Appunti approfonditi di Chimica degli Alimenti, Dispense di Chimica degli alimenti

Scarica Appunti approfonditi di Chimica degli Alimenti e più Dispense in PDF di Chimica degli alimenti solo su Docsity! CHIMICA DEGLI ALIMENTI Sali minerali I sali minerali, pur costituendo una parte relativamente piccola dell’organismo rientrano nella costi- tuzione dei tessuti e rappresentano fattori essenziali per le funzioni biologiche e per l’accrescimen- to, questi, inoltre, hanno un ruolo fondamentale per il buon stato di salute dell’organismo umano. I sali minerali possono essere determinati nelle ceneri che si formano dopo il trattamento a 500°C dei tessuti animali e vegetali.A seconda del tipo di sale minerale avremo una diversa determina- zione ( Ca,k,Na vengono determinati per spettrometria di assorbimento atomico,i fosfati per preci- pitazione come fosfomolibdato,il cloruro di sodio per titolazione con argento nitrato). I sali minerali si possono classificare in: - macroelementi (Ca,P,Mg,S,Na,K,Cl): sono gli elementi presenti in discrete quantità nell’orga- nismo il cui fabbisogno individuale giornaliero è dell’ordine del grammo o dei decimi di grammo - oligo o micro-elementi:sono gli elementi presenti in traccia nell’organismo il cui fabbisogno individuale giornaliero è dell’ordine dei milligrammi o microgrammi. Essi si possono dividere in: 1) essenziali: per i quali è dimostrabile che una loro carenza comprometta funzioni fisiologiche importanti o che fanno parte di strutture organiche preposte a ruoli vitali nell’organismo. Tra gli essenziali troviamo: Fe,Cu,Se,Cr,CO,F 2) elementi probabilmente essenziali: dalla funzioni sconosciuta qui troviamo:Si,Mn,Ni,V 3) elementi tossici: con possibile funzione essenziale a bassissime concentrazioni.La tossicità è una caratteristica di tutti gli elementi e dipende solo dalla quantità del minerale che perviene nell’organismo. Qui troviamo: As,Pb,Cd,Hg,Al,Li,Sn. Oltre che della tossicità e dell’essenzialità nei sali minerali bisogna anche tenere conto della bio- disponibilità (ovvero quella parte attiva che raggiunge il circolo sanguigno dopo assorbimento);la biodisponibilità è influenzata da fattori sia intrinseci ( specie ,genotipo, età, sesso, stato fisiologico del consumatore,)che estrinseci (forma chimica del minerale, presenza di altri fattori antinutrizio- nali, interazioni con altri costituenti dell’alimento, attività redox, interazioni tra minerali) tra loro inte- ragenti. Questa varia notevolmente da circa 1% per alcune forme del ferro a più del 90% per sodio, potas- sio e iodio.Alcuni sali minerali sono presenti come ioni liberi molto solubili in acqua con scarsa affi- nità per i ligandi ,altri, invece, sono presenti come complessi, composti o chelati la cui solubilità può essere molto diversa da quella dei sali inorganici. La forma chimica è fondamentale per la biodisponibilità: le forme insolubili sono poco assorbite così come i chelati se quest’ultimo è molto stabile; il ferro dell’eme è meglio assorbito dl ferro non ematico. I chelati sono complessi risultanti dalla combinazione di uno ione metallo con un legante multiden- tato con formazione di una struttura ciclica comprendente lo ione metallico.Il legando chelante deve contenere almeno due gruppi funzionali capaci di donare elettroni.L’effetto chelante è fon- damentale in quanto i chelati risultano essere termodinamicamente più stabili di complessi che non risultano nella formazione di un ciclo. Esistono leganti monodentati che donano una coppia e leganti bidentati che donano almeno due coppie. I ligandi possono influenzare l’assorbimento del minerale dell’alimento: - chelanti solubili possono aumentare assorbimento del minerale dall’alimento - i ligandi ad alto peso molecolare e poco digeribile, riducono assorbimento (fibre alimentari) - ligandi che formano chelati molto stabili o sali insolubili con i minerali che riducono assorbimento . Anche l’attività redox è importante: - fattori riducenti: l’acido ascorbico aumenta l’assorbimento del ferro ma ha scarso effetto su quel- lo degli altri minerali. Il ferro ha azione ossidante sull’acido ascorbico riducendosi a sua volta Si definiscono gli intervalli di sicurezza ed adeguatezza quando il numero di informazioni scientifi- che è insufficiente a stabilire un livello preciso di raccomandazioni; questo vale per alcuni vitamine e minerali.Nel concetto di adeguatezza è compreso quella della riduzione del rischio di malattia associate all’alimentazione. MACROELEMENTI (Ca,P,Mg,Na,K,S,Cl) CALCIO Il calcio è il catione più rappresentativo nell’organismo umano e si calcola che questo si trovi all’1,7% in media in una persona adulta ;di questo il 99% nelle ossa e nei denti (fosfato,carbonato e fluoruro),il rimanente 1% si ritrova nelle cellule, nei liquidi organici e nel plasma dove la concen- trazione ammonta a 9-11 mg/100 ml. Nel sangue la forma prevalente è quella ionizzata (attiva);il resto si trova legato alle proteine pla- smatiche, in particolare all’albumina e in minima quantità complessato a vari anioni.Questo è con- tenuto in quantità apprezzabile in numerosi alimenti. Il calcio ionizzato aumenta in acidosi e diminuisce in alcalosi (concentrazioni elevate di bicarbona- to legano il calcio) Il fabbisogno individuale giornaliero ammonta a 0,81 g.Dosi superiori sono richieste nell’adole- scenza, nell’allattamento e nella menopausa. ASSORBIMENTO Durante la digestione il calcio viene liberato come minerale dai complessi in cui si trova negli ali- menti.Successivamente è assorbito attivamente al livello del duodeno, dell’ileo e del tratto prossi- male del digiuno per azione della CaBP (calcio legante) la cui sintesi è favorita dalla forma attiva della vitamina D che si ottiene in presenza di elevate concentrazioni plasmatiche di paratormone; ci può anche essere un processo passivo, non saturabile ,è paracellulare poco efficiente e non è influenzato dall’ormone paratiroideo. L’assorbimento è favorito da: - carente apporto con gli alimenti per cui per compensazione se ne assorbe di più - elevata