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Bracale Diapositiva Metabolismo biodisponibilita

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Nutrienti: metabolismo,
biodisponibilità
(carboidrati, grassi,
proteine, minerali,
vitamine ed acqua)
Renata Bracale
Obiettivo:
Conoscere le nozioni fondamentali sulle funzioni e sul metabolismo dei
macronutrienti, micronutrienti e dell’acqua
Saper usare le tabelle di composizione degli alimenti
Programma
Gli alimenti e le loro funzioni.
Macronutrienti: carboidrati e fibra alimentare, lipidi, protidi.
Micronutrienti: cenni su vitamine lipo-idrosolubili e minerali.
L’acqua: il bilancio idrico.
Bibliografia
Fondamenti di Nutrizione Umana di Costantini Cannella Tomassi Ed. Il
Pensiero Scientifico
• Prevenzione e Terapia Dietetica: una guida per medici e dietisti. E. Del
Toma. Pensiero Scientifico, 2005
• LINEE GUIDA PER UNA SANA ALIMENTAZIONE ITALIANA, INRAN 2003
• LARN (Livelli Assunzione Raccomandata di Nutrienti e di Energia), 1996
• Tabelle di composizione degli alimenti
• Appunti dalle lezioni
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Facoltà di Medicina e Chirurgia - Cattedra di Alimentazione e Nutrizione Umana
Via G. Paolo II, 86100 Campobasso (Italy) Tel: 0874 / 404417, [email protected]
Dr. Renata Bracale
LA NUTRIZIONE UMANA
«Il benessere richiede la conoscenza della costituzione primaria
dell’uomo e delle proprietà dei vari alimenti, sia di quelli per lui
naturali che di quelli prodotti con il suo lavoro. Ma il mangiare, da
solo, non è da solo sufficiente per il benessere. Deve essere considerata
anche l’attività fisica i cui effetti devono essere parimenti riconosciuti.
La combinazione di questi due elementi crea lo stile di vita, qualora
sia posta la dovuta attenzione all’età dell’individuo, alla situazione
della sua casa, e al mutare dei venti, e alle stagioni dell’anno.»
Ippocrate, V secolo a.C.
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Dr. Renata Bracale
LA NUTRIZIONE UMANA
Si riconosce nelle aree scientifiche disciplinari della biochimica della
nutrizione, della scienza degli alimenti e dell’alimentazione, della dietetica
e della nutrizione applicata; i suoi principali interessi sono:
• basi genetiche e molecolari della nutrizione umana
• metabolismo e fabbisogno di energia e di nutrienti
• aspetti funzionali degli alimenti e dei loro componenti
• qualità e sicurezza nutrizionale
• stato di nutrizione e sorveglianza nutrizionale
• alimentazione nelle diverse età della vita, in gravidanza e in allattamento
• alimentazione dello sportivo
• interazione fra attività fisica e stato di nutrizione
• ristorazione collettiva, scolastica e ospedaliera
• promozione della sana alimentazione ed educazione alimentare
• comunicazione e divulgazione in campo nutrizionale
• eziopatogenesi e prevenzione delle malattie a genesi nutrizionale
• principi applicativi della dietoterapia
• formazione e verifica delle professionalità degli operatori del sistema
sanitario, dell’industria alimentare e della ristorazione collettiva
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Dr. Renata Bracale
Società Italiana di Nutrizione Umana
SINU: www.sinu.it
LA NUTRIZIONE CLINICA
“Si intende quella serie di interventi destinati non alla prevenzione
primaria o alla prescrizione di ipotetiche diete ideali ma agli
adattamenti necessari per fronteggiare i più diversi stati morbosi
mediante opportune modifiche del regime dietetico cosiddetto normale o
con il sussidio di formulazioni dietetiche o di nutrienti appositamente
selezionati.”
Eugenio Del Toma
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Dr. Renata Bracale
LA DIETA: DEFINIZIONE
La DIETA può essere definita come “un regime
alimentare” che prevede l’assunzione di determinate
quantità e qualità di alimenti
• La DIETA deriva dalla parola greca “DIAITA” che
vuol dire “STILE DI VITA”
• La DIETA esercita un ruolo PREVENTIVO e
TERAPEUTICO nelle malattie metaboliche e
cardiovascolari (Contaldo, 1999)
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Dr. Renata Bracale
LA DIETA
Gli studi confermano infatti che tra fattori ambientali
che influiscono sullo stile di vita e che possono
contribuire ad un netto miglioramento della qualità
della vita inteso anche come prolungamento
dell’esistenza, sono:
• il comportamento alimentare
• l’attività fisica
A tale proposito il Ministro della Salute nel 2003 ha
invitato la popolazione Italiana ad adottare stili di vita
più salutari facendo riferimento proprio all’aumento
dell’attività fisica e l’utilizzo di diete più equilibrate
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LA DIETA: RESTRIZIONE CALORICA
La dieta intesa come “RESTRIZIONE CALORICA”
aumenta:
• la longevità
• la resistenza allo stress ossidativo
• l’omeostasi del glucosio
• la sensibilità all’insulina
• una minore insorgenza di disturbi associati
all’invecchiamento
J.Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2010 Jul;65(7):695-703.
Dietary interventions to extend life span and health span based on
calorie restriction.
Minor RK, Allard JS, Younts CM, Ward TM, de Cabo R.
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I FATTORI CHE INFLUENZANO IL
COMPORTAMENTO ALIMENTARE
•
•
•
Fattori fisiologici (età, sesso, patologie,
stati fisiologici allattamento, gravidanza)
Fattori socio-economici (lavoro, stato
sociale, marketing alimentare)
Fattori culturali (tradizioni locali, religioni,
etnie)
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ALIMENTAZIONE RAZIONALE
=
SCELTA ADEGUATA DI
ALIMENTI
SODDISFARE I FABBISOGNI NUTRIZIONALI SIGNIFICA
TRADURRE
GLI ALIMENTI IN NUTRIENTI
L’UOMO NON INTRODUCE NUTRIENTI, MA ALIMENTI
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DEFINIZIONE DI ALIMENTO
“ogni sostanza che contiene nutrienti
utilizzabili dal nostro organismo”
QUALITA’ NUTRIZIONALE:



contenuto in nutrienti
assenza di rischio
Biodisponibilà: % di nutrienti assorbita e
utilizzata dall’organismo per specifiche funzioni
(per essere assorbiti i nutrienti devono essere liberati dall’alimento e
trasformati, attraverso il processo digestivo, in substrati assorbibili)
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FATTORI RESPONSABILI DELLA BIODISPONIBILITA’ DEI NUTRIENTI
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FUNZIONE DEGLI ALIMENTI
•Fornire all'organismo l'energia e i nutrienti necessari
per le sue funzioni biologiche
•Fonte di nutrienti (proteine, carboidrati, lipidi,
vitamine, sali minerali)
•Possono contenere componenti diversi che
svolgono nell'organismo definite funzioni con effetto
positivo o negativo
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EFFETTO POSITIVO
Una grande varietà di componenti naturalmente
presenti negli alimenti di origine vegetale, ha effetti
potenzialmente benefici:
• Terpeni (isoprenoidi) presenti negli oli volatili
essenziali di spezie o erbe aromatiche
• Caroteinoidi
non
precursori
di
vit.A,
potenzialmente attivi come antiossidanti solubili
nei lipidi
• Vari composti idrosolubili comprendenti polifenoli,
antocianine e flavonoidi aventi anch’essi azione
antiossidante
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EFFETTO POSITIVO
Alcuni polisaccaridi non amido (prebiotici)
possono avere effetto positivo a livello della
flora intestinale
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EFFETTO POSITIVO
• Composti di diversa natura chimica come:
• Carnitina (proteina carrier)
• Taurina (aa, osmolita intracellulare)
• Colina (coenzima, costituente dei lipidi che
compongono la
membrana cellullareneurotrasmettitore)
• Inositolo (costituente di alcuni fosfolipidi di
membrana)
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EFFETTO POSITIVO
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EFFETTO NEGATIVO
Costituenti
che
comprendono
fattori
antinutrizionali
(costituenti naturali con azione indesiderata) come:
•
•
•
•
inibitori enzimatici di proteasi o amilasi
composti chelanti i metalli (fitati, ossalati)
composti chelanti le proteine (tannini)
Antivitamine
(farmaci-dicumarolici,
bloccano
vit.K;
avidina,uova crude inibisce la biotina)
• fattori che ostacolano l'assorbimento di nutrienti (lectine, o
emoagglutinine)
• fitoestrogeni
• gozzigeni (brassicacee)
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EFFETTO NEGATIVO
Gli alimenti possono essere veicolo di
xenobiotici (sostanze provenienti da
contaminazione esterna), di natura
• Inorganica
• Organica
• Biologica
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EFFETTO NEGATIVO
Un'altra classe di composti nocivi, con azione tossica,
mutagena o cancerogena è quella derivante da trattamenti
tecnologici prodotti della reazione:
• di Maillard (serie complessa di fenomeni che avviene a
seguito dell’interazione di zuccheri con proteine; si
formano prodotti di colore bruno e odore a crosta di
pane dette “melanoidine”)
•
della pirolisi di grassi e proteine (processo di
decomposizione termochimica di materiale organico
ottenuto a calore ed in assenza di agente ossidante,
cioè in assenza di O2)
• da trattamenti con alcali
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EFFETTO NEGATIVO
Possono contenere composti tossici:
•
•
•
•
glicoalcaloidi
glicosidi cianogenetici
fattori del favismo
Latirogeni(Lathyrism:
Sindrome
tossica
caratterizzata da paralisi spastica acuta
associata a dolori muscolari e incontinenza
urinaria. È una conseguenza della ingestione di
semi di leguminose del genere Lathyrus)
• tossine di diversa origine (da funghi, da pesci)
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NUTRIZIONE E’ SALUTE
• una alimentazione inadeguata ed uno stile
di vita sedentario sono fattori di rischio
per lo sviluppo di malattie croniche
• cardiopatie (31% di tutte le cause di
decesso)
• neoplasie (23% idem)
• malattie cerebrovascolari (7% idem)
• diabete (3% idem)
• 2/3 di tutti i decessi sono dovuti a
patologie inerenti la nutrizione
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GRUPPI DI ALIMENTI
In base alle loro caratteristiche di origine e di
composizione si possono considerare i
seguenti gruppi:
1.
2.
3.
4.
