Alimentologia – L'uomo è ciò che mangia?

Di Marino Melissano

Alimentologia è un termine coniato dall'autore, che ben risponde ad un libro che vuole trattare di ogni "argomento intorno agli alimenti". Riedizione di "Alimenti e alimentazione", il volume, oltre ad essere stato aggiornato, si pone all'attenzione di un pubblico di lettori più vasto, partendo dalla convinzione che l'informazione è alla base della conoscenza e la conoscenza ci rende più liberi di effettuare scelte consapevoli. In campo alimentare la conoscenza è ancora più importante, perché salvaguarda la nostra salute.

"L'uomo è ciò che mangia", affermava il filosofo Feuerbach, consapevole che la composizione e la chimica del corpo umano coincide con quella degli alimenti che ingeriamo giornalmente. Ma per mantenere in buona salute il nostro organismo, la nostra alimentazione deve seguire delle regole nutrizionali, dalle quali ci stiamo allontanando e questo nuovo stile di vita, forse più globalizzato, ha indotto patologie "del benessere" sempre crescenti, che potrebbero essere prevenute e, in alcuni casi combattute, tornando ad una sana ed equilibrata alimentazione, magari riscoprendo quella dieta mediterranea, che fa parte della nostra cultura, delle nostre tradizioni. Anche noi e i nostri figli stiamo diventando un popolo di obesi, una popolazione in sovrappeso, e che facciamo? Invece di imparare a governare i nostri eccessi, ci affidiamo alle più disparate diete commerciali, che, in genere, servono solo ad "aumentare il reddito di chi le diffonde": conosciamole allora più da vicino, commentiamole scientificamente e cerchiamo di scoprirne i pro e i contro.

Quindi, un libro per "i curiosi", per chi vuole sapere di più di ciò e su ciò che mangia, per chi vuole conoscere come nasce un prodotto alimentare e quali sono le sue caratteristiche nutrizionali, per chi vuole sfatare tanti luoghi comuni approfondendo argomentazioni scientifiche, per chi vuole accrescere la propria sicurezza nell'acquistare e manipolare gli alimenti, per chi vuole confrontare il suo stile di vita con i dettami sostenibilmente corretti e, eventualmente, riuscire a cambiarlo.

• Lingua: Italiano
• Editore: Youcanprint Self-Publishing
• Data di uscita: 9 dic 2014
• ISBN: 9788891166364

Anteprima del libro

vita

CAPITOLO 1

CHE COSA SI INTENDE PER ALIMENTAZIONE EQUILIBRATA E RAZIONALE

La nostra alimentazione quotidiana è corretta ed equilibrata se fornisce all'organismo umano l'energia e i principi nutritivi di cui abbisogna, nelle giuste proporzioni.

Iniziamo questo viaggio intorno all'alimentazione, cercando di chiarire questo concetto.

Composizione degli alimenti: i principi nutritivi e l’equilibrio alimentare

Alimentazione non vuol dire motore, ma serbatoio e combustibile e non si può cambiare il motore cambiando combustibile: non accadrà mai che si possa variare la cilindrata di un’automobile cambiando benzina!

Curare l’alimentazione è importante, perché un motore senza combustibile non funziona, così come con il combustibile giusto funziona meglio; la benzina non cambia le caratteristiche di un motore come l’alimentazione non può cambiare le caratteristiche funzionali, fisiologiche, biochimiche di base di un organismo umano.

Il corpo umano è simile ad una macchina molto efficiente, al funzionamento della quale provvedono particolari composti chimici, sia organici che inorganici:

I composti chimici necessari alla vita e al funzionamento del corpo umano

Gli alimenti contengono le stesse sostanze di cui è formato l’organismo umano.

Gli alimenti, quindi, forniscono all’organismo umano materia, attraverso i macro- e i micro-nutrienti, ma anche energia, attraverso i macro-nutrienti.

L’energia fornita all’organismo (energia in entrata) deve corrispondere a quella che noi spendiamo sia per compiere qualsiasi lavoro, come a riposo (energia in uscita): in questo caso si ha un equilibrio energetico. Negli altri casi si ha un deficit o un eccesso di energia rispetto al fabbisogno.

ENERGIA SPESA = ENERGIA ASSUNTA ------------> Equilibrio

ENERGIA SPESA > ENERGIA ASSUNTA -------------> Consumo riserve

ENERGIA SPESA < ENERGIA ASSUNTA -----------------> Energia in eccesso (lipidogenesi=sintesi dei grassi)

L’Energia spesa a riposo corrisponde al METABOLISMO BASALE (MB), che si può calcolare approssimativamente moltiplicando il Peso ideale per 24(h) – Il valore risultante sarà circa 1570 Kcal per gli uomini e 1310 per le donne.

Il metabolismo basale si può definire come la quantità di calorie consumate da un soggetto a digiuno da almeno 12h, in riposo fisico e mentale, in neutralità termica e a temperatura ambiente di 20 °C.

L’energia spesa a riposo corrisponde all’energia occorrente per lo svolgimento delle funzioni vitali dell’organismo: il cuore continua a battere anche durante il sonno, così come continuano a svolgere la loro funzione i polmoni, i reni, il fegato e tutti gli organi e le cellule corporee.