percentuale di proteine nella dieta per azione degli amminoacidi che formano con il cal- cio sali solubili - aumento flora acidofila e in genere una diminuzione del Ph (maggiore calcio ionizzato) in quan- to i sali di calcio risultano così solubili ;i sali più solubili sono meno influenzati dall’ambiente aci- do ;il CaCO3 è poco solubile ma molto economico. - adeguata presenza di fosfati nella dieta; si ha un buon assorbimento di calcio quanto Ca/P risul- ta 1. L’assorbimento è sfavorito da: - uso protratto di antibiotici che riducono flora acidofila - un difetto nell’assorbimento di grassi (acidi grassi liberi nell’intestino)in quanto questi formano con il calcio sali insolubili (saponi) - aumento motilità intestinale - presenza di acidi come il fitico che si ritrova nei cereali e l’ossalico , negli spinaci che formano con il calcio sali insolubili. Per uno stesso individuo la quantità di calcio assorbita è estremamente variabile; la parte non as- sorbita viene eliminata con le feci e in quantità minore con le urine, la sudorazione e la secrezione lattica. Il calcio citoplasmatico ionizzato interviene in importanti processi biologici: - determina la contrazione della muscolatura liscia e striata in seguito all’unione con la troponina ; contemporaneamente favorisce l’idrolisi del glicogeno (tramite attivazione della fosforilasi china- si che trasforma fosforilasi da forma inattiva a forma attiva) in tal modo viene fornito glucosio per attività muscolare - interviene nella liberazione dell’insulina e ormoni sterodei - favorisce l’aggregazione piastrinica e la coagulazione del sangue fissandosi ai gruppi carbossili- ci del gamma-carbossiglutammato della trombina. - regola l’attività di numerosi enzimi legandosi alla calmodulina - forma la frazione del tessuto osseo con i fosfati per condensazione degli ioni calcio prelevati dal sangue e dai liquidi extracellulari, su un nucleo di cristallizzazione.Dapprima si deposita il fosfato di calcio amorfo che poi viene trasformato nella forma cristallina di idrossiapatite. - regola la permeabilità cellulare: aumento calcio porta a chiusura dei canali - interviene nel rilascio di neurotrasmettitori anche a livello dell’eccitazione visiva. Il metabolismo del calcio è controllato dall’azione di due ormoni più una vitamina (vitamina D) - Partormone:secreto dalle paratiroidi quando la calcemia è bassa;questo stimola indirettamente l’assorbimento intestinale di calcio in quanto stimola,nelle cellule renali,l’attivazione della vitami- na D necessaria per la sintesi della CaBP;facilita la mobilizzazione del calcio dalle ossa agendo sugli osteoclasti;inibisce a livello renale il riassorbimento tubolare di fosfati abbassando di con- seguenza la fosfatemia (con conseguente aumento del calcio nel plasma per mobilizzazione dalle ossa);infatti il prodotto [Ca]*[P] è costante (mediante azione di questi due ormoni e della vitamina D) ammonta a 35-40 nell’adulto e 40-45 nel bambino.Un aumento di questo valore in- dica la presenza di un eccesso di calcio e fosforo nel plasma con tendenza alla deposizione del tessuto osseo. - Calcitonina: viene secreta dalla tiroide e tende a diminuire la concentrazione plasmatica di calcio agendo in maniera opposta al PTH,agendo sugli osteoblasti stimola la deposizione di calcio nel- le ossa e a livello renale ne inibisce riassorbimento. Il fabbisogno di Calcio (LARN) varia da 210 mg/die a 1300 mg/die in funzione dell’età e di partico- lari situazioni fisiologiche CARENZA Abbiamo un bilancio negativo quando l’assorbimento netto di calcio non è sufficiente a rimpiazzare le perdite. Le cause di una carenza di calcio sono: - bassa assunzione di Ca2+ - carenza Vitamina D-può portare a rachitismo - insufficienza o scarso funzionamento della ghiandola paratiroide - insufficienza renale cronica - bassi livelli di magnesio (per interazione con vitamina D;infatti questa per essere attivata ha bi- sogno del magnesio) - iperfosfatemia:aumento di fosfato inibisce assorbimento di calcio - dieta ricca di fitati:chelazione e impedimento dell’assorbimento Il calcio può avere un attività nella riduzione del rischio di cancro al colon retto e può avere anche un effetto ipo-colesterolemizzante ed ipotensivo (dati non confermati). TOSSICOLOGIA La dose più bassa con effetti avversi osservabili determinata negli adulti è pari a 4-5 g.La UL (livelli massimi) per il calcio sono di 250 mg/die. Il calcio può interagire con alcuni farmaci tra i quali. - bifosfonati dei quali riduce l’assorbimento - tiazidi-diuretici possono interagire con il calcio carbonato e la vitamina D aumentando il rischio di ipercalcemia e ipercalciuria - Sia alluminio che magnesio contengono antiacidi che aumentando l’escrezione urinaria di calcio - I sali minerali e i lassativi stimolanti diminuiscono l’assorbimento di calcio - i glucocorticoidi possono causare la depilazione di calcio e eventualmente l’osteoporosi quando sono usati per mesi. MAGNESIO Rappresenta lo 0,05% del peso corporeo (60% tessuto osseo come fosfato,39% è nei liquidi intra- cellulari come catione ed il restante 1% nei liquidi extracellulari legato alle albumine del sangue o come catione Nelle piante è il costituente essenziale della clorofilla. Il fabbisogno è di circa 0,16.0,5 g/die. Le fonti alimentari sono:noci,cacao,semi di soai,fagioli,ce- reali non brillati ed in tutti i vegetali verdi.In quantità minore in carne,uova,latte e pesce. L’assorbimento avviene a livello dell’intestino tenue tramite due meccanismi:per trasporto attivo che passivo(diffusione).L’efficienza dell’assorbimento del sale di Mg sembra dipendere dalla sua solubilità nei fluidi intestinali e dalla quantità ingerita, ma anche dal contenuto plasmatico di vitami- na D. È inibito,invece,da elevate concentrazioni di calcio, proteine, fosfati,da diarrea e da alcolismo cro- nico L’eliminazione avviene 2/3 con le feci e 1/3 con le urine. I diuretici,alcuni antibiotici,il diabete melato:aumentano notevolmente l’eliminazione renale. Questo può interagire con: - antibiotici - diuretici - vitamine