5.
cereali e tuberi
ortaggi e frutta
carne, pesce, legumi, uova
latte e derivati
grassi da condimento
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I CARBOIDRATI
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PRINCIPALI FONTI DI CARBOIDRATI
Carboidrati complessi:
- cereali
- legumi
- tuberi
- (verdure: ++ fibra)
Carboidrati semplici
- latte
- frutta
- miele
- zucchero bianco o
di canna
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PRINCIPALI FONTI DI CARBOIDRATI
Semplici (zuccheri): monosaccaridi (glucosio, fruttosio);
disaccaridi (saccarosio, maltosio, lattosio, maltodestrina)
Complessi (polisaccaridi): amido, glicogeno e fibra
alimentare
Amido (amilosio lineare + amilopectina ramificata in
proporzioni variabili). Amido Resistente % limitata che
non può essere assimilata
Fibra Alimentare: cellulosa, pectine, emicellulose, gomme e
mucillagini di varia origine e lignina (polimero non glucidico
della parete cellulare vegetale)
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Monosaccaridi
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SCINDIBILI: α 1→1;
α 1→2; α 1→4; α 1→6;
β 1→4
α Assiale del gruppo OH al C1
β Equatoriale
DEFINIZIONE CHIMICA:
POLIOSSIALDEIDI E POLIOSSICHETONI
Cn(H2O)n
• Sono considerati carboidrati solo quelli con n > 4
• Eccetto i gruppi aldeidici e chetonici, il C è idrossilato
• Triosi e tetrosi si trovano negli organismi quali prodotti di derivazione metabolica
• Quelli alimentari sono in configurazione D e in soluzione assumono forma ciclica - 2 isomeri
αoβ
- MONOSACCARIDI (non scindibili ulteriormente per idrolisi)
- OLIGOSACCARIDI (3-9 molecole di monosi)
- POLISACCARIDI (>9 molecole di monosi)
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Polialcoli: (polioli: riconducibili alla struttura dei
carboidrati con il gruppo aldeidico o chetonico
ridotto ad idrossile)
 Sorbitolo (in piccola quantità nella frutta)
 Maltitolo, isomaltitolo, xilitolo, mannitolo (in
alimenti ipocalorici : caramelle, gomme da
masticare); Sostituiscono in tutto o in parte gli
zuccheri disponibili
Altri dolcificanti: Acesulfame, aspartame (4Kcal/
g), saccarina
Ac. Uronici (OH carbossilato in C6, ↑ pectine)
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GLUCOSIO
• NEL
SANGUE:
A
CONCENTRAZIONE
RELATIVAMENTE COSTANTE (70-110 mg/100mL)
• DIFFUSISSIMO NEI VEGETALI, NEGLI ANIMALI E
NELLA FRUTTA ASSIEME AL FRUTTOSIO
• GLICOGENO POLIMERO DEL GLUCOSIO (simile
all’amilopectina) SI TROVA SOPRATTUTTO NEL
FEGATO E NEI MUSCOLI
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DISTRIBUZIONE DEL GLICOGENO IN
VARI TESSUTI DELL’UOMO
Tessuti
g/100g
Contenuto
Riserva
totale
mediamente
nell’uomo di
disponibile
riferimento (g) nel digiuno
(g)
Fegato
1,5-6,0
40-100
Muscolo
0,4-0,6
200-250
Rene
0,4
Pelle
0,08
250
Lipidi
12000
10000
Proteine
12.600
4000
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Tempo di
esaurimento
giorni
2,5
80
AMIDO
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FUNZIONE DEI GLUCIDI NELLA DIETA
E NELL'ORGANISMO UMANO
I glucidi costituiscono la sorgente d’energia di più pronta ed
economica utilizzazione a livello di tutti i tessuti
•
Valore energetico dei glucidi alimentari disponibili, espressi come
monosaccaridi (peso molecolare 180):
3,74 kcal/g
•
•
•
•
•
AMIDO
SACCAROSIO
FRUTTOSIO
GLUCOSIO
POLIALCOLI
4.15 kcal/g
3.96
“
3.76
3.75 “
2.40
“
“
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Dr. Renata Bracale
REGOLAZIONE METABOLICA
DELL’UTILIZZO DEI CARBOIDRATI
• Bersaglio di Insulina e Glucagone sono principalmente i
tessuti: epatico, muscolare, adiposo (questi ultimi 2 ricchi
del trasportatore GLUT4 che trasferisce glucosio dal liquido
interstiziale al citoplasma e regolato dal legame insulina con
il recettore)
• Regolazione della glicogeno-sintesi/lisi
– Fase post prandiale: ↑ del rapporto insulina/glucagone,
↑ deposizione glicogeno
– Digiuno prolungato: ↓ insulina/glucagone, ↓ glicogeno
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IL DIABETE
Nel diabete (dal greco, vuol dire passare attraverso) di Tipo II (glu.
ematico ↑126mg/dL) la dieta gioca un ruolo preventivo e terapeutico,
le associazioni di diabetologia raccomandano una dieta ricca in
carboidrati complessi e fibre
↓
Apporto energetico
↓
Grassi alimentari (competizione nell’utilizzazione
intracellulare del glucosio)
↓
Carboidrati ad ↑ IG
Il consumo di carboidrati determina uno spostamento del metabolismo
verso l’ox del glucosio esogeno con un risparmio delle riserve di
glicogeno, lipidi, e amminoacidi
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RICAPITOLIAMO: EFFETTI POSITIVI DEI
CARBOIDRATI
1.
2.
-
Loro densità energetica: sono il substrato energetico
che presenta il minor contenuto calorico per unità di
massa (consumati in forma idratata densità calorica; >
frazione resistente alla digestione)
Capacità di modulare la sazietà:
>
distensione
parete
gastrica
attraverso
meccanocettori che mandano al SNC feedback
negativo con > sazietà;
innalzano inoltre i livelli di insulina, con conseguente <
aa ramificati nel pool plasmatico con < di competenza
con gli aa aromatici, in particolare > triptofano
dispoinibile nel cervello per la sintesi della serotonina,
potente modulatore della sazietà
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RICAPITOLIAMO: EFFETTI POSITIVI DEI
CARBOIDRATI
3. Un eccesso di energia da carboidrati, in situazioni
normali, non si riflette necessariamente in un maggior
deposito di riserve adipose, ma piuttosto in un
aumento del dispendio energetico; ciò è vero solo per
situazioni caratterizzate da un contenuto molto limitato
di lipidi nel pasto
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INDICE GLICEMICO (IG)
• Rapporto % tra l’area incrementale della
risposta glicemica postprandiale ad un
determinato alimento e quella di un
alimento standard* consumato in quantità
isoglucidica
– *glucosio (inzialmente)
– *pane bianco(recentemente perché
essendo solido riproduce gli effetti di un
pasto)
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IG
IAUC = area incrementale sotto la curva
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Pasta
- A parità di carboidrati ingeriti
esercita un potere glicemizzante pari
a ≈60% rispetto a quello del pane
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CARICO GLICEMICO
carboidrati consumati x IG
• dieta con 200g di carboidrati con IG = 80
• dieta con 160g di carboidrati con IG = 100
Hanno lo stesso carico glicemico quindi nella dieta
del diabetico preferire alimenti con basso IG per
mantenere elevata la quantità di energia che
deriva dai carboidrati
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FIBRE
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FIBRA
Una prima distinzione va fatta in relazione al
loro comportamento in acqua:
FIBRE SOLUBILI (gelificante) contenute per es.
nella frutta, in alcune verdure, nei legumi e nei
fiocchi di avena (es. inulina, pectine)
FIBRE INSOLUBILI (parzialmente idratabili)
presenti per es. nei cereali e nella frutta secca
(cellulosa e lignina)
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CARATTERISTICHE DELLA FIBRA
Alcune frazioni polisaccaridiche, generalmente NON
SOLUBILI, rimangano inalterate nel colon e
contribuiscono alla formazione della massa fecale
Alcune frazioni di carboidrati SOLUBILI: pectine,
gomme, β-glucani, inulina, pentosani ↑ la viscosità
della massa all’interno del lume intestinale
(gelificanti)
Una quota di fibra è FERMENTATA con produzione di
AGV (Acidi Grassi Volatili), SCFA (Acidi Grassi a
Catena Corta)
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CLASSIFICAZIONE E PROPRIETA’DELLA FIBRA
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LA FIBRA
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LA FIBRA
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EFFETTI NEGATIVI DELLA FIBRA
• FITATI- ACIDO FITICO↓ assorbimento di metalli (Zn, Fe,
Mg, Ca, Cu) e ↓ digeribilità proteica
• TANNINI sostanze chimiche naturali presenti nelle bucce
delle uve. Appartengono alla categoria dei polifenoli
(sostanze coloranti) ↓ digeribilità proteine
• OLIGOSACCARIDI come stachioso e verbascoso
possono causare diarrea e flatulenza
• ASSUNZIONE ↑ può interferire sull’assorbimento di
farmaci
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SACCAROSIO < al 7-8% (≈35g) dell'energia totale
ZUCCHERI SEMPLICI < al 10-12% (≈50g) dell'energia totale
Bambini: dieta generalmente ricca di zuccheri semplici, in relazione al ↑ consumo di
latte, frutta, succhi di frutta ed alimenti dolci, accettabile in questa fascia d’età una
presenza di zuccheri semplici sino al 15-16% dell’energia, ferma restando la
raccomandazione della limitazione nel consumo di saccarosio ed una corretta
educazione all’igiene orale
LIVELLI RACCOMANDATI DI FIBRA ALIMENTARE
Adulto: 30g/d raggiungibile facilmente dando preferenza a cibi integrali o
ricchi in fibra
Bambini: 0,5g/d/kg di peso corporeo
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DIGESTIONE DEI CARBOIDRATI
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VILLO
Enterocita
Capillari
Orletto a spazzola
→assorbimento
Enzimi legati alla
membrana
Arteria
Dotto linfatico
Vena
Digestione di carboidrati, proteine e lipidi
per mezzo della idrolisi
gli enzimi possono essere o luminali (es.
Secreti dalle ghiandole salivari o dal pancreas) o
legati alle membrane
I nutrienti ed i fluidi digeriti sono assorbiti
tramite l’orletto a spazzola per mezzo di :
trasporto attivo
diffusione - passiva
- facilitata
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HOCH2
H
O
H
OH
H
H
OH
H
H
HOCH2
H
OH
O
H
OH
OH
H
+ H2O
H
O
OH
+ amilasi
H
HOCH2
H
OH
O
H
H
OH
H
OH
OH
H
H
OH
HOCH2
O
H
OH
OH
H
H
OH
DIGESTIONE DEI CARBOIDRATI
- iniziata dalla α amilasi salivare
- effettuata per la maggior parte dalla
α amilasi pancreatica nell’intestino
tenue
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DIGESTIONE DEI CARBOIDRATI
Amido
Glicogeno
(zuccheri o carboidrati complessi)
α-destrine, di- e
trisaccaridi
Glucosio, galattosio,
fruttosio
(zuccheri semplici)
A differenza degli erbivori, gli uomini non
hanno la cellulasi – la cellulosa costituisce la
maggior parte della fibra non digerita della
dieta
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ASSORBIMENTO DEGLI ZUCCHERI
SEMPLICI
La maggior parte sono assorbiti nel duodeno e nel
digiuno
Digestione a livello di membrana per renderne possibile il
trasporto
FRUTTOSIO assorbito per diffusione facilitata
GLUCOSIO/GALATTOSIO assorbito sia passivamente in
piccole quantità che attivamente
Deficit degli enzimi dell’orletto a spazzola può causare
diarrea osmotica
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ALTERAZIONI DELL’ASSORBIMENTO DEI
CARBOIDRATI
1. Deficit degli enzimi dell’orletto a spazzola
il deficit di lattasi può essere sia congenito sia
acquisito - quest’ultima situazione è la più comune