L’Energia da attività equivale, invece, all’energia occorrente per lo svolgimenti di tutte le attività, sia quelle lavorative, sia quelle del moto quotidiano, sia quelle sportive.

Il metabolismo basale e quello da attività possono essere misurati.

L’organismo umano assume energia dai processi ossidoriduttivi degli alimenti ingeriti, quindi si può calcolare l’energia utilizzata in base alla quantità di ossigeno consumato e dell’anidride carbonica eliminata (metodo della termochimica respiratoria); ma, siccome la quantità di ossigeno utilizzata dipende anche dal contenuto in ossigeno, idrogeno e carbonio dei principi nutritivi, per applicare in modo corretto tale metodologia bisogna conoscere la qualità del substrato ossidato dall’ossigeno nel periodo della determinazione: perciò si ricorre al rapporto CO2 eliminata/O2 consumato, in un dato intervallo di tempo; questo rapporto è detto quoziente respiratorio (Q.R.), ed è variabile da nutriente a nutriente: glucidi = 1, protidi = 0,8, lipidi = 0,7. Il calcolo del Q.R. è importante per calcolare il giusto apporto proporzionale dei tre principi nutritivi alla produzione di calore.

Occorre quindi determinare esattamente il volume totale dell’aria espirata, dell’ossigeno consumato e dell’anidride carbonica prodotta. L’apparecchio più usato al riguardo è lo pirometro di Benedict-Roth a circuito chiuso, che consente solamente la determinazione dell’ossigeno consumato ed è usato per al valutazione del metabolismo basale, che varia in funzione della superficie e della composizione corporea, dell’età, del sesso, del clima, dello stato di nutrizione, di eventuali farmaci assunti.

Altri apparecchi a circuito aperto consentono di determinare sia l’ossigeno che l’anidride carbonica dell’aria espirata e sono usati per determinare il metabolismo a attività.

Ricapitolando:

METABOLISMO BASALE + ENERGIA DA ATTIVITA’ =

METABOLISMO TOTALE, che può essere definito come "l’energia

da fornire giornalmente all’organismo attraverso l’ingestione degli alimenti".

Questo corrisponde, quindi, al fabbisogno calorico giornaliero, che risulta essere, mediamente di 2.900 Kcal per gli uomini e 2.150 Kcal per le donne.

Funzione energetica e potere calorico degli alimenti

Durante la digestione, le macromolecole di cui sono costituiti gli alimenti (proteine, grassi e carboidrati) si trasformano in composti più semplici, grazie alla presenza dell’ossigeno ottenuto con la respirazione, attraverso reazioni di combustione, esotermiche, che sviluppano cioè energia chimica, energia che l’organismo utilizzerà per i propri fabbisogni. Questa è la funzione energetica degli alimenti e, in particolare, dei principi nutritivi alimentari, soprattutto svolta da lipidi e glucidi, in quanto i protidi sono più importanti per la loro funzione plastica, cioè reintegratrice di cellule e tessuti usurati. Queste funzioni sono svolte dai principi nutritivi nell’interno delle cellule, mediante complesse reazioni chimiche di sintesi dei materiali cellulari (anabolismo), che permettono la crescita, il mantenimento e il rinnovo dei tessuti, e di analisi o scissione degli stessi materiali in elementi semplici (catabolismo). Nel loro insieme anabolismo e catabolismo costituiscono appunto il metabolismo (dal greco metaballein = convertire, trasformare).

Le cellule si nutrono di materia e abbisognano di energia; le nostre cellule si logorano più o meno rapidamente e occorre sostituirle in continuazione: per esempio, le cellule della parete intestinale vivono due giorni, i globuli bianchi una settimana. Esse si riforniscono di materia e di energia dagli alimenti che, una volta digeriti, forniscono i nutrienti. L’energia arriva soprattutto dai glucidi e dai lipidi (composti formati da carbonio, idrogeno e ossigeno), mentre l’azoto è fornito dalle proteine (composti formati da carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto), da cui derivano, nell’intestino, i loro costituenti, cioè gli aminoacidi.

Quale unità di misura usare per il calcolo dell’energia ?

Oggi l’unità di misura dell’energia, internazionalmente riconosciuta, è il Joule (J), ma qui continueremo ad usare la chilocaloria (Kcal o Cal), perché dà la possibilità di ragionare con numeri interi.

Comunque, la conversione tra le due unità di misura è: 1 Kcal = 4.186,8 J = 4,19 Kj

Volendo dare una definizione alla chilocaloria, diremo che essa è:

la quantità di calore che occorre per aumentare di 1 °C (da 14,5° a 15,5 °C) la temperatura di 1 l di acqua.

Ma 1 Kcal corrisponde al lavoro necessario per sollevare di 1 metro da terra un peso di 427 kg!

Mentre per percorrere 500 m su un ripido sentiero di montagna occorrerebbero ben 400 Kcal!

FABBISOGNO ENERGETICO

Per conoscere il fabbisogno di energia da parte dell’organismo umano bisogna determinare sia la quantità di energia chimica contenuta negli alimenti e quindi il loro potere calorico, sia la quantità di energia che l’organismo spende a riposo e durante il lavoro.