liposolubili - calcio e fosfati ELEMENTO PRINCIPALI FUNZIONI FABBISOGNO GIORNALIERO FONTI DIETETICHE CARENZA SIDNROMI DA ECCESSO FOSFORO costituente delle ossa e dei denti, di enzimi, fosfolipidi, nucleotidi e di un importante sistema tampone (fosfato) 0,8-1 g/die latte e derivati,carne, vegetali demineralizza- zione delle oss,rachitismo, osteomalacia (rammollimento delle ossa) ipocalcemia, calcificazione e ossificazione dei tessuti molli Le funzioni possono essere: - costituente del tessuto osseo e denti - deprime eccitabilità del muscolo scheletrico (antagonizzato dal calcio) - Nel SNC antagonizza il potassio - È un colatore in reazioni enzimatiche che utilizzano ATP come donatore di gruppi fosforici (fosfo- rilazione del glucosio,decarbossilazioni ossidative del ciclo di Krebs,sintesi proteica. - Regola inoltre l’eccitabilità delle membrane nervose e muscolari e interviene nella trasmissione sinaptica. Oltre aldosterone anche il paratormone è importante per l’assorbimento di magnesio Una carenza di magnesio (ipomagnesemia) si manifesta con anoressia,nausea,vomito,aumento dell’eccitabilità muscolare,vasodilatazione,aritmia e coma. Un eccesso dall’altra parte può portare a: - diarrea,nausea e crampi addominali - depressione del SNC - disturbi dell’attività cardiaca e respiratoria - diminuzione pressione arteriosa Il magnesio può essere utile come: - attività anti-osteoporotica - effetto antiaritmico - prevenzione convulsioni tipiche della eclampsia in donne gravide ipertese - azione antiipertensiva ( insieme a potassio e calcio regolando pressione sanguigna) - regolazione glicemia - broncodilatatore - protezione miocardia durante infarto acuto - utile contro attacchi di emicrania ELEMENTO PRINCIPALI FUNZIONI FABBISOGNO GIORNALIERO PER ADULTO FONTI DIETETICHE CARENZA SINDROMI DA ECCESSO MAGNESIO costituente tessuto osseo ed enzimi ATP- dipendenti. Regola eccitabilità muscolare 150-500 mg noci,cacao,sem i di soia,vegetali verdi anoressia, nausea, vomito, aumento eccitabilità muscolare depressione SNC, disturbi dell’attività cardiaca e respiratoria ZOLFO Rappresenta lo 0,25 % del peso corporeo;presente in molti tessuti e nel sito catalitico di molti en- zimi.SI ritrova: - negli AA solforati cistine,cisteina,metionina - in vitamine e coenzimi - in alcuni mucopolisaccaridi - nel glutatione - nell’acido taurocolico Il fabbisogno è dato da un adeguato apporto di proteine nella dieta;le fonti alimentari sono le pro- teine;l’assorbimento avviene principalmente nel tenue sottoforma di AA e solfati inorganici ELEMENTO PRINCIPALI FUNZIONI FABBISOGNO GIORNALIERO PER ADULTO FONTI DIETETICHE CARENZA SINDROMI DA ECCESSO ZOLFO costituente di AA solforati, di vitamine, di coenzimi, dell’insulina,del glutaitone,di alcuni mucopolisccari di fornito da amminoacidi solforati proteine dipende da ingestione e carenza di amminoacidi solforati eccessiva ingestione di amminoacidi solforati porta a crescita scarsa nell’organismo è regolata dall’escrezione renale attraverso il riassorbimento tubulare favorito dal- l’aldosterone. L’acqua ed il sodio,infatti,sono strettamente correlati:in caso di aumento di acqua libera nell’orga- nismo il sodio è diluito e la sua concentrazione può diminuire.Il rene tende a compensare questo fenomeno ritenendo il sodio ed aumentando l’escrezione di acqua.Se invece avviene il contrario ovvero l’acqua libera diminuisce la concentrazione di sodio aumenta e il rene in questo caso au- menta la ritenzione di acqua. FUNZIONI - Regola equilibrio osmotico ed il volume dei liquidi - mantiene il potenziale di membrana ed i gradiente transmembrana consentendo gli scavi cellula- ri - Interviene nella trasmissione degli impulsi nervosi e nella contrazione muscolare - interviene nella regolazione dell’equilibrio acido-base del sangue,associato allo ione HCO3-. Può interagire con i diuretici e l’escrezione urinaria di Ca2+ è aumentata dal sodio. Una carenza di sodio può portare: - crampi muscolari - apatia mentale - perdita di appetito Un sovradosaggio invece: - ipertensione ELEMENTO FUNZIONI FABBISOGNO GIORNALIERO ADULTO FONTI DIETETICHE CARENZA SINDROMI DA ECCESSO SODIO regola pressione osmotica, bilancio idrico,ph,perme abilità delle membrane, contrazione muscolare trasmissione impulso nervoso 2-5g di NaCl sale,carne,uova ,latte anoressia, nausea,vomito. In caso di carenza grave può portare coma e morte ipertensione arteriosa,febbre ,nausea, convulsioni, depressione dei centri respiratori, coma CLORO È presente in circa lo 0,15% del peso corporeo.È un contro-ione di Na+ nei fluidi extracellulari e H+ nel succo gastrico. Gli alimenti lo contengono prevalentemente come cloruro di sodio:una carente introduzione di Na+ determina anche una diminuzione di Cl- con analoghi sintomi di carenza; al contrario un adeguato apporto di NaCl soddisfa il fabbisogno di Cl- L’assorbimento avviene nel tenue (tramite scambio con i bicarbonati) L’escrezione è urinaria, regolata in base ai livelli plasmatici Il fabbisogno è corrispondente a quello del Na+ e si può ritrovare in alimenti vegetali ed animali che contengono NaCl e nell’acqua. FUNZIONI: - Controlla la volemia - Regolazione bilancio idrico e pressione osmotica - facilita il trasporto della CO2 da parte dei globuli rossi,scambiandosi con HCO3- - regola equilibrio acido-base - forma nello stomaco,HCl,indispensabile per la digestione CARENZE Rara ma: - dovuta a vomito (eccessiva eliminazione di succhi gastrici: Cl->Na+) - disidratazione 1) Fe(III) (non emico) è un sistema che forma complessi con una gran varietà di leganti.Le solu- zioni dei sali di Fe(III) con gli anioni più comuni,in acqua assumono immediatamente colore giallo perché si producono processi idrolitici;questo vuol dire che a ph diversi da 0,il catione esaacquo sarà sempre mescolato con specie ossido e idrossido;il ph deve essere mantenuto acido per evitare la formazione di un complesso gelatinoso di idrossido e/o ossiidrossido che sono composti molto insolubili . Questo viene assorbito con maggiore difficoltà; infatti si ritrova negli alimenti come Fe3 più precisamente come idrossido o legato a citrati,lattati,zuccheri, e deve essere liberato e ridotto a Fe2+ per poter essere assorbito. 