2. Infezioni/patologie gastroenteriche
morbo celiaco, infezioni batteriche, infezioni da
protozoi possono tutte causare infiammazione ed
interferire con l’assorbimento a livello dell’orletto a
spazzola
Conseguenza dell’alterato assorbimento dei
carboidrati: diarrea osmotica
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I GRASSI O LIPIDI
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FUNZIONI DEI LIPIDI
Lipidi negli alimenti
Lipidi nell’organismo
 Forniscono acidi grassi essenziali
 Principale forma
nell’organismo
 Fonte concentrata di energia: 1g:
≈9kcal
 Forniscono la maggior parte della energia del
lavoro muscolare
 Contengono vitamine liposolubili A,
D, E, K e ne rendono possibile
l’assorbimento
 Fungono da riserva energetica di emergenza in
caso di malattia e ridotto introito alimentare
 Contribuiscono al sapore
(palatabilità) ed all’odore degli
alimenti
 Isolamento termico (sottocute)
 Stimolano l’appetito
 Non Contribuiscono al senso di
sazietà
 Rendono i cibi più morbidi
di
deposito
di
energia
 Formano cuscinetti di grasso a protezione degli
organi interni
 Principali componenti delle membrane cellulari
 Conversione ad ormoni steroidei, bile, vitamina
D3
 Precursori di eicosanoidi (prostaglandine,
trombossani, prostacicline e leucotrieni)
regolatori
del
sistema
cardiovascolare,
coagulazione del sangue, funzione renale,
sistema immunitario
Lee et al., 1989, Kelley et al., 1991
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DEFINIZIONE
• GRASSI: termine chimico-alimentare; (alimenti quali il burro, la
margarina, gli oli e certi tipi di carni)
• Chimicamente i grassi sono dei trigliceridi cioè DEGLI ESTERI
DELLA GLICERINA CON ACIDI GRASSI UGUALI O
DIVERSI, miscelati in proporzioni diverse
• LIPIDI: termine biochimico-nutrzionale; (I FOSFOLIPIDI E GLI
STEROLI, oltre ai precedenti)
• Entrambi sono insolubili in acqua e solubili in solventi organici,
come etere, cloroformio, benzolo; inoltre all’IDROLISI
danno luogo ad ACIDO GRASSO e un ALCOL
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CLASSIFICAZIONE DEI LIPIDI
Dal punto di vista nutrizionale:
• LIPIDI SEMPLICI presenti soprattutto negli alimenti e
nel tessuto adiposo dell’organismo
• LIPIDI COMPLESSI
presenti nelle strutture cellulari
sia di origine animale che vegetale e nel plasma
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GLI ACIDI GRASSI
La parte più variabile della molecola dei lipidi è rappresentata
dagli acidi grassi ( se ne conoscono ~40) che possono differire
per:
• lunghezza della catena carboniosa (vanno da 2 a oltre 24 atomi
di carbonio);
• tipo di legame carbonioso (semplice o saturo; doppio o insaturo);
• numero dei doppi legami (da 1 a 6);
• posizione e struttura spaziale del doppio legame; di particolare
importanza le posizioni 3, 6 e 9 del primo doppio legame a partire
dal gruppo metilico e la struttura stereochimica cis o trans rispetto
al piano della molecola
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CLASSIFICAZIONE
(LUNGHEZZA E GRADO D’INSATURAZIONE)
 SCFA (ac. grassi a corta catena) ≤4C
 MCFA (ac. grassi a catena media) ≤12C
 LCFA (ac. grassi a lunga catena) ≤18C (saturi,
monoinsaturi, polinsaturi)
 VLCFA (ac. grassi a catena molto lunga) ≥ 20C
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GLICEROLO
• Quando il glicerolo è libero, a ciascun atomo di carbonio è attaccato un
gruppo OH
• Quando il glicerolo è parte di un trigliceride, ciascun atomo di carbonio è
attaccato ad un acido grasso mediante un legame carbonio-ossigeno
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SINTESI DEI TRIGLICERIDI
• Viene rimossa acqua dal glicerolo e
dagli acidi grassi, formando un legame
tra l’O del glicerolo ed il C alla
estremità acida di ciascun acido
grasso
• Tre acidi grassi si attaccano al glicerolo per
formare un trigliceride con formazione di una
molecola di acqua
• In questo esempio, tutte e tre gli acidi
grassi sono costituiti da acido stearico, ma
più spesso i trigliceridi contengono vari tipi di
acidi grassi
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• La maggior parte degli acidi grassi che si trovano in
natura contiene un numero pari di atomi di carbonio
• Se sono presenti dei doppi legami (insaturazione),
essi si trovano generalmente in forma cis
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ACIDI GRASSI A 18 ATOMI DI CARBONIO
Nome
Abbreviazione
Numero di
doppi legami
Saturazione
Fonti
alimentari più
comuni
Acido
stearico
18:0
0
saturo
Maggior parte
dei grassi
animali
Acido oleico
18:1
1
monoinsaturo
Olio di oliva
Acido
linoleico
18:2
2
polinsaturo
Olio di girasole,
mais
Acido
linolenico
18:3
3
polinsaturo
Olio di soia
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OLI DI SEMI
MAIS – ARACHIDE – GIRASOLE – SOIA - VINACCIOLI
ESTRAZONE CON SOLVENTI
RICCHI IN AC. GRASSI INSATURI (AC SATURI 10 – 20%)
- MAIS
INADATTO PER TRATTAMENTI A CALDO
- ARACHIDE
E’ STABILE ALLA FRITTURA
- SOIA
INADATTO PER LA FRITTURA SI DEGRADA PIU’ FACILMENTE
(ELEVATO LINOLENICO)
-VINACCIOLI
BASSO LINOLENICO SIMILE ALL’OLIO DI OLIVA RICCO DI
VIT.E
PROCESSI OSSIDATIVI: PIU’ INTENSI NEGLI OLI RICCHI DI AC. INSATURI
AL CALORE SI FORMANO:
CARBONILICI E POLIMERI
IDROPEROSSIDI,
EPOSSIACIDI,
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COMPOSTI
IDROGENAZIONE
Definizione:
 Un processo chimico per mezzo del quale vengono aggiunti
idrogenioni a grassi insaturi allo scopo di ridurre il numero di
doppi legami
Vantaggi:
 Protegge dall’ossidazione e dall’irrancidimento
 Prolunga la scadenza degli alimenti
 Altera lo stato degli alimenti (liquidi  solidi)
Svantaggi:
 I grassi insaturi divengono più saturi
 Le molecole cambiano la configurazione dei doppi legami da
“cis” a “trans”
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IDROGENAZIONE
Acidi grassi polinsaturi
Acidi grassi idrogenati (saturi)
• I doppi legami hanno una leggera carica negativa ed accettano
con facilità atomi di idrogeno con carica positiva, creando
un acido grasso saturo
• L’idrogenazione permette di ottenere un prodotto che è maggiormente saturo,
più spalmabile, e più resistente all’ossidazione
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ACIDI GRASSI TRANS
•
Forme isomeriche non fisiologiche
•
Avrebbero un ruolo negativo nel processo aterogenetico (Troisi et al.,
1992)
•
Assunzione nell'alimentazione italiana è mediamente di ≈1,3g/d, contro i
5-10g/d rilevati in Paesi con consumi elevati di grassi idrogenati (USA,
Canada, Germania, Svezia e UK) (Pizzoferrato & Nicoli, ‘94)
•
Gli acidi grassi trans così prodotti sono incorporati nel grasso dei tessuti e
del latte dei ruminanti e, come conseguenza, il grasso di burro, latte,
formaggi, carne bovina ed ovina contiene il 2-8% di acidi grassi trans per
100 g di grasso
•
Il rischio legato, alla presenza, di ac. grassi trans nella dieta è collegato
alle sperimentazioni da cui risulta la loro proprietà di innalzare i livelli
plasmatici di colesterolo LDL ed abbassare l’HDL
© 2002 Wadsworth Publishing / Thomson
Learning
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ATTENTI ALL’ETICHETTA!
Le parole “grassi vegetali parzialmente idrogenati”
indicano la presenza di acidi grassi trans in
quel prodotto
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CONFRONTO TRA LIPIDI NELLA DIETA
• La maggior parte dei grassi sono costituiti da una miscela di acidi grassi saturi,
monoinsaturi e polinsaturi
• Gli acidi grassi esogeni vengono mescolati a quelli endogeni; la qualità dei grassi
della dieta influenza quella dei lipidi nell’organismo
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DIGESTIONE DEI LIPIDI
• I grassi alimentari, entrando nel tratto gastro intestinale,
vengono in contatto con la lipasi pancreatica che agisce a
livello del duodeno (pH ~neutro)
• Le lipasi idrolizzano I trigliceridi in acidi grassi liberi
• I lipidi stimolano la increzione di colecistochinina (CCK)
→contrazione della colecisti
• L’azione dell’idrolisi enzimatica è facilitata dalla presenza di
composti polari presenti nella bile, tra cui fosfolipidi e Sali
biliari che sono in grado di formare e mantenere emulsioni
grasso/acqua, costituite da particelle più piccole e quindi a
maggior sviluppo superficiale
•
Questi prodotti dell’idrolisi lipidica passano poi
nell’enterocita sotto forma di micelle
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lipasi
trigliceride
3-6nm
diametro
2-monogliceride
micella
Assorbimento dei lipidi
nell’enterocita per
diffusione
acidi grassi
Si formano
MICELLE , nelle
quali 20-40
molecole di sali
biliari polari
dissolvono
monogliceridi ed
acidi grassi
FORMAZIONE DEI CHILOMICRONI
Monogliceridi, acidi grassi
entrano nel Reticolo
Endoplasmatico Liscio
(R.E.L) Qui vengono
ricombinati a formare
trigliceridi
R.E.L.
fosfolipide
esocitosi
linfa
O
CH3
(CH2)16
C
O
O
CH2
CH3
(CH2)16
C
O
O
CH
CH3
(CH2)16
C
O
CH2
2H2O + lipasi
CH3
2 CH3
(CH2)16
Acidi grassi
COOH
HO
CH2
O
CH
HO
CH2
O
(CH2)16
C
2-monogliceride
IN CONDIZIONI PATOLOGICHE
• OSTRUZIONE DEL DOTTO BILIARE: in assenza di
bile l’assorbimento dei grassi è ridotto
• MALATTIE A CARICO DEL PANCREAS: in assenza di
lipasi pancreatica, non si ha idrolisi dei trigliceridi, che
vengono escreti con le feci
• SPRUE (MALATTIA DELLA MUCOSA INTESTINALE): I
trigliceridi sono idrolizzati, ma gli acidi grassi ed I
monogliceridi non sono assorbiti e quindi anche in
questo caso, si ha eliminazione con le feci
• IN INDIVIDUI NORMALI: I
grassi sono quasi
completamente assorbiti, in quantità di 100g/die sono
assorbiti per il 95%
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LE LIPOPROTEINE
• I chilomicroni vengono progressivamente ridotti in particelle più
piccole, dalle quali hanno origine altre lipoproteine di minore
dimensione e di densità crescente: VLDL (Very Low Density
Lipoprotein), LDL (Low Density Lipoprotein)
Una tipica lipoproteina contiene una
parte interna costituita da trigliceridi
e colesterolo circondata da
fosfolipidi.
Le code idrofobiche (acidi grassi)
sono dirette verso l’interno, ove si
trovano i lipidi. Le proteine, che si
trovano all’estremità idrofilica dei
fosfolipidi, ricoprono la struttura
della lipoproteina
Questo arrangiamento di molecole
idrofobiche all’interno e di molecole
idrofiliche all’esterno permette ai
lipidi di essere veicolati attraverso i
fluidi acquosi del sangue.
COMPOSIZIONE DELLE LIPOPROTEINE
I chilomicroni contengono così poche proteine e così tanti trigliceridi che hanno la
densità più bassa. Le very-low-density lipoproteins (VLDL) csono costituite da trigliceridi
per circa la loro metà, e questo spiega la loro bassa densità.
Le low-density lipoproteins (LDL) sono costituite per circa la loro metà da colesterolo;
questo spiega il loro coinvolgimento nella genesi della cardiopatia ischemica.
Le high-density lipoproteins (HDL) sono costituite per metà da proteine, e questo spiega
la loro elevata densità.