La determinazione di energia (sotto forma di calore) prende il nome di calorimetria.

Il potere calorico dei principi nutritivi alimentari si determina con il metodo della termochimica alimentare, facendo bruciare 1 g della sostanza alimentare in un calorimetro, detto bomba calorimetrica di Berthelot e valutando il calore prodotto, attraverso la valutazione dell’innalzamento della temperatura di 1 l di acqua, nella quale la bomba è immersa. In questo modo si ottengono i valori calorici fisici, diversi da quelli fisiologici, cioè dall’energia effettivamente utilizzata dall’organismo umano, in quanto non tutte le sostanze nutritive bruciano completamente: per lipidi e glucidi lo scarto è minimo, in quanto i prodotti finali della reazione di ossidazione (CO2, H2O, calore) sono uguali nei due substrati; per i protidi che, a differenza degli altri due, contengono azoto nella loro molecola, i prodotti finali del catabolismo (urea, creatinina, acido urico) racchiudono ancora un certo potere calorico e, quindi, il valore calorico fisiologico è molto più basso di quello fisico.

L’EQUILIBRIO NUTRIZIONISTICO

Gli Alimenti devono fornire quindi ENERGIA e MATERIA, cioè tutti i principi nutritivi o macronutrienti (GLUCIDI, PROTIDI, LIPIDI) e i fattori oligodinamici o micronutrienti (VITAMINE, SALI MINERALI) necessari alla sintesi e alla ricostruzione dei componenti cellulari.

HANNO DUNQUE DIVERSO POTERE NUTRITIVO

Incessantemente il nostro organismo elabora ciò che gli occorre, attraverso continue reazioni di scissione, analisi (per combustione) dei principi nutritivi e rielaborazione (sintesi). Il processo è complesso: le reazioni di combustione dei principi nutritivi non potrebbero mai avvenire, alla temperatura corporea, fuori dal nostro organismo, dove, invece, si concretizzano grazie alla presenza di particolari catalizzatori biologici (enzimi), specifici per ogni reazione.

Alcune molecole, però, non vengono sintetizzate dall’organismo umano e devono, perciò, essere introdotte con gli Alimenti tal quali. Sono dette ESSENZIALI.

COMPOSTI ESSENZIALI PRESENTI NEGLI ALIMENTI

A livello nutrizionale le proteine, unici composti alimentari contenenti Azoto:

1. producono energia (3,75 Kcal/g): la completa combustione sviluppa 5,6 Kcal/g, ma si ha una perdita di composti azotati con le urine e quindi il calore ceduto all’organismo risulta inferiore.

2. Apportano Azoto, sotto forma di aminoacidi, indispensabili per la sintesi proteica.

Si definiscono ALIMENTI PROTEICI, perché forniscono essenzialmente proteine:

Le proteine sono formate da una lunga catena di aminoacidi. A tutt’oggi si conoscono 26 aminoacidi, di cui 20 entrano nella catena alimentare. Dalle diverse combinazioni di questi si può ottenere un numero quasi infinito di proteine.

Le proteine di origine animale e vegetale dovrebbero entrare nella dieta giornaliera in rapporto di 2/3 : 1/3

GLUCIDI E ALIMENTI ENERGETICI

A livello nutrizionale i GLUCIDI sono i principi più importanti per l’apporto di energia, perché, pur avendo un valore energetico di poco superiore a quello delle proteine (4Kcal/g), sviluppano energia più prontamente, in quanto la loro metabolizzazione inizia già in bocca (prima digestio fit in ore), grazie all’enzima ptialina presente nella saliva. Si formano grazie ad un processo fotosintetico.

Rammentate la FOTOSINTESI CLOROFILLIANA ?

ANIDRIDE CARBONICA + ACQUA (in presenza di clorofilla contenuta nei cloroplasti) --

----luce → MONOSACCARIDE + OSSIGENO

La luce, eccitando la clorofilla, induce la fotolisi dell’acqua che porta sia allo sviluppo di ossigeno che alla formazione di ATP (adenosintrifosfato), che fornisce l’energia sufficiente per trasformare l’anidride carbonica in composti organici, principalmente monosaccaridi (gli zuccheri più semplici). Nella prima fase (luminosa), quindi, l’energia dei fotoni viene trasformata in legami energetici, come quelli dell’ATP: a questo punto la luce non è più necessaria e la fissazione della CO2 procede attraverso reazioni enzimatiche:

6 CO2 + 6H2O ------luce-------------------> C6H12O6 + 6O2

n C6H12O6 - n-1 H2O ---------------> --C6H10O5-n Amido o cellulosa

Passiamo ora a descrivere la Catena alimentare: gli animali erbivori si nutrono delle piante, dette organismi autotrofi, in quanto autoproducono ciò che gli occorre grazie alla fotosintesi clorofilliana, e l’uomo, si nutre sia di organismi vegetali che di organismi animali.

La contrazione muscolare può essere trasformata in lavoro meccanico solo per il 20-25%: bisogna cioè fornire al motore umano 4 Kcal (energia chimica) perché ne trasformi una in lavoro (energia meccanica).

