L’introito proteico giornaliero medio è di 98 gr/die. Mantenendo un rapporto di 1/1 fra proteine animali e vegetali tale introito potrebbe essere accettabile Non superare mai per prudenza (se non in casi eccezionali) il doppio dell’introito proteico raccomandato, 28 cioè 1,5 gr/kg/die