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LDL – Colesterolo “CATTIVO”
Si associa a:
- sovrappeso viscerale (aumento
circonferenza addome)
- dieta inadeguata (eccesso di
calorie, alcool, dolciumi)
- fumo di sigaretta
HDL – Colesterolo “BUONO”
Si associa a:
- dieta adeguata
- esercizio fisico
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ASSUNZIONI
•
Grassi totali
 35-40% dell'energia totale fino al 2° anno di vita
 30% fino all'adolescenza
 25-30% nell'età adulta (70-85g/d)
< % pur spesso consigliate, sono poco realistiche sotto il profilo del
mantenimento delle caratteristiche organolettiche della normale
alimentazione
Italia: % stimata di grassi totali nella dieta ≈32% (Carnovale et al., 1994)
•
Acidi grassi saturi
 ≤10% dell’energia della dieta (WHO, 1990)
Italia: 12%; ≈36g/d con 7g di stearico (Pizzoferrato & Nicoli, 1994)
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FABBISOGNO GIORNALIERO
• ω-3 (EPA e DHA) = 1,250g/d (≈0,5%
delle Kcal totali)
• ω-6 (γ-linoleico) = 6g/d (≈2% delle Kcal
totali)
Il rapporto ottimale tra acidi grassi polinsaturi
a lunga catena ω-3Iω-6 per svolgere in
modo adeguato le loro funzioni è di ≈1:5
(Italia stimato un rapporto 1:13)
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Ragioni dello sbilanciamento del rapporto a favore degli ω-6:
↑ consumo di oli vegetali (mais, girasole, arachidi ricchi di ω-6 come il linoleico)
per controllo dell’aterosclerosi
↓ consumo di pesce che si nutre di fìtoplancton e < presenza di ω-3 nel pesce
d’allevamento
↓ quantità di linolenico nelle carni provenienti dai bovini alimentati con prodotti
poveri in ω-3
↓ ω-3 in vegetali a foglia verde
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ALCUNI ESEMPI DI ALIMENTI
CONTENENTI ω 6 E ω 3
(medie sulle varie tipologie di prodotto)
100 g di salmone al naturale: 3,8 g di ω 3
10 g di olio d'oliva: 1 g di ω 6
10 g di olio di girasole: 6 g di ω 6
100 g di noci: 3,5 g di ω 3 e 18 g di ω 6
100 g di semi di lino: 10 g di ω 3 e 2,5 g di ω 6
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PROTEINE
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LE PROTEINE
• La parola “proteina” deriva dal greco “proteos” che
significa primario, che viene prima
• Il nostro organismo è costituito da migliaia di diverse
proteine, che costituiscono il 17% del peso corporeo
• Le proteine sono cruciali per la regolazione ed il
mantenimento dell’omeostasi, e quindi della vita stessa
• L’organismo sintetizza proteine in continuazione
• Gli aminoacidi per la sintesi proteica sono forniti dalle
proteine alimentari
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LE PROTEINE
• Le proteine sono macromolecole formate da catene di
amminoacidi della serie L uniti tra di loro da legame
peptidico
• Gli AA che entrano nella formazione della catena
peptidica sono gli stessi 20 per tutti gli organismi viventi
• La sequenza amminoacidica è peculiare per ogni
proteina, è geneticamente determinata e detta quella
che sarà la funzione specifica
COOH
Il carbonio in posizione 2, fatta eccezione per la glicina,
è asimmetrico in quanto legato a quattro gruppi diversi;
pertanto per ogni aminoacido possono esistere 2
isomeri che si designano come forme D- e L-, destrogira e levogira
atomo di carbonio α CH  NH2
|
R
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LE PROTEINE DELL’ORGANISMO
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FUNZIONI DELLE PROTEINE (1)
• Crescita e
mantenimento
•
Formano parte integrale della maggior parte
delle strutture dell’organismo (es. cute,
tendini, membrane, muscoli, organi, ossa)
Permettono la crescita e la riparazione dei
tessuti corporei
• Enzimi
•
Facilitano le reazioni chimiche della vita
• Ormoni
•
Alcuni ormoni sono costituiti da proteine che
regolano i processi metabolici
•
Le proteine difendono l’organismo dalle
malattie da patogeni
•
Le proteine mantengono il volume e la
composizione dei fluidi corporei
• Anticorpi
• Bilancio idro-elettro
litico
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FUNZIONI DELLE PROTEINE (2)
• Neurotrasmettitori
•
Alcuni AA hanno ruolo come
neurotrasmettitori
• Fattori della coagulazione
•
Promuovono od inibiscono la
coagulazione del sangue
• Bilancio acido-base
•
Azione tampone; pompe ioniche
• Trasporto
•
Le proteine trasportano sostanze
(lipidi, vitamine, minerali, ossigeno)
all’interno dell’organismo
•
Le proteine possono fornire parte
del fabbisogno energetico
dell’organismo; in certe condizioni
(catabolismo) è possibile formare
molecole di glucosio a partire da
alcuni aminoacidi (gluconeogenesi)
• Energia
• Gluconeogenesi
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AMINOACIDO (AA)
N = Azoto nel gruppo aminico
C = Carbonio nel gruppo carbossilico (acido)
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ORGANIZZAZIONE STRUTTURALE DELLE
PROTEINE
Le molecole proteiche possiedono 4 livelli di organizzazione strutturale:
-
Primaria
la sequenza
-
Secondaria
il ripiegamento locale
-
Terziaria
il ripiegamento complessivo
-
Quaternaria
il ripiegamento di più catene
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DENATURAZIONE:
PERDITA DI STRUTTURA = PERDITA DI
FUNZIONE
La cottura dell’uovo denatura le sue proteine
•Passaggio dallo stato liquido allo stato
solido
• Colore dell’albume da trasparente a
bianco
• La cottura dell’albume inattiva l’avidina,
proteina che da cruda sottrae la Biotina
(Vit H ) all’organismo, formando un
complesso che non è assorbibile
dall’intestino
• Palese è altresì il cambiamento del
Tuorlo a tonalità verdastre per la
liberazione di zolfo e ferro allorchè si
prolunga il tempo di cottura o di
conservazione
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AMINOACIDI
Nell'organismo
solo
20
costituzione proteica
entrano
nella
9 devono essere introdotti preformati
20 devono essere contemporaneamente
presenti nel luogo della sintesi proteica
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Classificazione:
• Funzionale
• Nutrizionale
• Metabolica
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FUNZIONALE
• Basata sulla polarità del radicale R legato al C α; da cui
dipende la struttura spaziale che assumerà la proteina
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NUTRIZIONALE
• Indispensabili o essenziali
• Dispensabili o non essenziali
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AMINOACIDI CONDIZIONATAMENTE
ESSENZIALI
Aminoacidi con rilevanti funzioni biologiche come tali
o per i prodotti cui danno origine che, pur potendo
essere sintetizzati a partire da altri aminoacidi, in
alcune condizioni fisiologiche o fisiopatologiche
possono non esserlo alla velocità richiesta e divenire
pertanto essenziali
Glicina e Arginina = Creatina (funzione muscolare)
Prolina
= Collagene
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METABOLICO
• Lisina e Treonina: sono realmente essenziali, non ottenibili
per transaminazione. Gli altri “indispensabili” possono
essere sintetizzati dal corrispondente chetoacido da
transaminazioni
• Ac. Glutammico e Serina: completamente dispensabili (non
richiedono altri aminoacidi donatori di gruppi aminici),
ottenibili per aminazione del rispettivo chetoacido
• Mix azotato indispensabile:
 Fonte di azoto
 Chetoacidi corrispondenti agli aminoacidi indispensabili
 Lisina e treonina
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TURNOVER PROTEICO
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TURNOVER PROTEICO
In altre parole:
• Le proteine dell’organismo sono continuamente
degradate e risintetizzate
• Vengono degradate circa 250-300 g/die di
proteine
• La maggior parte degli AA derivati dalla
degradazione delle proteine vengono riciclati
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CARATTERISTICHE DEL TURNOVER
• ETEROGENEO: tutte le proteine sono soggette
a turnover con diversa velocità (↑ fegato e
intestino, ↓ muscolo)
• INTRACELLULARE: sintesi e demolizione
proteica avvengono all'interno della cellula, non
necessariamente nella stessa
• REGOLATO: (nutrizionale, ormonale): la massa
proteica può ↑ sia per ↑ della sintesi sia per ↓
degradazione o per entrambi
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CARATTERISTICHE DEL TURNOVER
• RICHIEDE ENERGIA: ≈20% del MB
• VARIA: nelle diverse specie animali in
rapporto alla taglia (↑ elevato nel piccolo
animale)
• VELOCITÀ: ↓ nell'adulto rispetto alla
nascita; non sono univoci i dati degli
anziani
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FATTORI ORMONALI
Regolano:
• Sintesi(anabolizzanti):
amminoacidi/
proteine → sintesi proteica
• Catabolismo(catabolizzanti):
amminoacidi/proteine
→
scissione
proteica a fini energetici con: ↑ di αchetoacidi, ↑ di urea
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FATTORI ORMONALI
CATABOLIZZANTI
ANABOLIZZANTI
Cortisolo*
Insulina$
↑ Tiroidei^
Somatotropo°
Catecolammine§
Androgeni£
*Glucocorticoide, surrene cortic.: stimola neoglucogenesi da proteine;
^↑attività mitocondriale ↑ ox tissutali;
§ Adrenalina e noradrenalina, surrene mid.: ↑ neoglucogenesi epatica
neoglucogenesi ↑ attività ribosomi ↑ sintesi proteica;
°Adenoipofisi: ↑ passaggio amminoacidi attraverso la membrana ↑ sintesi
proteica;
£↑ sintesi proteica
$↓
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BILANCIO PROTEICO
Il confronto tra entrate e uscite consente di
eseguire un bilancio, operazione non invasiva
che, malgrado i suoi limiti, si è dimostrata
finora molto utile per una prima informazione
sullo stato di nutrizione proteica e per la
determinazione del fabbisogno proteico
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METODO DEL BILANCIO D’AZOTO
• Bilancio calcolato in termini di N (≈16% delle proteine)
BN° = N introdotto - N eliminato*
° positivo, negativo o in pareggio
* urine (soprattutto urea) + feci + pelle
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ESCREZIONE GIORNALIERA DI
COMPOSTI AZOTATI CON LE URINE
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BILANCIO PROTEICO
Bilancio proteico (azotato) positivo
(N entrato > N uscito)
• Gravidanza
• Crescita
• Potenziamento muscolare
Bilancio proteico (azotato) negativo
(N entrato < N uscito)
•
•
•
•
Inadeguato introito (MPE)
Introito di proteine di scarsa qualità
Febbre, infezioni
aumentata perdita di proteine attraverso cute (ustioni), tratto
gastroenterico (maldigestione, malassorbimento), urine (sindrome
nefrosica)
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AMMINOACIDI RAMIFICATI
(Branch Chain Amino Acids - BCAA)
Tra gli aminoacidi essenziali (isoleucina, leucina, lisina,
metionina, fenilalanina, treonina, triptofano, valina ed istidina)
Gli aminoacidi ramificati (in bianco) rappresentano ≈ il 20-30%
del fabbisogno giornaliero d’aminoacidi essenziali
Sono rilasciati dal fegato e assunti dal muscolo dove sono
metabolizzati
Il fegato è probabilmente la principale sorgente di proteine per
il muscolo in esercizio
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AMMINOACIDI RAMIFICATI
• Sono ampiamente presenti nelle proteine dei comuni
alimenti che, pertanto, se consumati nelle giuste quantità,
sono in grado di coprire completamente il, sia pur
aumentato, fabbisogno nutrizionale giornaliero degli atleti
• L’indicazione del rapporto 2:1:1 tra Leucina, Isoleucina e
Valina è possibile motivarlo con il tentativo di voler far
rispettare, nei prodotti dietetici contenenti BCAA, il rapporto
con cui i 3 aminoacidi sono presenti, in linea di massima,
nella maggior parte degli alimenti
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AMMINOACIDI RAMIFICATI
In linea di massima, le > quantità d’aminoacidi
ramificati si trovano nei muscoli degli animali,
indipendentemente dal "colore" (carni bianche e
rosse) e con livelli che in linea orientativa sono
compresi tra i 3,3 ed i 4,5g/100g d’alimento
Nella parte magra di salumi quali prosciutto e
bresaola, anche in conseguenza dei processi di
disidratazione, si arriva a concentrazioni di 4-6g/
etto d’alimento
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INTROITO RACCOMANDATO DI PROTEINE
• Le proteine non possono essere accumulate, vanno assunte
quotidianamente
• Adulto: 0.75-0.95 g/kg peso/die (a seconda della qualità
proteica della dieta)
• Corrispondono al 10-12% dell’introito calorico totale
• Nel sovrappeso si calcola per kg di peso “ideale”
• Aumentato di ~7 g /die per la gravidanza e di ~17 g/die per
l’allattamento
• Bambino: da 1.2 a 2.0 g/kg/die secondo l’età
• Atleti in sport di resistenza possono avere fabbisogni pari a
1.5-2.0 g/die
• La maggior parte di noi assume più proteine del fabbisogno
• Introito massimo tollerato: 2 g/kg/die
• A rischio di deficit: adolescenti (in particolare donne), anziani
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RISCHI DELLE DIETE IPERPROTEICHE
• Basso tenore in fibre, vitamine, fitochimici
• Un aumentato introito di proteine animali (e di
lipidi saturi) aumenta il rischio di cardiopatia
ischemica
• Un eccessivo introito di carni rosse si associa al
rischio di tumore del colon
• Sovraccarico renale (ipertrofia compensatoria)
• Aumentata perdita di calcio con le urine
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ERRORI CONGENITI DEL METABOLISMO
PROTEICO
• Errori genetici portano a generare sequenze alterate di
aminoacidi in alcuni enzimi
• Nella fenilchetonuria (PKU), normalmente la fenilalanina, un
aminoacido essenziale è convertita a tirosina, un aminoacido
non essenziale
• Nella PKU, l’attività dell’enzima necessario a tale reazione
(fenilalanina idrossilasi) può essere fortemente ridotta a causa
di un errore del gene che codifica per tale enzima
• Questo dà luogo ad un accumulo di fenilalanina (che è tossica
per il cervello) ed alla incapacità di sintetizzare la tirosina, un
precursore di neurotrasmettitori
• Una dieta povera di fenilalanina permette di prevenire il ritardo
mentale e le sequele neurologiche in questi bambini
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MEGLIO VEGETARIANI
O ONNIVORI ?