Sono classificati ALIMENTI ENERGETICI (perché forniscono essenzialmente energia):

Gli oli sono importanti per il loro contenuto di acidi grassi insaturi, liquidi, ad alta densità, che, attraversando le arterie, sembra che le puliscano, prevenendo l’aterosclerosi. Il contrario dicasi per gli acidi grassi saturi, solidi, che sporcano le arterie.

Gli acidi grassi essenziali sono presenti principalmente nei grassi vegetali e, in rapporto ottimale, nell’olio d’oliva:

Acido linoleico 3-21%;Acido linolenico 0,2-1,5%; Acido arachidonico 0,1- 0,7

In effetti, realmente essenziale è solo l’acido linoleico, perché da un adeguato apporto di questo (2-6% dell’energia totale giornaliera), l’organismo riesce a sintetizzare gli altri due. Oltre che nell’olio d’oliva, l’acido linoleico è presente in alta concentrazione nell’olio di arachidi (13-28%), nell’olio di semi di girasole (52-66%) e nell’olio di semi di mais (34-62%).

Quindi la dieta giornaliera dovrà prevedere essenzialmente grassi vegetali, perché quelli animali vengono ingeriti comunque in forma occulta in quanto presenti in tutti gli alimenti di origine animale.

ALIMENTI REGOLATORI

ORTAGGI E FRUTTA sono classificati ALIMENTI REGOLATORI, perché le vitamine e i sali minerali, in essi contenute, regolano tutte le funzioni dell’organismo.

LE VITAMINE sono i costituenti biodinamici o bioregolatori degli alimenti. Sono essenziali in quanto l’organismo non le produce per via metabolica e quindi devono essere introdotte tal quali con gli alimenti. Si distinguono in liposolubili (Vitamine: A o retinolo, D o colecalciferolo, E o tocoferolo, K o menadione) o idrosolubili (Vitamine: B1 o tiamina, B2 o riboflavina, B6 o adermina, B12 o cianocobalamina, PP o niacina, acido folico, C o acido ascorbico), A seconda della loro solubilità, rispettivamente, nei grassi o in acqua.

I SALI MINERALI entrano nella struttura delle cellule e dei tessuti umani: un organismo adulto contiene circa:

Con la dieta giornaliera dovrebbero essere apportati:

Una dieta equilibrata dovrebbe contenere alimenti di tutti i gruppi, in quantità sufficiente all’apporto dei principi nutritivi occorrenti all’organismo.

Ricapitolando, gli alimenti, a seconda della funzione svolta nell’organismo, si suddividono in:

A seconda delle funzioni svolte, per comodità, si suole dividere gli alimenti in 7 gruppi:

CALCOLO CALORICO E NUTRITIVO DEGLI ALIMENTI

E’ facile, a questo punto, calcolare l’apporto giornaliero di energia della dieta, conoscendo la composizione degli alimenti che arrivano sulla nostra tavola (una tabella di composizione degli alimenti viene proposta alla fine del capitolo), la quantità di ciò che mettiamo nel piatto e l’apporto calorico di ogni principio nutritivo.

Il mantenimento della salute è però commisurato alla qualità, cioè, per introdurre la quantità di energia che ci occorre, questa deve provenire dai tre principi nutritivi secondo certe proporzioni:

APPORTI DEI NUTRIENTI SULL’ENERGIA TOTALE

Tabella 1 – Obiettivi nutrizionali

Inoltre, le calorie giornaliere devono provenire da diversi momenti di introduzione degli alimenti durante l’arco della giornata:

L’importanza della prima colazione e della merenda

Si può osservare come la prima colazione costituisca un vero e proprio pasto, importante e insostituibile, perché l’organismo è a digiuno dalla sera precedente e ha bisogno dell’energia per affrontare le fatiche lavorative o scolastiche fino a mezzogiorno. Senza colazione diminuisce il rendimento e l’attenzione in ogni attività (scarsa glicemia nel sangue) e si è soggetti a più facile affaticabilità, con l’insorgere di cefalee. La prima colazione dovrebbe: essere consumata con calma ed essere varia: potrebbe essere formata da 250 ml di latte, accompagnato da pane leggermente imburrato o spalmato con miele e marmellata; oppure da fiocchi d’avena e latte, più toast imburrati con miele; oppure da 2 yogurt naturali più un panino con miele e mezza mela; oppure da muesli con thè al latte.

Questi alimenti, di facile digeribilità, vengono assimilati dall’organismo nello spazio di circa tre ore. In questo tempo si verifica una maggiore produzione di insulina, che provoca un calo della glicemia, per neutralizzare il quale è importante, a metà mattina, l’assunzione di una piccola merenda, nutriente e che non deve appesantire lo stomaco, bensì prepararlo al pranzo. Va bene, perciò, uno yogurt con frutta fresca o con biscotti integrali o un mezzo panino con prosciutto magro.

L'Utilizzo delle sostanze nutritive

Si deve anche tenere presente che l’organismo umano non utilizza subito l’energia del cibo che viene ingerito, ma vive delle sue riserve. L’uomo, cioè, ossida in minima parte ciò che mangia, mentre ossida le riserve e non potrebbe avvenire diversamente: infatti, in una giornata, mangiamo per circa un’ora, le sostanze nutritive vengono assorbite e digerite in 3-8 ore, mentre bruciamo energia 24 ore su 24. In una giornata ingeriamo in media alimenti che producono:

Ma al mattino, a digiuno, dopo circa 10-12 ore dall’ultimo pasto, bruciamo in genere: 58% di calorie da lipidi e 30% di calorie da glucidi.