2) Il Fe(II) forma sali con quasi tutti gli anioni comuni. Tuttavia il catione Fe(II) sarà più solubile di Fe(III);ciò vuol dire che quando si sciolgono i due ioni in condizione di ph fisiologico la concen- trazione di Fe(II) sarà superiore a quella di Fe(III) a ph 7.In presenza di altri leganti che coordi- no adeguatamente il Fe(III) si modifica notevolmente la capacità di questo ione di andare in soluzione acquosa,anche a ph relativamente alto. ASSORBIMENTO L’assorbimento viene favorito sa sostanze riducenti (acido ascorbico e gruppi -SH),dal calcio (che compete con il ferro nel formare sali insolubili) e dalle sostanze che lo rendono solubile (come il fruttosio) L’assorbimento è inibito al contrario da sostanze che portano ad un aumento del ph gastrico ( negli anziani anemia ferro-priva con a o ipocloridria e dalla presenza di composti che formano con il fer- ro sali insolubili quali fitati,ossalati,fosfati. Il ferro viene assorbito prevalentemente a livello del duodeno e del digiuno prossimale, in forma attiva o passivo a seconda della sua concentrazione. A livello delle cellule della mucosa il Fe2+ viene ossidato a Fe3+ (quello non emico direttamente, quello emico previa rottura dell’anello profi- rinico) Parte del ferro passa nel sangue dove è legato alla alla transferrina;la quota rimanente si lega al- l’apoferritina che diventa ferritina e rilascia il ferro a seconda delle esigenze dell’organismo ceden- dolo alla transferirna L’efficienza dell’assorbimento dipende da: - tipo di sale - schema posologia - enentià delle scorte di Fe nell’organismo (inversamente proporzionale alle riserve - direttamente correlato alla velocità di eritropoiesi L’eliminazione avviene quasi esclusivamente per desquamazione dell’epitelio della mu- scosa intestinale. Nel momento in cui c’è un apporto carente di ferro ovvero quando c’è deficienza delle scorte,a lungo termine si possono avere bassi livelli di Hb e anemia. Il ferro nell’organismo si trova in peso circa 3,5-4 g (ferro amico e non);il fabbisogno giornaliero è di 10-18 mg/die;le fonti alimentai sono varie e vanno dal fegato,alle ostriche,il rene,la carne magra,eccetera. Suddiviso in: - 65% nell’emoglobina - 10% nella mioglobina - 20-25% come deposito nel fegato, nella milza, nel midollo osseo legato alla ferritina e all’emosi- derina FUNZIONE La funzione del ferro è quella di essere un componente essenziale di enzimi coinvolti nei processi di respirazione cellulare (trasporto di O2 e CO2) così come quella di trovarsi nel sistema immunita- ria,migliorare performance cognitiva,è presente nell’emoglobina e mioglobina,è presente nel CY- P450. Il ferro di solito viene immagazzinato sotto forma di Fe(II) che è relativamente solubile in acqua a ph neutro e non si idrolizza apprezzabilmente;tuttavia il Fe(II) è molto pericoloso allo stato libero in quando può reagire con l’ossigeno e formare dei radicali.Perciò gli organismi veneti hanno dovuto adottare soluzioni affinché si possano realizzare detossificazioni. Un esempio è la reazione di Fen- ton che comprende diversi stadi: - decomposizione del perossido di idrogeno catalizzato dagli ioni Fe2+ in ambiente acido Fe2+ + H2O2 →Fe3+ + OH·+ OH– - Il radicale OH* reagisce con i composti organici secondo la reazione: 2 O 2 – O 2 + H 2 O 2 Il potenziale ossidato viene tenuto sotto controllo tramite legame del Fe a proteine La maggior parte dei microorganismi aerobi può captare quantità controllate di Fe. Se si produce una deficienza di questo elementi essi ricorrono l’ambiente circostante liberando degli ionofori chiamati siderofori capaci di reagire con Fe(III),complessarlo,renderlo mobile e incorporarlo nella cellula.Questi sono leganti molto buoni capaci,mlgrado il valore di Kps dell’idrossido di Fe(III) di portarlo in soluzione in quantità significative. I mammiferi,al fine,di controllare la quantità di ferro hanno sviluppato un sistema molto complesso. Affinché il sistema nervoso centrale possa ricevere le informazioni sullo stato (riserve di ferro,eritropoiesi) dell’organismo c’è bisogno di un ormone che è l’epcidina.Questa inibisce direttamente la ferroportina1 (proteina che trasporta il ferro fuori dalla cellula.Inibendo la ferroportina,l’epcidina inibisce il rilascio di ferro nel sangue da parte degli enterocoliti,ridu- cendo il rilascio del ferro dall’enterocita.L’epcidina inibisce anche la ferroportina macrofa- gica e di conseguenza inibisce anche il rilascio del ferro già presente nell’organismo. FONTI ALIMENTARI Fonti alimentari:ferro eme,ferro elementare (arricchire alimenti),ione ferrino alimentare,sali di ferro usati come integratori. Il ferro emico viene assorbito in maggiore concentrazione rispetto al ferro non emico in quanto Fe2+ è più solubile sebbene più tossico del Fe3+. Ci possono essere nella dieta anche altri componenti quali: - inibenti l’assorbimento del Fe non eme: fitati,polifenoli,fibra:si formano complessi non assorbitili;eccesso di altri ioni metallici (Zn,Cu,Mn,Ca,P) - stimolanti l’assorbimento del ferro non eme:vitamina C (riduce,può complessare,libero ferro dalla ferritina);amminoacidi essenziali (lisina,metionina,istidina) - tirosinasi Importanti per il metabolismo della tirosina - monoammina ossidasi:ossidazione di mono,di-poli ammine - diammina ossidasi - lisil ossidasi:legami crociati nel collageno ed elastina - Ferrosidasi II Il deficit di rame porta: - anemia - neutropenia - osteoporosi Ancora: - anomale tolleranza al glucosio - ipercolesterolemia - artrite - disturbi gastrici - perdita pigmentazione - problemi neurologici ASSORBIMENTO Il rame viene assorbito molto rapidamente nello stomaco e nell’intestino e si lega nella mucosa intestinale alla metallotioneina.In circolo è unito in modo tenace alla ceruloplasmi- na L’eliminazione è prevalentemente biliare.Tra il rame intestinale e la circolazione sanguigna c’è un ATPASI che è sensibile alla concentrazione di Rame. Ci