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PROTEINE ANIMALI
•
Il 70% delle nostre proteine deriva da fonti animali; in media,
nel mondo il 35% delle proteine deriva da fonti animali
•
Le fonti animali di proteine:
- forniscono proteine di elevata qualità
- forniscono minerali, vitamine del gruppo B, vitamina A
- contenuto in lipidi più elevato rispetto alle fonti
vegetali, soprattutto per i lipidi saturi (eccezione:
pesce)
- contengono colesterolo, a differenza delle fonti vegetali
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PROTEINE VEGETALI
• Gli alimenti di origine vegetale forniscono proteine, minerali,
vitamine, fibre (solubili ed insolubili), nonché fitochimici
(composti biologicamente attivi)
• Non contengono colesterolo; pochissimi lipidi saturi; maggior
contenuto in monoinsaturi e polinsaturi
• Soia
- contenuto in AA più simile a quello delle proteine animali tra
tutti i legumi
- abbassa i livelli di colesterolo nel sangue
- aumenta la flessibilità delle arterie
- contiene isoflavoni che possono avere azione protettiva nei
confronti di tumori del seno, della prostata, osteoporosi
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PROTEINE COMPLETE E PROTEINE
INCOMPLETE
• Proteine complete (alta qualità)
– Contengono tutti gli AA essenziali
– Si trovano negli alimenti di origine animale
• Ptroteine incomplete (bassa qualità)
– Sono prive o povere di uno o più AA
essenziali
– Si trovano in cereali, legumi, vegetali
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Se non sono disponibili tutti gli AA essenziali per
sintetizzare le proteine dell’organismo, le proteine
non possono essere sintetizzate (legge del “tutto o
del nulla” della sintesi proteica)
L’AA limitante è quello del quale vi è la minore
disponibilità
Proteine complementari sono due (o più) fonti di
proteine incomplete che, combinate assieme,
possono fornire tutti gli AA essenziali dei quali
abbiamo bisogno
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COMBINAZIONI
COMPLEMENTARI DI
PROTEINE
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TIPI DI VEGETARIANI:
• Vegan ( vegetalliani): SOLO prodotti di origine vegetale
• Latto-ovo: latte, uova e prodotti di origine vegetale
• Pollo-vegetariani: pollo e prodotti di origine vegetale
• Pesco-vegetariani: pesce e prodotti di origine vegetale
• Fruttariani- vegetariani con predilizione per frutti, noci,
olii, miele
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DIGESTIONE DELLE PROTEINE
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H
NH2
R
CH
N
C
O
+H2O
CH
COOH
R
+ proteasi
NH2
R
CH
C
O
OH
HHN
CH
R
COOH
PROTEASI
Secrete dallo stomaco e dal pancreas
Sono tutte secrete sotto forma di precursore
inattivo
La digestione inizia nello stomaco
La maggior parte della digestione delle
proteine avviene nel duodeno e nel digiuno
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LA DIGESTIONE DELLE PROTEINE INIZIA
NELLO STOMACO
Pepsina
Secreta dalla mucosa gastrica sotto forma
di pepsinogeno, suo precursore inattivo
Attiva a pH 2-3, inattiva a pH>5
La pepsina è l’unica proteasi che può
idrolizzare il collagene
La sua azione viene neutralizzata a livello
del duodeno a causa della secrezione di
bicarbonati (che aumentano il pH)
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ATTIVAZIONE DELLE PROTEASI
PANCREATICHE
Enterochinasi
Tripsinogeno
Tripsina
Tripsinogeno
Chimotripsinogeno
Proelastasi
Procarbossipeptidasi
Tripsina
Chimotripsina
Elastasi
Carbossipeptidasi
Le proteasi attive a loro volta sono inattivate dalla tripsina
(meccanismo di controllo allo scopo di evitare l’autodigestione
della mucosa intestinale)
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ASSORBIMENTO
Proteina
Di/tri peptidi
aminoacidi
peptidi
trasportatori
peptidasi
aminopolipeptidasi
Peptidasi citoplasmatica
Aminoacidi
trasportatori
VITAMINE LIPOSOLUBILI
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INTRODUZIONE
 Vitamine e minerali sono classificati come micronutrienti:
sostanze chimiche richieste per la normale crescita e
metabolismo
 Sebbene i micronutrienti si riscontrino in tutti i tessuti e
fluidi corporei, essi costituiscono solo una piccola
percentuale del peso corporeo
 Gli organismi superiori si affidano all’ingestione di cibo e
supplementi per coprire i fabbisogni vitaminico-minerali
 Eccezioni note a questa regola sono rappresentate dalla
produzione di vitamina K e di biotina da parte della flora
batterica e la sintesi di vitamina D dai suoi precursori a
livello cutaneo
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FUNZIONI DELLE VITAMINE
 Composti organici
 Coinvolti nel rilascio di energia da carboidrati,
grassi, e proteine mediante la loro azione
come co-enzimi
 Non forniscono energia di per sè
 Funzioni sia dipendenti che indipendenti da
altre vitamine
 Una vitamina non può sostituirne un’altra
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DIFFERENZE TRA VITAMINE IDRO- E LIPO-SOLUBILI
Idro-
Lipo-
Assorbimento
Direttamente nel torrente
sanguigno
Prima nella linfa, poi nel
sangue
Trasporto
libero
Molte richiedono trasportatori
proteici
Deposito
Circolano liberamente nei fluidi Intrappolate nelle cellule
corporei
adipose
Escrezione
L’eccesso viene prontamente
eliminato dai reni
Tossicità
Possibilità di raggiungere livelli Elevata possibilità di
tossici se assunte come
raggiungere livelli tossici se
supplementi
assunte come supplementi
Fabbisogni
Richiesta in dosi frequenti (da
1 a 3 al giorno)
Escrezione lenta, tendono a
rimanere nelle cellule adipose
Richiesta in dosi periodiche
(anche settimane o mesi)
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DEFICIT VITAMINICI “CLASSICI”
Malattia
deficit vitaminico
Scorbuto
Beriberi
Pellagra
Rachitismo
Anemia perniciosa
Vitamina C
Tiamina
Niacina
Vitamina D
Vitamina B12
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FABBISOGNO VITAMINICO
 LARN= LIVELLI DI ASSUNZIONE GIORNALIERI RACCOMANDATI DI
ENERGIA E NUTRIENTI PER LA POPOLAZIONE ITALIANA
 Sviluppati dalla Società Italiana di Nutrizione Umana (SINU) con lo scopo di:
- proteggere l’intera popolazione dal rischio di carenze nutrizionali;
- fornire elementi utili per valutare l’adeguatezza nutrizionale della dieta
media della popolazione o di gruppi di essa rispetto ai valori proposti;
- pianificare la politica degli approvvigionamenti alimentari nazionali, nonchè
l’alimentazione di comunità
 Fabbisogno di riferimento per la popolazione, corrisponde al fabbisogno
medio più due deviazioni standard, in grado cioè di coprire i bisogni della
maggior parte della popolazione
 Viene evitato perciò di raccomandare livelli in eccesso rispetto ai bisogni,
anche per evitare il ricorso a supplementazioni o a fortificazioni alimentari
non strettamente necessari
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TOSSICITÀ DELLE VITAMINE
● “Di più non sempre è meglio.”
● Più frequente con le vitamine liposolubili
● Elevati dosaggi di vitamina C predispongono a
calcoli renali di ossalati
● Elevati dosaggi di vitamina C possono dare test per
glicosuria falsamente negativi in diabetici
● L’assunzione di acido folico può mascherare un
concomitante deficit di vitamina B12
● Una dose tossica di vitamina A può avere effetti
teratogeni sul feto
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CHI HA BISOGNO DI SUPPLEMENTI
VITAMINICO-MINERALI?
 Pazienti con le seguenti caratteristiche:
– Inadeguato introito alimentare (anziani, dieta ipocalorica,
diete restrittive)
– Aumentati fabbisogni fisiologici (gravidanza, allattamento)
– Aumentati fabbisogni metabolici (chirurgia, traumi, fratture)
– Maldigestione o malassorbimento (epatopatie, malattie
gastroenteriche, diarrea)
– Interazioni nutrienti-farmaci (es. elettroliti-diuretici )
– Interazioni con trattamento medico (chemio/radioterapia)
– Bisogno di dosi farmacologiche (es. niacina per
coronaropatie)
– Prevenzione primaria delle malattie (acido folico)
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VITAMINE LIPOSOLUBILI
 Vitamina
A (retinolo, carotenoidi)
 Vitamina
D (colecalciferolo)
 Vitamina
E (tocoferoli)
 Vitamina
K (filloquinone,
menaquinone, menadione)
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FUNZIONI DELLA VITAMINA A
 Visione notturna e e dei colori – formazione di rodopsina
(pigmento della retina) da retinale ed opsina
 Integrità e crescita delle cellule epiteliali di cute e mucose
 Produzione di collagene: denti, ossa, cartilagine, tendini,
tessuto connettivo
 Riproduzione
 Promozione della differenziazione cellulare
 Antiossidante
 Come farmaco (ad alte dosi): terapia acne, psoriasi, alcuni
tumori
La scoperta di recettori nucleari per i retinoidi, capaci di legarsi a brevi sequenza
di DNA e in tal modo di controllare l’espressione genica, ha gettato nuova luce
sugli aspetti funzionali della vitamina non legati alla visione
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CAROTENOIDI
• Pigmenti di origine vegetale (identificati ≈600)
• Quelli presenti in modo apprezzabile nell'organismo sono:
β-carotene, α-carotene, luteina, zeaxantina, criptoxantina,
licopene (α e β-Carotene, criptoxantina possono essere
convertiti nell'organismo in vit. A)
• Vit. A e carotenoidi sono solubili nella gran parte dei
solventi organici e sono sensibili all’ox, polimerizzazione e
isomerizzazione, specialmente in soluzioni diluite, in
presenza d’O2, di luce e a temperature elevate
• Si conservano a lungo, se tenuti a riparo della luce, al
freddo e in assenza d’ossigeno
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DISVITAMINOSI A
 Sintomi/segni di deficit
– Cecità notturna
– Xeroftalmia
– Ridotta crescita nei bambini
– Rallentata cicatrizzazione
– Disepitelizzazione mucose
 Sintomi/segni di tossicità
– Effetti teratogeni
– Cefalea, alopecia
– Nausea, vomito
– Problemi visivi
– Epatopatia, cirrosi epatica
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ECCESSO DI VITAMINA
Se somministrata per lunghi periodi a dosi in eccesso rispetto a
quelle raccomandate, si possono avere fenomeni tossici
 Sindrome da intossicazione acuta, fa seguito a una o poche
somministrazioni di quantità molto rilevanti della vitamina
 Sindrome da intossicazione cronica si sviluppa in seguito alla
somministrazione di dosi meno elevate, ma per tempi più lunghi
 Sindrome teratogenica, colpisce l’embrione (più suscettibile) e il
feto durante lo sviluppo, provocando malformazioni, anche a dosi
non elevatissime. Una singola dose da 30-90mg nella prima parte
della gravidanza può indurre aborto spontaneo o malformazioni
fetali gravi. È possibile un sinergismo con altre sostanze che diano
simili effetti come, ad es. l’alcol
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FONTI ALIMENTARI
Vit.A in alimenti di origine animale
Alimenti ricchi di vitamina A
Fegato; latte, formaggi, uova e burro
Carotenoidi in alimenti di origine vegetale
Ne sono ricchi: frutti e ortaggi di colore giallo-arancione e ortaggi a
foglia
Pigmenti giallo-arancione ampiamente distribuiti in natura: nei
tessuti vegetali e nei microrganismi fotosintetizzanti (alcuni
carotenoidi partecipano alla fotosintesi)
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VITAMINA D
1) Ergocalciferolo (D2), formata per irradiazione dell'ergosterolo
(provitamina vegetale)
2) Colecalciferolo (D3), formata nell'epidermide in seguito all'esposizione
alla luce UV del 7-deidrocolesterolo
D1 era stato originariamente usato per indicare una miscela non purificata e
oggi non è più utilizzato
Nutriente essenziale nel caso di scarsa esposizione al sole
FUNZIONI: nel processo di divisione cellulare; contributo al normale
funzionamento del sistema immunitario; al mantenimento della
normale funzione muscolare; ai normali livelli ematici di calcio; al
normale assorbimento/ utilizzazione del calcio e del fosforo e del
normale mantenimento delle ossa e dei denti.