Le sostanze nutritive assorbite dal tubo digerente sono utilizzate solo in minima parte, mentre vengono poste in riserva soprattutto nel fegato e nel tessuto adiposo.

Il combustibile dell’organismo umano è l’ATP (adenosintrifosfato), dalla cui demolizione tutte le cellule ricavano l’energia occorrente per le varie funzioni: la cellula nervosa per inviare gli impulsi lungo il nervo, la cellula epatica per svolgere le attività tipiche del fegato, la cellula muscolare per la contrazione della fibra. L’ATP è però presente in piccolissime quantità e viene perciò continuamente riformato,a partire dall’ADP (adenosindifosfato), grazie ad una molecola simile, la fosfocreatina.

Nella contrazione muscolare lenta, per oltre metà del dispendio, sono gli acidi grassi e i corpi chetonici che ne derivano a venire ossidati dal muscolo. Nell’esercizio violento, rapido, è invece il glicogeno del muscolo che fornisce il glucosio come combustibile.

Principi nutritivi e loro metabolismo

Gli enzimi

Nel complesso delle reazioni biochimiche che costituiscono il metabolismo cellulare, un’importanza particolare è rivestita da quei singoli componenti del citoplasma, detti enzimi, che rendono possibile, ognuno, una sola o poche reazioni elementari.

Sono formati da una semplice proteina o da proteine coniugate, connesse ad una molecola relativamente semplice (gruppo attivo). Prodotti dalle cellule viventi, gli enzimi sono composti intercellulari: alcuni si possono riversare all’esterno delle cellule, si possono diffondere attraverso le pareti cellulari, costituendo dei secreti, come, per esempio, il succo gastrico.

Le reazioni enzimatiche possono avvenire entro le cellule che producono gli enzimi stessi o al di fuori di esse, durante la vita delle cellule o dopo la loro morte.

Funzione e metabolismo dei lipidi

I lipidi svolgono diverse funzioni nell’organismo umano: energetica, metabolica, di trasporto delle vitamine liposolubili, di protezione contro gli sbalzi di temperatura.

Sono la fonte e la riserva maggiore di energia, in quanto forniscono 9 Kcal/g; la funzione energetica è legata alla costituzione chimica del grasso e al suo punto di fusione. Gli acidi grassi essenziali svolgono, inoltre, un importante ruolo nel trasporto e nel metabolismo del colesterolo.

Il fabbisogno dell’organismo umano di acidi grassi essenziali è di 4-14 g/die, quantità coperta da circa 30 g di burro o 20 g di olio d’oliva.

I lipidi circolano nel plasma, dove si trovano essenzialmente sotto forma di: colesterolo, fosfolipidi, trigliceridi. Sono immagazzinati nel tessuto adiposo e sono liberati sotto forma di acidi grassi liberi (AGL), riversati nel plasma, captati dal fegato, dal cuore e dai tessuti muscolari, che li utilizzano.

I fosfolipidi agiscono come prodotti intermedi per il trasporto e l’utilizzazione dei grassi, oltre che come agenti emulsionanti. Sono costituenti vitali di tutte le cellule e componenti essenziali del cervello e del tessuto nervoso. Una parte di essi viene assorbita direttamente nel sangue portale, mentre quelli sintetizzati nell’intestino entrano a far parte dei chilomicroni che arrivano al fegato attraverso il dotto toracico. I chilomicroni sono particelle aventi diametro di 1 micron, costituite per il 90% da trigliceridi.

Il colesterolo, scoperto nel 1769 da P. de la Salle, chimicamente è un alcool monovalente policiclico insaturo: è diffuso nella bile, nelle ghiandole surrenali e nel tessuto nervoso; nelle membrane cellulari è insieme ai fosfolipidi. Componente fondamentale dell’organismo, è precursore dell’acido colico, costituente degli acidi biliari, come anche degli ormoni steroidei, sessuali e cortico-surrenali. L’organismo umano assume normalmente una piccola parte di colesterolo esogeno (derivato dagli alimenti) e ne sintetizza la maggior parte nei tessuti, soprattutto nel fegato (colesterolo endogeno). Più di tre quarti è escreto con le feci, sotto forma di acidi biliari. Una parte è assorbita con l’aiuto dei sali biliari come colesterolo libero o non esterificato. Un’altra parte è esterificata con gli acidi grassi grazie all’enzima colesterolo-esterasi ed è incorporata nei chilomicroni. I chilomicroni passano poi alla linfa dei vasi linfatici intestinali, che assume un aspetto lattescente e prende il nome di chilo, che successivamente si versa nel sangue. L’eccesso di colesterolo nel sangue (ipercolesterolemia) ha un ruolo primario nella patogenesi delle sclerosi dei vasi e nella calcolosi epatica.

Alla nascita i valori sono molto bassi, aumentano già nei primi giorni di vita, salgono nei bambini a circa 1,85g/l di sangue e negli adulti fino a 2,0 g/l.