può anche essere un alterato metabolismo del rame in due malattie genetiche: - Morbo di Menkes:carenza di rame con alterazione a livello dell’assorbimento - Morbo di Wilson:incapacità di incorporare Cu nella ceruloplasmina,così come eliminare il rame con la bile,accumulo di rame nel fegato e cervello con danni epatici e cerebrali da sovraccarico anche nella cornea,rene,muscolo e ossa. La terapia può essere chetante oppure di controllo della dieta attraverso l’eliminazione di cibi contenenti rame,non bere acqua con rame,Zn acetato Entrambe riguardano alterazione dei trasportatori cationici ATP7A o ATP7B ZINCO Lo zinco ha un solo stato di ossidazione stabile che è Zn2+ e quindi non partecipa diret- tamente a reazioni di ossido-riduzione e non innesca reazioni redox potenzialmente dan- nose;si trova legato proteine con effetti sulla struttura terziaria e sulla funzione. Il fabbisogno giornaliero è di 11 mg/die reperibili in una dieta normale (6-22 mg). Le fonti alimentari sono:carne,ostriche,crostacei,funghi,cacao,noci,tuorlo d’uovo. ASSORBIMENTO L’assorbimento avviene a livello del tenue,in parte si lega alla metallotioneina (proteine a basso peso molecolare che hanno particolare affinità per lo zinco) regolandone assorbi- mento ed eliminazione in base all’apporto alimentare;l’altra quota passa in circolo dove si ritrova legata all’albumina in minor percentuale a una globulina,ad amminoacidi ed anche in forma ionica e l’eliminazione con le feci ma anche con le urine e il sudore. FUNZIONI Lo zinco ha un’azione coenzimatica: - anidrasi carbonica (respirazione) - superossidismutasi - alcoldeidrogenasi ELEMENTO FUNZIONI FABBISOGNO GIORNALIERO FONTI DIETETICHE CARENZA SINDROMI DA ECCESSO RAME componente di molti enzimi tra cui efestina e ceruloplasmina, indispensabili per l’assorbimento del ferro e il suo metabolismo 1,5-3 mg legumi,pesci, crostacei, carne, noci, cereali demineralizza- zione delle ossa,anemia,fr agilità delle pareti delle arterie Morbo di Wilson con accumulo nel fegato e conseguente cirrosi - retinoloriduttasi - carbossipeptidasi È coinvolto nella sintesi e degradazione di CHO,proteine,lipidi,acidi nucleicilegandosi alle catene ß dell’emoglobina,ne incrementa affinità per O2;necessario per immagazzinamento dell’insulina nel pancreas e per la sua attivazione;è indispensabile in gravidanza;partecipa ai processi di espres- sione genica;mantiene integre le membrane biologiche come protezione da agenti ossidanti. Ha una funzione: - catalitica - strutturale: in proteine regolatrici consentendo a piccoli tratti della catena di ripiegassi in forma di unità stabili capaci di interagire con siti di DNA regolando la trascrizione e l’espressione o inatti- vazione di geni. Classici fattori di trascrizione sono i recettori per gli estrogeni,testosterone,acido retinoico. - antiossidante: ruolo importante nella superossidodismutasi e stimola la sintesi di tioneine che sequestrando metalli inibiscono la formazione di radicali dell’ossigeno. - legato alle catene ß dell’emoglobina incrementa l’affinità per l’ossigeno - fornisce la maturazione delle gonadi,potenzia risposta immunitaria e attività del timo CONTROLLO DELLA TRASCRIZIONE DI MTF-1 Zn modula il legame di MTF-1 (Metal-binding trascriptor factor-1) con MRE (sequeza Metal re- sponse Element del DNA) Alti livelli di ZN inducono aumento della sintesi di metallotioneine:proteine prodotte in risposta ad alti livelli di zinco ma anche di rame e metalli pesanti quasi cadmio e mercurio e hanno un ruolo nella: - omeostasi dello Zn - protezione da metalli pesanti,specie Cd,indotte nel’intestino,fegato,rene,pancreas. CARENZA Una carenza può dipendere da: - insufficiente introduzione - eccessiva eliminazione urinaria - aumentato fabbisogno - patologie - alcolismo,ustioni - farmaci (diuretici,penicillamine,valproato di sodio,etambutolo) Con sintomatologia seria: riduzione crescita,ipogonadismo,anoressia,vomito,diarrea,facilità infe- zioni,dermatite,eczemi,deficit immunitario I sintomi da carenza sono: Come essenzialità questo può essere assunto a 30 anni con elevata frequenza porta a fluorosi dentale evitando lo sviluppo di carie dentale.Si è visto come il fluoruro abbia un effetto benefico nella prevenzione delle carie ASSORBIMENTO Quasi totale e molto veloce quello dell’acqua, molto più lento quello in altri alimenti.Questo viene depositato principalmente nei denti e nelle ossa; la quantità rimanente si deposita nel plasma,nlla tiroide, nel rene e nell’aorta. L’eliminazione è renale Carenza aumenta insorgenza carie Eccesso porta a formazione di macchie prima chiare e poi più scure sullo smalto (smalto screziato) e alterazioni dentarie (fluorosi) SELENIO Il selenio sebbene si trovi in piccolissima concentrazione nell’organismo circa 13 mg,è un elemen- to essenziale in quanto fa parte della glutationeperossidasi (selenoproteina),enzima responsabile della neutralizzazione degli idroperossidi proteggendo integrità delle membrane cellulari. Si definiscono selenoproteine tutte quelle proteine che contengono selenometionina,amminoacido codificato da uno specifico codone e presente nei siti attivi di tali proteine; mentre le proteine che ELEMENTO FUNZIONI FABBISOGNO GIORNALIERO FONTI DIETETICHE CARENZA SINDROMI DA ECCESSO FLUORO sviluppo ossa e denti e protegge da carie 1,5-4 mg acqua potabile,tè,pesc i aumento delle carie smalto screziato, fluorosi, in casi più gravi crisi ipocalcemica con tetania contengono selenio sono quelle che contengono selenocisteina amminoacido che entra causal- mente interscambiandosi con la metionina. Le funzioni principali sono: - antiossidante (glutationeperossidasi - regolazione dell’ormone tiroideo (iodotirosina deidinasi selenodipendente converte la tiroxina a triodo tironina) - Antaogonzza gli effetti di vari metalli tossici (Cd,As) - Dati epidemiologici: correlazione inversa tra livelli ematici di Se e incidenza malattie cardiova- scolari - È un anticancerogeno - antimutageno - antiinvecchiamento ADME La biodisponibilità del selenio bisogna considerare oltre al tenore