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CARENZA
Osteomalacia: nell’adulto provocata da perdita di Ca da parte
dell’osso che diventa molle
Rachitismo: riferito ad alterazioni ossee provocate dalla carenza
della vitamina in età giovanile
I 2 aspetti della carenza, osteomalacia e rachitismo, possono
essere corretti dalla somministrazione di coleciferolo in ragione
di 10-125µg/d nel bambino e 50-250µg/d nell’adulto
Non esiste evidenza alcuna che un deficit di vit. D sia
correlabile alla perdita di sostanza ossea conosciuta come
osteoporosi e tipica dell’età senile
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FONTI ALIMENTARI
Contenuta in quantità apprezzabili solo in pochi alimenti di origine animale:
fegato del merluzzo, filetto dei pesci grassi (aringa, salmone), latte intero,
burro, alcuni formaggi a pasta dura, uova
In molti Paesi alcuni alimenti (es. latte) sono arricchiti in vitamina D
BIODISPONIBILITÀ
Si conosce molto poco della biodisponibilità della vit.D è difficile discriminare
tra la D alimentare e quella di produzione endogena
L'assorbimento della D introdotta come supplemento alla dieta varia da
55-99%; l'assorbimento della D alimentare è probabilmente inferiore
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LIVELLI DI ASSUNZIONE RACCOMANDATI
È assai difficile elaborare livelli raccomandati di assunzione
La > sorgente di colecalciferolo è l’esposizione alla luce che
avviene durante le comuni attività di tutti i giorni
In condizioni normali l'esposizione alla luce solare è sufficiente per
soddisfarne il fabbisogno (sembra di 2.5-10µg/d)
E’ consigliata introduzione con la dieta di 10µg/d di vit. D nei:
- neonati
- bambini fino a 3 anni
- donne in gravidanza (ultimo trimestre) e allattamento
- anziani
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LA VITAMINA E
Nel 1936 la vitamina E fu isolata e gli fu data il
nome di tocoferolo (vitamina della fecondità;
tokos = parto e pherein = apportare)
Oggi è ormai riconosciuto il ruolo svolto dalla
Vitamina E nel:
- Prevenire le
poliinsaturi
degradazioni
degli
ac.grassi
- Proteggere le membrane cellulari, grazie alla
sua capacità antiossidante, anche in
combinazione con altri fattori
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CARENZA E TOSSICITÀ
Negli adulti la carenza di vit.E si può instaurare nei casi in cui si
abbia da lungo tempo una compromissione del metabolismo
lipidico
Sono state osservate deficienze secondarie di α-tocoferolo
conseguenti a sindromi da malassorbimento
Carenza di vit.E può determinare insorgenza di una sindrome
neuro degenerativa (con neuropatia periferica associata a miopatia
necrotizzante, atassia cerebellare con oftalmoplegia e retinopatia
pigmentata)
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FONTI ALIMENTARI
Contenuta soprattutto negli alimenti di origine vegetale
Tutte le piante superiori contengono α-tocoferolo, localizzato
prevalentemente nelle foglie e nelle altre parti verdi delle piante
Gli oli vegetali sono ricchi in tocoferoli (raffinazioni determinano ↓ vit.E)
Cottura dei cibi ne ↓ il contenuto; > perdite sono causate da frittura e
cottura al forno
Conservazione degli alimenti comporta perdite graduali di vitamina
soprattutto in presenza di ac.grassi polinsaturi; più è bassa la T a cui sono
mantenuti gli alimenti conservati, più sono ridotte le perdite
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LIVELLI DI ASSUNZIONE RACCOMANDATI
Espressi in tocoferolo equivalenti (TE):
1TE = 1mg RRR-α-tocoferolo = 1,5UI = 2mg β-tocoferolo = 3mg
γtocotrienolo = 10mg γ-tocoferolo
Fabbisogno di vit.E strettamente legato all'apporto di altri
nutrienti ed in particolare dei PUFA
Adeguato un valore del rapporto TE/g di PUFA = 0,4
(Commission of the European Communities, 1993)
In ogni caso i valori non devono scendere al di sotto di:
- 3mg/d per le donne e di 4 mg/d per gli uomini
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VITAMINA K
FUNZIONE: normale mantenimento delle ossa e della
coagulazione del sangue
Diverse sono le proteine coinvolte nella coagulazione del
sangue, la cui attività dipende dalla vit. K
l. Fillochinone o vitamina K1 (2-metil-3-fitil-1,4-naftochinone) di origine
vegetale con un solo doppio legame nella catena laterale
2. Menachinone-n o vitamina K2 di origine batterica (n indica il n° di unità
isoprenoidi presenti nella catena laterale. La catena laterale è
insatura e comunemente in configurazione all-trans)
3. Menadione o vitamina K3 (2-metil-l,4-naftochinone) forma sintetica
idrosolubile senza la catena laterale
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DEFICIENZA DI VITAMINA K
Una deficienza primaria di vit. K è rara nell’adulto altrimenti sano
Alcuni fattori rendono ragione di quest’affermazione:
• La vitamina è ampiamente diffusa nel regno animale e in quello
vegetale
• La flora batterica presente nell’intestino sintetizza menachinoni e
può contribuire alla nutrizione
Nell’adulto un deficit di vit. K è solitamente imputabile all’uso di
farmaci o a malattia. Una deficienza della vitamina può
insorgere con l’uso della nutrizione parenterale totale, a seguito
di ostruzione biliare, di malassorbimento lipidico e di malattie
epatiche. Alcuni farmaci possono indurre una sindrome
emorragica per interferenza con i sistemi interessati alla vit. K;
tra questi, gli anticoagulanti cumarinici e i salicilati
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FONTI ALIMENTARI
Ampiamente distribuita negli alimenti, inoltre è sintetizzata dalla
microflora intestinale. Contenuta in ortaggi a foglia verde; frutta,
cereali, carni e latticini ne contengono quantità meno rilevanti
BIODISPONIBILITÀ
Molto scarse le conoscenze sulla biodisponibilità
Non ci sono ancora metodiche analitiche che permettano di
determinare con precisione la vit.K negli alimenti e di discriminare a
livello dell'organismo tra la vit.K di provenienza alimentare e quella
di produzione microbica
LIVELLI DI ASSUNZIONE RACCOMANDATI
1µg di vit.Kl/kg di peso corporeo (soddisfatti da una dieta
equilibrata)
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VITAMINE IDROSOLUBILI
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VITAMINE IDROSOLUBILI









Vitamina C (acido ascorbico)
Tiamina (vitamina B1)
Riboflavina (vitamina B2)
Niacina (vitamina B3)
Acido pantotenico (vitamina B5)
Piridossina (vitamina B6)
Cobalamina (vitamina B12)
Folati (acido folico)
Biotina
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VITAMINA C: FUNZIONI
La vitamina C (acido L-ascorbico) è capace di ossidarsi
(in acido deidroascorbico, dotato anch’esso di attività
vitaminica), e di ridursi reversibilmente
L'acido ascorbico è il cofattore di enzimi che catalizzano
reazioni di idrossilazione:
• l’idrossilazione della prolina e della lisina per la
formazione del collagene
• l’idrossilazione della DOPA per la
formazione
dell’adrenalina
• l’idrossilazione di composti aromatici nel fegato
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VITAMINA C: FUNZIONI
Inoltre interviene nei processi di difesa cellulare:
• favorendo l’eliminazione dei radicali liberi
dell’ossigeno attraverso la donazione di un
elettrone al tocoferil-radicale;
• rigenerando così l’attività antiradicalica della
vitamina E
• infine la vitamina C favorisce la riduzione
dell’acido folico nelle sue forme coenzimatiche e
l’assorbimento intestinale del ferro per riduzione
da Fe3+ a Fe2+
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VITAMINA C: FABBISOGNI E FONTI
Nell’uomo: la quantità minima giornaliera per
prevenire lo scorbuto è ~10mg; il fabbisogno medio
giornaliero è di 60mg
• Sintesi endogena, tranne uomo, cavia, pesci
• Fonti alimentari:
Vegetali verdi
Agrumi
L’acido ascorbico è ampiamente distribuito nei vegetali freschi e negli agrumi;
perdite cospicue si hanno quando gli alimenti che lo contengono sono esposti all’aria
per lunghi periodi o quando vengono conservati in recipienti di rame che ne
favoriscono l’ossidazione
La cottura degli alimenti comporta una perdita limitata se viene effettuata
rapidamente in poca acqua ed in recipienti chiusi
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DEFICIT DI VITAMINA C
 In relazione al deficit nella sintesi di collagene
• Petecchie
• Ecchimosi
• Gengive sanguinanti
• Ipercheratosi
• Artralgia
• Ridotta cicatrizzazione delle ferite
• Astenia
 Possibile aumento di rischio di malattie
cardiovascolari e tumori
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TIAMINA VITAMINA B1 0 ANEURINA
• FUNZIONE: contributo al normale metabolismo
energetico; normale
funzione cardiaca,
normale funzione del sistema nervoso e alle
normali funzioni psicologiche.
• Tiamina, riboflavina, niacina:
Coenzimi necessari per reazioni che rilasciano
energia dai macronutrienti
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Dr. Renata Bracale
VITAMINA B1: FABBISOGNI E
CARENZE
Nell’uomo:
E’ difficile stabilire con precisione il fabbisogno giornaliero di
tiamina in quanto è in funzione della quantità di
carboidrati introdotti con l’alimentazione
- L’apporto 1,2 mg/die è considerato sufficiente per l’adulto
La deficienza di tiamina è associata ad alterazioni nel
metabolismo dei carboidrati. Poichè ci sono scarse
possibilità di immagazzinamento della tiamina, i primi disturbi
metabolici appaiono dopo pochi giorni di assunzione di una
dieta carente in vitamina
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VITAMINA B1: PRINCIPALI FONTI
La tiamina si ritrova sia negli alimenti di origine animale e
vegetale. In genere negli alimenti vegetali si trova per lo più in
forma libera mentre in quelli animali si trova anche in quella
fosforilata sia a mono che a difosfato.
Particolarmente ricchi di tale vitamina sono i legumi ed il
germe ed il pericarpo dei cereali. Negli alimenti animali le
maggiori concentrazioni sono nel fegato, nel rene, nel cervello
e nell'intestino. Un'altra fonte importante di tiamina è inoltre il
lievito di birra.
La tiamina si comporta come un coenzima partecipando al
processo di conversione del glucosio in energia, ed è vitale in
alcune reazioni metaboliche.
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DEFICIT DI TIAMINA: BERI BERI
 Deficit primario osservato solo nelle popolazioni che
consumano quasi esclusivamente riso o nell’anoressia
nervosa
 L’alcool inibisce l’assorbimento di tiamina nell’intestino e
porta a deficit; alcolisti ad elevato rischio
 Il deficit colpisce i sistemi cardiovascolari, muscolari, nervosi
e gastrointestinali
 Beri beri “asciutto”: polineurite periferica, paralisi, atrofia
muscolare
 Beri beri “umido”: scompenso cardiaco congestizio, edemi
periferici
 Sintomatologia può essere precipitata dalla somministrazione
di soluzioni glucosate  correggere sempre prima il deficit di
tiamina negli alcolisti
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RIBOFLAVINA VITAMINA B2 O LATTOFLAVINA
• FUNZIONI: contributo al normale metabolismo energetico e del
ferro; mantenimento
della normale pelle e delle membrane
mucose, della normale capacità visiva e dei normali eritrociti,
protezione del DNA e delle
cellule dallo stress ossidativo,
riduzione della stanchezza e della fatica, e mantenimento della
normale funzione del sistema nervoso.