La biochimica del colesterolo varia però in base a fattori genetici, alimentari, di sedentarietà, di tabagismo e di caffeinomania.

Insolubile nel sangue, è veicolato da alcune proteine (apolipo-proteine) fino a formare dei complessi macromolecolari, portanti al centro i lipidi insolubili (lipoproteine). Le lipoproteine hanno densità differente e rivestono ruoli differenti nell’organismo:

- per il 10% sono presenti nel sangue come VLDL (very low density lipoprotein),

- per il 60-65% come LDL (low density lipoprotein), anche anche conosciute come colesterolo cattivo;

- circa il 25% sono presenti come HDL (high density lipoprotein), anche note come colesterolo buono: infatti, quando il tasso nel sangue di LDL è elevato, il colesterolo si deposita sulle pareti delle arterie, formando placche di grasso (ateromi); queste placche ostacolano il flusso sanguigno che porta l’ossigeno ai muscoli e danno origine all’aterosclerosi; al contrario, l’HDL è considerato privo di azione aterogena e protettivo contro le patologie cardiovascolari, in quanto trasporta il colesterolo dalle cellule periferiche al fegato, per eliminarlo nella bile sotto forma di sali biliari e steroidi neutri. Il suo valore di riferimento è di 35-55 mg/100 ml di sangue.

Si trova in quantità variabili nei grassi animali, mentre ne sono privi quelli vegetali. L’apporto giornaliero di colesterolo non deve eccedere i 500 mg. Nella tabella seguente è descritto il contenuto di colesterolo di alcuni alimenti:

Nei tessuti i lipidi si trovano come grassi di deposito, ma anche come lipidi cellulari e rappresentano la più importante riserva calorica dell’organismo, assicurando all’organismo dalle 70 alle 120 Kcal/ora. Veicolano, come detto, le vitamine liposolubili, favorendo la loro utilizzazione. Formano il tessuto adiposo, distribuito attorno agli organi per proteggerli dagli urti. La capacità di detto tessuto di immagazzinare grassi dipende dal numero di cellule (adipociti) disponibili.

Nella digestione dei lipidi sono interessati soprattutto enzimi lipolitici, detti lipasi e i sali biliari.

La digestione dei lipidi avviene nell’intestino tenue ad opera delle lipasi pancreatica ed enterica, che idrolizzano i grassi per il 40% in glicerina e acidi grassi e per il 60% in gliceridi più piccoli. Questo processo è favorito dalla presenza dei sali biliari, che facilitano la formazione di una fine emulsione e la stabilizzano. La liberazione di acidi grassi dai trigliceridi è un processo chimico detto lipolisi, mentre la sintesi dei lipidi a partire dagli acidi grassi liberi è nota con il nome di lipidogenesi.

Il tessuto adiposo accumula grassi provenienti dalla lipidogenesi e dalla lipogenesi (sintesi dei lipidi a partire dal glucosio) e li libera all’occorrenza, su richiesta dei tessuti che li utilizzano, attraverso la lipolisi.

La bile, prodotta nel fegato, una volta concentrata, viene depositata nella cistifellea, pronta per essere utilizzata per la digestione dei grassi quale emulsionante; provvede anche a predisporre un ambiente alcalino, favorevole all’azione della lipasi pancreatica. Il processo di emulsione svolge una doppia funzione: frammenta i grassi in piccole particelle (globuli), che aumentano la superficie di attacco degli enzimi; abbassa la tensione superficiale dei globuli di grasso, facilitando la penetrazione degli enzimi.

Il succo pancreatico contiene un enzima per i lipidi e uno per il colesterolo. La lipasi pancreatica è un enzima a basso potere, detto steapsina, che distacca gradualmente un acido grasso per volta, formando prima un di gliceride e poi un monogliceride: ogni fase successiva avviene con difficoltà e solo un terzo dei grassi totali raggiunge la completa dissociazione.

I prodotti finali della digestione sono: acidi grassi, digliceridi, monogliceridi, glicerina. . La maggior parte di questi prodotti della digestione viene assorbita in diversi modi dalla miriade di villi distribuiti nell’intestino tenue. La glicerina, idrosolubile, è assorbita facilmente e trasportata al fegato attraverso il sistema portale, come gli acidi grassi a corta catena. I restanti acidi grassi, i mono- e di gliceridi, meno idrosolubili, hanno bisogno di un agente idratante che faciliti il loro assorbimento: questa funzione è svolta ancora una volta dai sali biliari.

L’intestino tenue secerne un enzima nel succo intestinale, detto lecitinasi, che agisce sulla lecitina (un fosfolipide) scindendola nei suoi componenti: glicerina, acidi grassi, acido fosforico e colina; nell’intestino crasso alcuni grassi residui passano nella massa fecale e sono eliminati (Tab. 2).