del minerale nei vari alimenti, anche l’assimibilità;essa è bassa nel caso parliamo di selenio inorganico ridotto (nell’acqua),inter- media per la selenocisteina (prodotti origine animale),alta per la selenometionina presente nei tes- suti animali e vegetali. Il selenio viene assorbito a livello duodenale e portato in circolo dalle globuline e probabilmente da alcune lipoproteine CARENZA Rara nell’uomo fatta eccezione per alcune zone dove il terreno ne è povero Un eccesso,invece,determina disturbi gastrointestinali,anoressia,incordinazione e irritazioni pol- monari. Un eccesso inoltre perturba il metabolismo della vitamina A e C. ELEMENTO FUNZIONI FABBISOGNO GIORNALIERO FONTI DIETETICHE CARENZA SINDROMI DA ECCESSO SELENIO colatore della glutatione perossidasi, protegge le membrane cellulari 55 microgrammi cereali, pesce,fegato, rognone cardiopatie, ipertensione, anemie emolitiche, cirrosi, pancreatite, neoplasie, invecchiamento sclerosi multipla disturbi gastro intestinali, anoressia, irritazioni polmonari COBALTO Contenuto totale: 1-2 mg. È importante in quanto fa parte della vita.B12 (cobalamina);le fonti ali- mentari sono prevalentemente di origine animale e una carenza può portare ad anemia. Una parte viene formata partendo dal cobalto dalla microflora intestinale, la rimanente quota ne- cessaria di vitamina deve essere introdotta neoformata con gli alimenti. Il cobalto stimola anche la captazione tiroidea dello iodio e può sostituire lo zinco in numerosi me- talloenzimi. ULTRA-TRACE ELEMENTS Si trovano negli organismi umani bassissimi livelli ma il loro ruolo non è chiarito.Sono presenti a livelli molto bassi negli alimenti e tra questi troviamo: stagno,alluminio,boro,silicio,arsenico STAGNO È presente in tutti gli organi.Ruolo incerto nell’uomo.Si trova in livelli molto bassi negli alimenti.Gli alimenti conservati in scatolame rivestito di stagno possono contenere da 50 a 250 mg/Kg i sta- gno.I composti organici dello stagno sono più assorbiti dei sali inorganici e conseguentemente più tossici ALLUMINIO Nel corpo è presente circa 50-150 mg di allumino.L’assunzione giornaliera in media è di 2-10 mg.È assorbito in bassissima percentuale nel tratto gastrointestinale ed eliminato prevalentemente via fecale. È stato dimostrato un effetto dannoso a carico delle cellule del sistema nervoso centrale BORO Si trova in tutti gli organi ma prevalentemente nel cuore dove è present sin massima concentrazio- ne (28mg/kg) e minima nel tessuto muscolare (0,1 mg/Kg). È importante nella formazione ossea e nella sintesi di estradiolo e testosterone. Il fabbisogno giornaliero è di 1-2 mg.Si ritrova nelle mele,nella farina di soia,nell’uva,eccetera SILICIO Nel corpo umano è presente circa 1g.Le fonti alimentari principali sono i cereali.L’apporto dietetico giornaliero è di 21-50 mg.Gli effetti tossici si possono riscontare a concentrazioni superiori a 100 mg/kg di peso corporeo ARSENICO È essenziale per la crescita di ratti,polli e capre. Nell’organismo è incerto il suo ruolo.Il fabbisogno giornaliero è di 12-25 microgrammi/giorno.L’assunzione dietetica giornaliera è di 20-30 micro- grammi/die. La fonte principale sono i pesci e l’acqua in alcune zone. VITAMINE Micronutrienti organici,richiesti in quantità pari a milligrammi o microgrammi.SOno sostanze orga- niche essenziali,molte non possono essere sintetizzate dall’organismo e devonoessere introdotte con la dieta. Non vengono usate per produrre energia né per usi strutturali infatti: - fanno parte di coenzimi - sono precursori diormoni - agiscono da antiossidanti - partecipano come substrati a reazioni specifiche 13 sono le vitamine essenziali per l’uomo LIPOSOLUBILI A D E K IDROSOLUBILI C B1 B2 B3 B5 B6 B7 folati B12 Le vitamine del complesso B sono sintetizzate dai vegetali tranne la B12 che è sintetizzata solo da batteri Le vitamine liposolubili presentano un metabolismo più lento delle idrosolubili in quanto devono essere metabolizzate in idrosolubili per essere rese solubili all’acqua e quindi eliminate.Le liposo- lubili a differenza delle idrosolubili possono accumularsi e dare origine a fenomeno di ipervitamino- si. Per quanto riguarda il metabolismo le liposolubili a differenza delle idrosolubili devono essere tra- sportate prima allo stomaco poi trasportate all’interno di micelle e poi nei chilomicroni per essere trasportate nella circolazione generale. Le vitamine idrosolubili,invece,vengono assorbite direttamente nel circolo portale dal piccolo inte- stino. Tutte le vitamine idrosolubili vengono idrolizzate dai complessi proteici per essere trasportate nel piccolo intestino (parte superiore) dove vengono assorbite ad eccezione della B12 che invece vie- ne assorbita nell’ileo.L’eccesso delle vitamine idrosolubili vengono escrete con il rene nelle urine. BIODISPONIBILITÀ Questa varia in base a: - quantità degli alimenti - preparazione - efficienza della digestione ed assorbimento degli alimenti - stato nutrizionale individuale - naturale o sintetica Le vitamine liposolubili in genere sono meno biodisponibili delle idrosolubili così come le vitamine da animale sono maggiormente biodisponibili di quelle contenute nei vegetali. La stabilità è maggiore per le vitamine liposolubili,le idrosolubili,infatti possono essere distrutte per: - esposizione all’aria - esposizione alla luce UV - idrolisi - variazione di ph - riscaldamento - tecniche di preparazione degli alimenti Le vitamine possono trovarsi sia nella loro forma da attivare (provitamine) ovvero sono sostanze che vengono utilizzate successivamente ad attivazione dall’organismo e una volta assorbite ven- gono convertite nella forma attiva. Esistono anche delle vitamine pre-formaate ovvero vitamine presenti negli alimenti nella loro forma attiva. Le forme gravi possono portare a dolore osseo,ingrossamento di fegato e milza;durante la gravi- danza ci possono essere anomalie congenite nel feto. VITAMINA D VITAMINA PRINCIPALI COMPOSTI DOSI FONTI FUNZIONI CARENZA SINDROMI DA ECCESSO Vitamina A Vitamina A1: retinolo,retin ale,acido retinoico Vitamina