• La vitamina B2, sotto forma
di due coenzimi flavinici
(flavinmononucleotide, FMN, e flavindinucleotide, FAD),
costituisce il gruppo prostetico di enzimi che intervengono in
diverse reazioni di ossido-riduzione
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VITAMINA B2: FABBISOGNI E
FONTI ALIMENTARI
Nell’uomo:
Una piccola parte è fornita all’organismo dalla flora batterica
intestinale
- L’apporto 1,3-1,8 mg/die è considerato sufficiente per
l’adulto maschio
- Per le femmine in gravidanza e durante l’allattamento il
fabbisogno aumenta rispettivamente di 0,1 e 0,3mg
La riboflavina, in natura, è abbondantemente presente. Si trova nelle verdure, nel
lievito e soprattutto nel latte, nel fegato, nel cuore, nel rene e nell'albume
dell'uovo. Nelle verdure il contenuto della vitamina è presente soprattutto nelle
parti a crescita attiva e diminuisce allorché la pianta smette di crescere. Anche
nel latte la quantità di riboflavina può essere variabile a seconda del tipo di
alimentazione degli animali produttori. Nei tessuti dei mammiferi la vitamina è
presente nella forma coenzimatica.C
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VITAMINA B2: CARENZE
In stati carenziali di riboflavina, la struttura epatica viene alterata,
il volume dei mitocondri ed il numero delle loro creste aumentano,
e le concentrazioni di DNA ed RNA, diminuiscono sensibilmente in
seguito a prolungati periodi di carenza
• Nell’uomo si manifesta con una sindrome pellagra simile
(pellagra sine pellagra)
• Sono caratteristiche le lesioni delle mucose e dei tessuti epiteliali
dell’occhio e del tubo digerente
•
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VITAMINA PP O VITAMINA B3 O ACIDO
NICOTINICO O NIACINA
• FUNZIONE: contributo al normale metabolismo
energetico; normale funzionamento del sistema nervoso;
mantenimento normale della cute e delle membrane
mucose; riduzione della stanchezza e della fatica e
contributo alle normali funzioni psicologiche.
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VITAMINA PP: FUNZIONI
Sotto forma di coenzimi (il nicotin adenin
dinucleotide o NAD e il nicotin adenin dinucleotide
fosfato o NADP) partecipa a numerose reazioni di
ossidoriduzione, sia a livello dei processi catabolici
sia di quelli anabolici, quali sintesi di acidi grassi e
aminoacidi
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VITAMINA PP: FABBISOGNI E CARENZE
 Nell’uomo si ritiene che 60 mg di triptofano equivalgano a 1 mg di vitamina
PP
 Il fabbisogno giornaliero di vitamina PP per l’uomo è valutato in 6,6mg per
ogni 1000kcal ingerite, con un minimo di 19mg per l’uomo e 14mg per la
donna

Durante la gravidanza e l’allattamento i fabbisogni aumentano
rispettivamente di 1 e 3 mg/die
 Dosi elevate di acido nicotinico e nicotinamide (3g o più) hanno effetti
farmacologici sul SNC, sul sistema circolatorio e sui livelli ematici di glucosio e
di lipoproteine
• La carenza di vitamina PP causa nell’uomo la pellagra i cui sintomi sono:
dermatite, diarrea, demenza
• Si ammalano di pellagra gli individui che si nutrono prevalentemente di
polenta (farina di mais) nella quale la vitamina si trova in forma legata, non
assorbibile, mentre al contempo le proteine in essa presenti non contengono
triptofano
• Il primo sintomo è la stomatite, la lingua gonfia e scarlatta, anoressia,
diarrea e dolori addominali
• La dermatite pellagrosa si manifesta di solito simmetricamente
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VITAMINA PP: PRINCIPALI FONTI
ALIMENTARI
In genere le fonti alimentari vegetali presentano una maggior quantità di
acido nicotinico, mentre quelle animali hanno più nicotinammide. Sono
composti resistenti alla cottura, fatto salvo che possono facilmente
disperdersi nel liquido di cottura.
Di vitamina PP abbondano il lievito di birra e le carni. Al contrario, frutta,
verdura e uova ne presentano basse quantità. Anche i cereali ne
presentano buoni livelli.
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VITAMINA B6: FUNZIONI
I tre vitameri della vitamina B6 (piridossina,
piridossale e piridossamina - ed i rispettivi esteri
fosforici) sono composti metabolicamente attivi, in
quanto si trovano legati a numerosi enzimi che
intervengono in massima parte nel metabolismo
degli aminoacidi e di altre sostanze azotate
Questo spiega come dall'apporto di questa vitamina
con la dieta dipenda la buona utilizzazione delle
proteine alimentari
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VITAMINA B6: FABBISOGNI
 La piridossina è la forma più stabile rispetto ai
processi di trasformazione degli alimenti
 Il fabbisogno giornaliero, per l’uomo, dipende
dalla quantità di proteine introdotta con la dieta

Mediamente viene consigliata l’assunzione
giornaliera di 1,4 mg per l’uomo e 1,1 mg per la
donna
 Il fabbisogno aumenta durante la gravidanza
(+0,2mg) e l’allattamento (+0,4mg)
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VITAMINA B6: PRINCIPALI FONTI E CARENZE
La vitamina B6 è presente sia nei prodotti animali che vegetali.
Generalmente nei primi vi è una maggior quantità di piridossamina e
piridossale fosforilati mentre nei secondi prevale la piridossina. Nei
vegetali, tuttavia, vi può anche essere una quota di piridossamina
glicosilata che non viene idrolizzata dagli enzimi intestinali e che per
tanto è inutilizzabile.
Nell’uomo particolarmente sensibili alla sua
carenza sono il SNC (convulsioni) e le strutture
mesenchimali
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VITAMINA H O BIOTINA
• Studi condotti da vari autori sulle alterazioni cutanee e della crescita provocate in
animali nutriti con il solo albume d’uovo crudo, hanno portato Gyorgy nel 1931, ad
individuare il fattore responsabile di tali disturbi
• Si sa oggi che l’avidina, glicoproteina contenuta nell’albume d’uovo, impedisce
l’assorbimento della biotina presente negli alimenti, ma anche di quella prodotta dalla
flora batterica intestinale
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BIOTINA: FUNZIONI
Nei mammiferi la biotina è il coenzima di quattro
importanti carbossilasi, implicate nel metabolismo
intermedio, nella lipogenesi e nella sintesi della
cheratina:
• la piruvato-carbossilasi (gluconeogenesi)
• la propionil-CoA-carbossilasi (metabolismo del propionato)
• la metilcrotonil-CoA-carbossilasi per il metabolismo degli
aminoacidi ramificati
• l'acetil CoA carbossilasi nella sintesi degli acidi grassi
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BIOTINA: FABBISOGNI E FONTI
 E’ prodotta a sufficienza dai batteri intestinali, tanto che la
quantità eliminata con le urine spesso eccede quella
introdotta con l’alimentazione

Si ritiene che un intervallo adeguato di sicurezza,
considerando tutte le fonti, sia compreso tra 30 e 100µg/die
per le fasce di popolazione di bambini, adolescenti ed adulti
• La biotina è presente sia nel regno animale che in quello
vegetale. Si trova anche nel latte (umano e di mucca), nei
latticini, nel tuorlo dell'uovo e nei frutti di mare. Nei vegetali
soprattutto, la biotina è presente legata in maniera energica alle
proteine per cui la sua biodisponibilità è più bassa.
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BIOTINA: CARENZA
• Carenza di biotina si può riscontrare in individui che si
nutrono di grosse quantità di uova con albume crudo (per
presenza di avidina) (almeno 20 al giorno)
• Anche la somministrazione in dosi elevate di sulfamidici,
capaci di effettuare una sterilizzazione dell’ambiente
intestinale, può portare a carenza di biotina, che viene però
accompagnata da carenza più generale di altri fattori
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ACIDO FOLICO: FUNZIONI E
FABBISOGNO
 Sintesi delle normali purine e pirimidine e dei globuli
rossi in congiunzione alla vitamina B12 :
 Sintesi
della timidina
(DNA)
 Modificazioni e conversioni aminoacidiche
 Divisione cellulare
 Il fabbisogno giornaliero consigliato per l’uomo adulto è 0,2
mg, che aumenta a 0,4 mg durante la gravidanza e a 0,3
mg durante l’allattamento
 Dosi superiori sono raccomandate in stati di malattia ed
alcolismo
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ACIDO FOLICO: FONTI ALIMENTARI
• L'acido folico è presente nelle frattaglie (rene,
fegato), come folati nelle verdure a foglia verde
(lattuga, spinaci, broccoli), nei legumi e nelle
uova. La sua presenza è scarsa nella frutta e nel
latte. Parte dell'acido folico (circa il 50% o anche
più) si può perdere durante la cottura in quanto
termolabile.
• Cornflakes fortificati
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ACIDO FOLICO: CARENZE
 Siccome la timidina è un componente del DNA, il deficit di
folati altera la produzione di globuli rossi, dando luogo ad
eritrociti allargati ed ovali, che configurano una anemia
macrocitica
 L‘anemia macrocitica raprpesenta quindi un blocco nella
normale via eritrogenica ad uno o più stadi
 L’anemia macrocitica deve essere sempre curata associando
folati e vitamina B12
A RISCHIO DI DEFICIT DI FOLATI
•
•
•
•
•
•
Alcolisti
Donne in gravidanza
Giovani donne
Utilizzatrici di contraccettivi orali
Fumatori
Molti farmaci interferiscono con l’assorbimento ed il metabolismo
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RUOLO DEI FOLATI NELLA PREVENZIONE
 Malattia cardiovascolare
– Cofattore nel metabolismo dell’omocisteina
– Omocisteina aminoacido “tossico” per l’endotelio ed
avente funzione procoagulante
– Forte associazione inversa tra livelli plasmatici di
omocisteina e di acido folico (molto frequente la
eterozigosi per alterazioni di geni codificanti enzimi del
metabolismo dell’omocisteina).
 Difetti del tubo neurale (spina bifida)
– Essenziali nel primo trimestre di gravidanza; se possibile
iniziare nel pre-concepimento
– Supplementazione usuale: 1-5 mg folati/die
– Lieve aumentato rischio di gravidanze gemellari
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VITAMINA B12 (CIANO-COBALAMINA E
COBALAMINA)
• Con il termine di Vitamina B12 si comprende un gruppo
di sostanze caratterizzate da un anello corrinoide
contenente un atomo di cobalto: le cobalamine
• Le forme più note sono: l'idrossicobalamina (naturale) e
la cianocobalamina
• Necessaria per la sintesi di DNA e per la formazione
delle cellule del sangue
•
Richiede per il suo assorbimento il FATTORE
INTRINSECO prodotto dallo stomaco
• Si accumula nel fegato
• Assorbimento a livello ileale
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VITAMINA B12: FABBISOGNI E FONTI
- Le dosi raccomandate per l’uomo sono di 2 µg/die, nelle
donne vegetariane strette (o vegane), durante la
gravidanza e l’allattamento ed in neonati carenti si
consiglia un supplemento di vitamina B12
 I prodotti di origine animale (carne,latticini,uova) contengono questa
vitamina in adeguate quantità. In natura la sintesi della vitamina B12
avviene solo ad opera di microrganismi
 I cianobatteri impropriamente detti alghe azzurre (spirulina, klamath)
producono invece analoghi inattivi (pseudo B12) mentre certe alghe
acquisiscono vitamina B12 dal rapporto simbiotico con batteri
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VITAMINA B12: DEFICIT
 Ingestione inadeguata
– Vegetariani stretti (Vegan)
– Alcolisti
 Assorbimento inadeguato
– Anemia perniciosa (gastrite atrofica)
– Gastrectomia
– Malattia celiaca
– Morbo di Crohn, colite ulcerosa
– Sindrome dell’intestino corto
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VITAMINA B12: DEFICIT
Segni/sintomi clinici
– Anemia megaloblastica
•
Pallore, glossite,
dispnea ed astenia
stomatite
angolare,
– Pancitopenia
•
•
Sanguinamento/ecchimosi
Infezioni
– Neurologiche (a lungo termine)
•
Parestesie,
debolezza
progressiva,
atassia, irritabilità, demenza
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MINERALI
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INTRODUZIONE
 I minerali sono classificati come micronutrienti: sostanze
chimiche richieste per la normale crescita ed il
metabolismo.