Tabella 2 - Schema metabolico dei lipidi

Data la difficoltà di scissione dei trigliceridi, solo circa un terzo di essi è completamente digerito nell’intestino; la maggior parte dei metaboliti dei grassi (mono- e di gliceridi, acidi grassi, glicerina) è invece assorbita, come detto, dai villi intestinali presenti nell’intestino tenue. Arrivati nella parete intestinale, i prodotti della digestione dei grassi vengono ulteriormente trasformati grazie alla mucosa intestinale, che agisce attivamente alla risintesi dei trigliceridi utili all’organismo. Nella parete intestinale i sali biliari si separano dagli acidi grassi e ritornano al fegato, via sangue portale, ove sono riciclati a bile. Detto ciclo è conosciuto come circolazione enteroepatica dei sali biliari. Nelle cellule della parete intestinale continua l’idrolisi dei restanti trigliceridi, di gliceridi e monogliceridi, grazie alla lipasi enterica, a glicerina e acidi grassi, i quali, insieme a quelli prodotti grazie alla lipasi pancreatica, sono riesterificati a trigliceridi, mediante il glicerolo attivato proveniente dal metabolismo glucidico.

L’utilizzazione dei lipidi a scopo energetico avviene attraverso una serie di tappe intermedie, che conducono, in definitiva, ai composti semplici anidride carbonica e acqua (CO2 e H2O) ): questa demolizione avviene per ossidazione, ad opera di enzimi presenti nei mitocondri (piccoli granuli inclusi nel citoplasma), che porta soprattutto alla formazione di acetil-CoA, che fornisce energia entrando nel ciclo di Krebs, che domina il metabolismo comune e che unifica ciclicamente una serie di reazioni di condensazione associate a reazioni cataboliche, in modo da realizzare un equilibrio continuo tra i diversi substrati metabolici.

Funzione e metabolismo dei glucidi

L’uomo ingerisce oltre il 50% della sua razione di energia giornaliera sotto forma di glucidi, detti anche carboidrati, in quanto il rapporto H:O è lo stesso che nell’acqua (2:1).

I glucidi sono formati da 1 a n unità saccaroidee (C6H12O6); quelli con una unità singola sono detti monosaccaridi (glucosio, fruttosio, galattosio), quelli con due unità disaccaridi (lattosio, maltosio, saccarosio), quelli con n unità polisaccaridi (amido).

La principale funzione dei glucidi è quella di fornire energia all’organismo umano. Una parte è, quindi, usata per far fronte alle immediate esigenze energetiche, una parte è depositata sotto forma di glicogeno nel fegato e nei muscoli, la restante parte è convertita in grasso (lipogenesi) e depositata nel tessuto adiposo. La quantità di glucidi presenti nel corpo sotto forma di glicogeno è molto piccola (ca. 365 grammi, di cui: 110g nel fegato, 245g nei muscoli e 10g nei liquidi extracellulari) e potrebbe assicurare una quantità di energia pari a circa 1368 Kcal, sufficienti per un massimo di 13 ore di attività moderata.

Perciò l’organismo ha bisogno di assumere regolarmente, a non lunghi intervalli di tempo, una quantità di glucidi, tale da sopperire alle continue richieste energetiche. Il glicogeno muscolare è una sorgente di energia solo per i processi che avvengono entro le cellule muscolari: esso, infatti, non può produrre glucosio direttamente, perché il tessuto muscolare non possiede l’enzima preposto a questa conversione, bensì, durante le contrazioni dei muscoli, il glicogeno è convertito in acido lattico, che è trasformato in glucosio; il glucosio derivante dal glicogeno epatico può essere una fonte di energia per tutte le cellule dell’organismo.

L’utilizzazione dei glucidi dipende da:

Oltre alla fondamentale azione energetica, i glucidi svolgono funzioni specifiche:

Inoltre, la cellulosa presente nella fibra alimentare aiuta il transito del bolo nell’intestino e, quindi, facilita la digestione; il lattosio facilita l’assorbimento del calcio; il riboso è uno dei componenti fondamentali degli acidi nucleici (DNA e RNA).

Se l’apporto giornaliero glucidico è insufficiente, l’organismo utilizza, per il suo bisogno energetico immediato, le proteine o i lipidi, deviandole dalla loro funzione plastica, sintetizzando glicogeno da alcuni aminoacidi o dal glicerolo proveniente dalla dissociazione dei lipidi.

Quando, però, i lipidi sono utilizzati in grandi quantità a scopi energetici, per un inadeguato apporto di glucidi, si forma una altrettanta quantità di corpi chetonici (acetone, acido acetacetico, acido beta-ossibutirrico), tale da provocare un’affezione patologica (chetosi), caratterizzata dalla presenza di acetone nelle urine. Da qui l’importanza, sempre ripetuta, di un apporto energetico giornaliero proveniente nelle percentuali corrette dai tre nutrienti.

La digestione dei glucidi (Tab. 3) inizia già in bocca, grazie all’enzima ptialina presente nella saliva e secreto dalla ghiandola parotide, che inizia a idrolizzare i polisaccaridi, scindendoli in destrine (la scissione dell’amido in destrine avviene anche per azione del calore, come durante la cottura del pane). L’ulteriore idrolisi delle destrine porta alla formazione di maltosio e glucosio. La digestione continua nello stomaco grazie ai secreti gastrici, mentre l’acido cloridrico neutralizza l’attività alcalina della ptialina: i movimenti peristaltici gastrici spingono le sostanze amidacee, divenute chimo, verso il piloro e da qui nel duodeno. La digestione dell’amido è completata nell’intestino tenue, grazie a numerosi enzimi di provenienza pancreatica (alfa-amilasi pancreatica che continua la scissione dell’amido fino a maltosio) ed enterica (maltasi, lattasi e saccarasi, che scindono i rispettivi disaccaridi nei monosaccaridi che li costituiscono: glucosio, galattosio e fruttosio, di più facile assorbimento). La digestione dei disaccaridi avviene nelle cellule della mucosa intestinale.