A2: 3- deidroretinol o Provitamina: ß-carotene altri caroteni 700 R.E (micro- grammi di retinolo equivalenti) Vitamina A:olio di fegato di pesci, fegato mammiferi, latte, burro, formaggi, uova Caroteni: verdure a foglia larga,carote, albicocche, burro costituisce la rodopsina (pigmento visivo) Promove la sintesi delle glicoproteine e il manteni- mento degli epiteli. Svolge azione protettiva contro il cancro cecità notturna, xeroftalmia, iperchetatosi, perdita di appetito, anemia, aumentata sensibilità alle malattie infettive. Maggiore incidenza di tumori rare: astenie, cefalea, vertigini, nausea, vomito, desquamazio ne di cute e mucose Dosi massicce in gravidanza possono avere effetto teratogeno sul feto I più importanti composti con attività vitamina D sono: - vitamina D2:ergocalciferolo:esogena - vitamina D3:colecalciferolo:sia esogena che endogena proveniente dall’irradiazione con raggi ultravioletti del 7-deidrocolesterolo presente sulla pelle. Questi possono essere considerati degli steroidi con anello B aperto che differiscono gli uni dagli altri per la catena laterale. Sia nella provitamina D2 che in quella D3 il requisito strutturale è quello di possedere unsistema 5,7-dienico nell’anello B.Questo permette l’assorbimento di quanti di luce di particolari lunghezze d’onda nel range UV;si rompe un legame semplice e da un composto ciclico si forma un politene a catena aperta. La vitamina D può provenire da: - sintesi endogena - dieta (lipidi e sali biliari per assorbimento) Il calciferolo viene assorbito a livello intestinale con le stesse modalità dei lipidi:entra a far parte delle micelle (combinazione con sali biliari-idrolisi dei lipidi),è assorbito per diffusione passiva negli enterocoliti e successivamente incorporato nei chilomicroni e trasportato attraverso i vasi infatti mesenterici. Se proviene dall’alimentazione il icalciferolo viene assorbito nell’intestino passa nei vasi mesente- rici linfatici arrivare al sangue e viene eliminato attraverso le feci;dalla bile e dal circolo enteroepa- tico il calciferolo può ritornare all’intestino nuovamente esterificato. Se proviene da sintesi endogena,invece,il calciferolo attivato per via UV passa nel sangue rag- giungendo i vari distretti in cui deve operare. Questo si può accumulare nel fegato,nel tessuto adiposo e nei muscoli.Dal fegato può essere eli- minato con le feci oppure passare per via renale e anche qui può tornare in circolo tramite il san- gue. La vitamina D induce l’omeostasi del calcioattraverso la sintesi di mina per la proteina leganoe il calcio (CaBP,Calcium binding protein) nell’intestino;nell’ossa aumenta l’attività degli osteoclasti e nel rene può stimolare il riassorbimento di calcio. Una carenza di vitamina D può portare a rachitismo nel bambino o a osteomalacia nell’adulto Altre funzioni sono: - mineralizzazione ossea - secrezione insulina - crescita,differenziamento - sistema immunitario Ci deve essere coordinazione tra: - assorbimento del calcio nell’intestino - deposizione del calcio nelle ossa - escrezione del calcio attraverso i reni Ci deve essere un’azione ipercalcemizzante di vitamina D e ormone paratiroideo che produce pa- ratiroideo Una carenza può portare a: - rachitismo nel bambino che può essere di tipo I (ereditario autosomico recessivo nella trasfor- mazione del proormone in calciferolo - tipo II ereditario autosomico recessivo: mutazione che rende inattivo per il recettore per il calcife- rolo Osteomalacia: deficit di vitamina D nell’adulto che porta ad alterata mineralizzazione dell’ossa con ossa strutturalmente deboli Gli apporti dietetici riguardano carne,pesce,uova,materie grasse essenzialmente animali e latticini. VITAMINA PRINCIPALI COMPOSTI DOSI/DIE FONTI FUNZIONI CARENZA SINDROMI DA ECCESSO Vitamina D D2: ergo- calciferolo D3: cole- calciferolo 0-15 micro- grammi olio di fegato di pesce, fegato dei mammiferi latte,burro, pesce azzurro, eccetera regola il metabolismo del calcio rachitismo nei bambini e osteomalacia negli adulti cefalea, astenia, nausea, vomito, diarrea, disturbi renali e nervosi La vitamina E ha anche altre funzioni: - antiaggregante piastrinico - inibitori della proliferazione cellulare,della PKC (protein chinasi,della 5-lipossigenasi e della fo- sfolipasi A2 - Aumentata resistenziale infezioni Il fabbisogno di vit.E è di circa 8 mg/die. Le carenze possono portare a disturbi neurologici reversibili e nei neonati prematuri l’anemia emo- litica;sono causate da disturbi nell’assorbimento dei lipidi,presenza di quantità eccessive di acidi grassi insaturi negli alimenti,carenze di ß-lipoproteine nel sangue. L’ipervitaminosi,invece,ha effetti rari e porta ad alterazione della coagulazione,debolezza,diminu- zione dei livelli ormonali tiroidei e disturbi gastrointestinali. Esistono anche delle eterovitamine E (sintetiche) che presentano attività correlative a quella della vit.E.Alcuni composti,tuttavia presentano attività minore. VITAMINA PRINCIPALI COMPOSTI DOSI FONTI FUNZIONI CARENZA SINDROMI DA ECCESS Vitamina E alfa,beta, gamma,delta tocoferolo 8 mg vedere a foglia larga, semi e frutti oleosi, oli, fegato, uova, latticini protegge i lipidi dall’ossida- zione fragilità eritrocitaria, anemia emolitica, Accumulo di perossidi lipidici nei tessuti - VITAMINA K FITOCHINONE K1 CO MENADIONE K3 MENACHINONE K2 Fu identificata per la sua proprietà antiemorragiche riscontrate attraverso sperimentazione anima- le. Si tratta di un gruppo di composti la cui struttura è data da un gruppo naftochinonico collegato ad un catena laterale alifatiche isoprenoide. Il fillochinone è un olio giallo-pallido,insolubile in acqua e poco solubile in etanolo,molto solubile in etere,cloroformio,grassi e olii.Questo è lentamente degradatodall’ossigeno e più rapidamente dalla luce,è stabile al calore e instabile agli alcali Le forme naturali di questa vitamina sono il fillochinone (K1)-nelle piante ,il menachinone (K2)-flora intestinale e il menadione (K3)-non attiva,creata per azione farmacologica,non attiva come tale ma viene isoprenilata