 I minerali sono elementi inorganici, e come le vitamine,
non forniscono energia.
 Gli organismi superiori dipendono dal cibo per coprire i
loro fabbisogni, dal momento che non sono capaci di
produrre o sintetizzare quesrti composti.
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• Minerali essenziali
– Macroelementi
fabbisogno > 100 mg/die
• 0.05-2% peso corporeo
• includono calcio, cloro, fosforo, potassio, magnesio,
sodio, e zolfo.
– Microelementi (micronutrienti)
• Fabbisogno <100 mg/die
• <0.05% peso corporeo
• Includono cromo, cobalto, rame, fluoro, iodio, ferro,
manganese, molibdeno, selenio, zinco.
 Elementi con ruolo non ancora ben definito nel
mantenimento della salute umana: arsenico, boron,
cadmio, litio, nickel, silicone, stagno e vanadio.
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CALCIO
 Mineralizzazione ossea
 Permeabilità della membrana cellulare
 Contrazione muscolare
 Coagulazione del sangue
 Trasmissione sinaptica dell’impulso nervoso
 Ettivazione enzimatica (es. lipasi pancreatica)
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FERRO
 E’un elamento essenziale di tutte le cellule dell’organismo
 Come componente di emoglobina, mioglobina, e degli enzimi
citocromo ossidasi, perossidasi e catalasi, il ferro gioca un ruolo
chiave nel trasporto dell’ossigeno e della respirazione cellulare.
 Cofattore necessario in molte reazioni enzimatiche utilizzate per
metabolizzare il glucosio e gli acidi grassi. Sintesi di emoglobina
(che serve a trasportare l’ossigeno) e mioglobina (che serve come
deposito di ossigeno in sede muscolare)
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DEFICIT DI FERRO
 Il deficit di ferro è uno dei problemi nutrizionali più
frequenti al mondo, con le seguenti popolazioni a
rischio:
– Donne gravide che non hanno assunto
supplementi di ferro
– Bambini
– Donne in età fertile
– Anziani
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RACCOMANDAZIONI
•
Cibi ricchi di ferro:
– carne. pesce, pollame, uova
– frattaglie
– legumi
– frutta secca
– cereali arrichiti
•
Fabbisogno di ferro in gravidanza
– 30 mg/die
– l’associazione di vitamina C
biodisponibilità del ferro
aumenta
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la
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ACQUA
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ACQUA
• E’ una molecola essenziale per la vita e quantitativamente è il costituente principale
della cellula e dell’organismo umano. E’ il solvente in cui avvengono tutte le reazioni
metaboliche e per mezzo del quale si eliminano le scorie metaboliche.
• E’ uno dei prodotti finali dell’ossidazione dei nutrienti energetici; la quantità così
prodotta non è sufficiente a coprire il bisogno giornaliero di un organismo e pertanto
questo elemento è un NUTRIENTE ESSENZIALE.
• Il tessuto muscolare è metabolicamente attivo ed ha un contenuto in acqua del 75%,
mentre il tessuto adiposo è una riserva di grasso con scarso contenuto di acqua (10%).
• L’acqua introdotta con gli alimenti contribuisce al mantenimento del bilancio idrico
ed è anche una buona fonte di Sali minerali.
• L’equilibrio idrico può essere ottenuto a diversi livelli quantitativi. A mantenerlo
concorrono due meccanismi principali: quello della sete e quello dell’emuntorio renale.
• L’organismo umano non tollera variazione del contenuto in acqua superiore al 7%.
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ACQUA
E’ il principale costituente dell’organismo
2 principali ruoli:
1) COMPONENTE STRUTTURALE
2) METABOLISMO CELLULARE
COMPONENTE STRUTTURALE
% acqua del peso corporeo totale dell’adulto
magro
M
F
70
60
normopeso
M
F
60
50
obeso
M
F
50
42
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Dr. Renata Bracale
METABOLISMO CELLULARE
• Dal punto di vista metabolico, l’acqua, come solvente, serve come veicolo inerte per i
componenti in essa disciolti trasportandoli via sangue e linfa ai tessuti cellulari,
convogliando ai distretti le secrezioni endocrine e solubilizzando gli escreti per la loro
eliminazione dall’organismo.
• Inoltre, tutte le reazioni chimiche della vita avvengono in un mezzo acquoso; in
alcuni casi l’acqua partecipa attivamente come reagente e non è solo un veicolo inerte
(reazioni idrolitiche e di idratazione).
• Svolge anche un ruolo importante a livello dei polmoni, poiché evaporando sia da
questi che dalla pelle, è responsabile per il 25% e più della perdita di calore dal corpo,
contribuendo in tal modo alla regolazione della temperatura.
• Nell’acqua corporea sono contenuti elettroliti che impartiscono ad essa una
osmolarità ed una isotonicità tali da non compromettere il contenuto di liquidi nelle
cellule, pur permettendo gli scambi tra compartimento cellulare ed extracellulare.
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ACQUA ED ELETTROLITI
• Dal punto di vista nutrizionale, ogni difetto nel metabolismo di fluidi ed elettroliti non è il
risultato di una eccessiva o non sufficiente apporto di sostanze nutrizionali ma di:
- perdite anormali
- ritenzione anormale
- assorbimento intestinale non sufficiente
- alterata distribuzione dei fluidi ed elettroliti
• Aumentato fabbisogno può essere associato a perdite anormali dovute ad un metabolismo
sbilanciato come nel caso di vomito, diarrea e febbre e/o con la deposizione di nuovo
materiale proteico poiché la massa muscolare corporea contiene il 70% di acqua.
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BILANCIO DEI FLUIDI
Bilancio acqua = ingressi - perdite
strettamente regolato (variazioni peso corporeo < 1%)
Fonti di ingresso di acqua (in condizioni fisiologiche: media 2500 cc)
1. metabolica
2. alimenti
3. liquidi
Fonti di perdita di acqua (in condizioni fisiologiche: media 2500 cc)
1. perdite non renali
insensibili
a) respirazione
b) traspirazione
sensibili
c) sudorazione
d) fecali
2. perdite renali
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BILANCIO DEI FLUIDI
Ingressi
Acqua metabolica (200-400 ml/die): prodotta dai processi metabolici dell’organismo.
Rappresenta poco meno del 10% delle entrate quotidiane di acqua (media 330 ml/die).
Acqua contenuta negli alimenti (600-1000 ml/die): varia considerabilmente in relazione al
tipo di alimento ed alla sua preparazione. Rappresenta circa un terzo delle entrate quotidiane
di acqua (media 800 ml/die).
Acqua assunta in forma di liquidi (1000-2500 ml/die): l’assunzione (media 1500 ml/die) è
principalmente regolata dal meccanismo della sete, ma vi è anche un significativo elemento
soggettivo. L’acqua introdotta in eccesso è prontamente eliminata dai reni.
Assorbimento
> 50% per diffusione
• circa 50% sistemi di trasporto attivi
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Perdite (1)
Le perdite insensibili non sono soggette a regolazione. Dipendono dalla taglia corporea,
dall’esercizio fisico e dalla temperatura ed umidità ambientali.
• donna 500-800 ml
• uomo 800-1000 ml
Respirazione (300-750 ml/die)
Il contenuto di acqua nell’aria inspirata è minore di quello contenuto nell’aria espirata.
La perdita di acqua con la respirazione può essere calcolata dal volume respiratorio e dalla
differenza nella pressione parziale del vapore acqueo tra aria inspirata ed espirata. Poiché il
volume respiratorio è determinato dalla quantità di CO2 prodotta che è a sua volta dipendente
dall’apporto calorico e dalla composizione della dieta, in condizioni normali ambientali è anche
una funzione del dispendio energetico e dell’esercizio fisico ed è uguale a 13 ml di acqua ogni
100 kcal.
Traspirazione (300-350 ml/die)
L’acqua persa con la pelle serve prioritariamente a dissipare il calore. Quella persa senza sudare è
chiamata traspirazione insensibile, attraverso il gradiente di pressione parziale esistente tra
l’interno e l’esterno del corpo. Rappresenta circa il 10% delle perdite.
Complessivamente si può assumere che le perdite insensibili siano dell’ordine di 300-500 ml/
m2di superficie corporea/giorno.
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Perdite (2)
Le perdite sensibili sono soggette a vari meccanismi di regolazione
Sudorazione: (200-300 ml/die). Scopo della sudorazione non è la regolazione del contenuto
di acqua, ma la regolazione della temperatura corporea.
La quantità di acqua persa attraverso la pelle è proporzionale al calore generato ed è uguale
a 30 ml ogni 100 kcal o 8 ml/kg di peso corporeo.Il sudore è una secrezione controllata dal
sistema nervoso simpatico e contiene circa 50 mEq di sodio e 5 mEq di potassio; rispetto
alla composizione del fluido extracellulare, essa è ipo-osmolare e contiene relativamente più
acqua che sodio. Va da 200 ml/die in ambiente a temperatura costante di 20°C ed a riposo
fino ad 8-10 litri/die in ambiente caldo, alta umidità ed in condizioni di sforzo fisico intenso.
La sudorazione profusa è pericolosa in quanto può dare luogo ad ipersodiemia ed
iperosmolarità, con concomitante deplezione dei fluidi corporei.
Feci
L’acqua secreta nel tratto gastroenterico (6-7 litri/die) in condizioni fisiologiche è quasi
completamente riassorbita assieme al suo contenuto proteico ed elettrolitico; alla fine del
processo la quantità di acqua escreta con le feci è pari a circa 100 ml/die. Il contenuto di
acqua e soluti nel tratto gastrointestinale è isotonico rispetto al plasma ed ogni fluido che
entra nel tratto gastrointestinale diventa isotonico attraverso secrezioni e riassorbimenti.
Vomito e diarrea possono causare gravi deplezioni dei fluidi corporei sia in termini di acqua
che di elettroliti.
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Perdite (3)
Le perdite urinarie o renali si dividono in obbligatorie ed in facoltative.
Possono considerarsi essere quelle più variabili in quanto è questo il meccanismo di bilancio
tra acqua introitata ed acqua escreta. Il rene mantiene l’osmolarità dei fluidi corporei
riducendo od aumentando l’escrezione di acqua e soluti.
Variano da 1000 a 2500 ml/die in condizioni normali, con estremi da 500 ml a 20000 ml/die.
Le perdite urinarie dipendono dal totale dei soluti escreti e dalla osmolarità delle urine.
I soluti dipendono dall’introduzione di sali con la dieta e dall’urea prodotta. I processi
metabolici dell’organismo producono un certo quantitativo di soluti (osmols) che vengono
liminati nelle urine, pari a circa 600 mOsm/die. L’urea eliminata con le urine rappresenta più
del 50% dei soluti totali presenti nelle urine.
Le perdite obbligatorie si riferiscono al volume urinario necessario per eliminare le scorie
metaboliche.
Il termine perdite facoltative si riferisce alle perdite che eccedono quelle obbligatorie, ed
esprimono la capacità di compenso da parte del rene nella eliminazione dell’eccesso di acqua e
soluti dai fluidi corporei.
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Esempio di bilancio idrico
donna di 24 anni, peso kg 57, altezza cm 166
considerare anche: alvo, superficie corporea T° corporea, T° ambientale, livello attività fisica,
stati morbosi
Entrate
- acqua metabolica
350 ml
Uscite
- traspirazione
350 ml
- acqua contenuta negli
alimenti
850 ml
- respirazione
450 ml
- acqua assunta in forma di
liquidi
1250 ml
- sudorazione
450 ml
- feci
100 ml
- urine
1100 ml
totale uscite
2450 ml
totale entrate
2450 ml
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