Tabella 3 - Schema metabolico dei glucidi

Attraverso i capillari dei villi intestinali i monosaccaridi entrano in circolo nel sangue portale (vena porta) e da qui arrivano al fegato. Il glucosio è assorbito come tale nel circolo e solo in piccola parte trasformato in acido lattico. Fruttosio e galattosio sono convertiti in glucosio, grazie a specifiche isomerasi, nel fegato, e il glucosio viene trasformato e depositato come glicogeno, che rilascia glucosio, all’occorrenza, a seconda delle richieste, costituendo, quindi, una riserva energetica per l’organismo. Il glucosio presente nella circolazione generale è soprattutto di provenienza epatica e viene utilizzato nei tessuti: costituisce l’unica fonte di energia per il sistema nervoso centrale. Il fegato, organo di sintesi e di stoccaggio, è deputato a realizzare un’adeguata liberazione di tutti i metaboliti necessari ai diversi organi, in un giusto equilibrio.

Se vengono a mancare richieste energetiche, il glucosio si trasforma in glicogeno, ma questa capacità di riserva è limitata, per cui un eccesso di questo zucchero è convertito in grasso (lipogenesi) e si deposita come tale.

L’insulina aumenta la capacità di penetrazione del glucosio nei tessuti e abbassa la quantità di glucosio libero presente nel sangue (glicemia). L’ingestione di glucosio stimola la secrezione di insulina da parte del pancreas, mentre il cortisone e l’ormone della crescita ne diminuiscono l’utilizzazione.

La dissociazione totale dei glucidi, fino all’ottenimento di anidride carbonica e acqua, può avvenire attraverso la glicolisi (o via di Hembdem-Meyerhof-Parnas), che porta alla trasformazione del glucosio-fosfato in acido piruvico, che, in condizioni aerobiche (in presenza di ossigeno), può produrre CO2 e H2O attraverso il ciclo di Krebs, così come si può trasformare in aminoacidi e quindi proteine (protidogenesi) o in acidi grassi, attraverso la sintesi di malonil-coenzima A (lipidogenesi).

Come si vede, c’è una produzione incrociata e un continuo interscambio dei tre principi nutritivi in quel perfetto laboratorio chimico-biologico, che è il nostro organismo.

Funzione e metabolismo delle proteine

Le proteine sono macromolecole, formate da una lunga catena di amminoacidi, costituiti essenzialmente da C, H, O e N.

Le proteine costituiscono la pietra miliare della vita, in quanto sono presenti in tutte le cellule dell’organismo e il nostro genoma non è capace di produrre né i radicali amminici (-NH2), né gli aminoacidi essenziali: abbiamo bisogno, quindi, di ingerire questi elementi con il cibo quotidiano e in modo equilibrato. L’organismo ha bisogno di sostituire continuamente i radicali amminici che sono stati trasformati in urea (componente dell’urina, contenente due gruppi amminici), ma l’escrezione azotata avviene anche attraverso la desquamazione della pelle, la caduta dei capelli e dei peli, il ricambio delle unghie e la traspirazione cutanea: sarebbero sufficienti, giornalmente, 0,25g di proteine per kg di peso corporeo per compensare le perdite ma, generalmente, un adulto ne ingerisce 4-5 volte di più in quanto il livello globale delle proteine assunte determina la massa corporea attiva e sembra essere il fattore regolatore del livello di attività globale e, quindi, della spesa energetica. Il 12% delle calorie giornaliere derivano mediamente dalle proteine.

Gli aminoacidi essenziali devono essere introdotti tutti insieme e nell’equilibrio delle richieste organiche: se ne mancasse uno o ci fosse un eccesso di altri, tutto il pool sarebbe inutilizzabile, con conseguente catabolismo. Per esempio, le proteine dei cereali mancano di lisina e triptofano, essenziali, che vengono invece introdotte con il latte o i suoi derivati. Dato che il fabbisogno di aminoacidi essenziali è fisso e basso e l’apporto proteico giornaliero è di gran lunga superiore a quello che occorrerebbe per un bilancio equilibrato, l’uomo ha a sua disposizione sempre più aminoacidi essenziali di quanto ne abbia bisogno: è per questo motivo che l’OMS ha dichiarato trascurabile, per l’uomo, il significato di valore biologico delle proteine o di qualità proteica. Se è trascurabile, però, dal punto di vista fisiologico, l’uomo fa una sua scelta proteica qualitativa. In effetti, la dieta, nei Paesi occidentali, è sempre più ricca di proteine animali (fino al 70% e oltre), a differenza di quella dei Paesi più poveri, dove le proteine animali arrivano al 5-10%.

Gli aminoacidi in eccesso, non utilizzati dall’organismo, vengono deaminizzati (privati del gruppo amminico)