dall’organismo;quest’ultima è priva di catena laterale ed è un prodotto di sintesi. Esiste anche un’antivitamina che è il dicumarolo-presente in alcune piante-,è un inibitoe della re- duttasi che rigenera la forma attiva della vitamina La vitamina K viene sintetizzata dalla flora intestinale ed è piuttosto diffusa negli alimenti special- mente quelli vegetali. ADME Per quanto riguarda l’ADME,la vitamina K differisce tra la forma farmaceutica e quella naturale,in- fatti,il fillochinone purificato ha una biodisponibilità dell’80% mentre le fonti vegetali ricche di fillo- chinone hanno una biodisponibilità di circa il 10%,questo smebre essere dovuto all’insufficiente estrazione della vit.K dalle cellule vegetali durante il processo digestivo. La funzione principale di questa vitamina è dovuta alla coagulazione del sangue:essa sotto forma ridotta riveste un ruolo co-enzimatico nella reazione di carbossilazione di certe proteine come la pro-trombina e alcuni fattori della coagulazione;in particolare la vitamina K sembra rivestire un ruo- lo molto importante nella carbossilazione dei primi 10 residui di glutammato della protrombina per attivarla. La coagulazione implica un’attivazione a cascata di enzimi proteolitici già presenti come inattivi nel plasma;la proteolisi rende attivo il fattore:la reazione finale porta all’attivazione del fibrinogeno in fibrina e quindi dare origine alla coagulazione vera e propria perché le molecole di fibrinogeno non possono legarsi fra loro a causa di una carica negativa.La trombina elimina i fibropeptidi altamente negativi creando un centro positivo che permette l’interazione tra i monomeri di fibrina L’idrochinone che si forma verrà poi rigenerato da reduttasi NADPH dipendenti.Degli inibitori della redattasi sono anticoagulanti. Il Glutammato avendo due cariche negative,lga bene il calcio ionizzato con 2 carica positive;la maggiore affinità per il calcio è data dall’attivazione della protrombina da parte della vit.K che con- sente agli ioniCa2+ di legarsi con i residui anicii dei fosfolipidi oltre che alle membrane piastriniche La trombina è costituita da due sublimità legate da un ponte disolfuro IDROSOLUBILI Complesso B e Vitamina C La frazione idrosolubile Complesso B si riferisce a combinazioni che includono 8 vitamine B: - tiamina (B1), - riboflavina (B2), - niacina (B3), - acido pantotenico (B5), VITAMINA PRINCIPALI COMPOSTI DOSI FONTI FUNZIONI CARENZA SINDROMI DA ECCESSO Vitamina K K1: filochinone K2: menachinoni K3: menadione 50-70 microgrammi flora intestinale, ortaggi, minime quote nelle carni azione antiemorra- gica, trasformazio- ne protrombina attiva emorragie - - piridossina (B6), - biotina (B8 o H), - acido folico (B9) e - cianocobolammina (B12). Le vitamine del complesso B partecipano a reazioni fondamentali del metabolismo intermedio Vitamina B1 (tiamina) È un composto chimico composto a due anelli sostituiti:uno pirimidinico e l’altro tiazolico collegati attraverso un ponte metilenico. Questa si ritrova nel lievito di birra,nel fegato,nella corteccia dei cereali,nelle uova,nei legumi,nella carne di maiale. In ambiente basico la vitamina B1 può comportarsi in due diversi modi: - si apre l’nello tiazolico con la formazione della tiamina bisolfuro per ossidazione - la formazione di un terzo anello centrale creando il tiocromo attraverso ossidazione ;l’ossidazio- ne avviene con l’esacianato ferrico di potassio in presenza di Na(OH). ADME La tiamina è bene assorbita nella porzione superiore del tenue sia per meccanismo attivo sia per semplice diffusione,giunge al fegato attraverso la vena porta :qui subisce una fosforilazione tra- sformandosi in TPP,questa trasformazione può avvenire in minor misura anche in altri tessuti.Della vitamina B1 non esiste una riserva significativa nell’organismo,per cui deve venir introdotta ogni giorno con gli alimenti;una piccola parte può provenire dalla flora intestinale.Viene eliminata so- prattutto per via urinaria.Il fabbisogno di diammina dipende dalle calorie introdotte,più intenso è il metabolismo,sopratutto glucidico maggiore sarà il fabbisogno di tiamina. Funzioni: - decarbossilazione acido piruvico che attraverso un composto multienzimatico si trasforma in aceti co-A - decarbossilazione dell’acido alfa-chetoglutarico che,nel ciclo di Krebs,dà origine al succinil co-A - reazioni di transchetolazione,nella degradazione del glucosio attraverso la via dei pentosofosfa- ti. Vitamina B2 (riboflavina) La vitamina B2 viene anche detta RIboflavina ed è composta dai residui chimici del ribitolo e di una flavina. Viene sintetizzata dalle piante e da molti microrganismi.È molto diffusa negli alimenti e principal- mente nel pericarpo e germe dei cereali,latte,uova,carne.Una parte può provenire dalla sintesi dei batteri intestinali. I valori raccomandati di assunzione per l’uomo snodi circa 0,6 mg/1000 kcal/die. È assorbita nell’intestino previa fosforilazione nella parte intestinale stessa e inviata al fegato tra- mite vena porta.Le riserve sono scarse e l’escrezione avviene sotto forma di riboflavina o di meta- boliti principalmente per via urinaria,La vitamina B2 costituisce due importanti coenzimi: - FAD o flavin adenin dinucleotide - FMN o flavin mononucleotide Il nucleo isoallossazinico si trasforma per graduale assorbimento di idrogeno nella forma lecco,at- traverso intermedi radicalici Entrambi sono gruppi prostetici di molti enzimi implicati nelle reazioni di ossidoriduzione: - degradazione ossidata dell’acido piruvico ad acetil Co-A - ß-ossidazione acidi grassi - deamminazione ossidativi degli amminoacidi - trasporto di elettroni e degli ioni H+ nella catena respiratoria - glutatione redattasi eritrocitaria attraverso la rapida conversione di FAD e FADH2 per l’ossida- zione di GSH e GS-SG Il deficit di vitamina B2,nell’uomo,è raro e quasi sempre associato a una carenza alimentare gene- ralizzata oppure proveniente da alterazioni e disfunzioni dell’apparato digerente e del fegato o fa- cente seguito a talune malattie quali il morbo di Basesow e il diabete in fase di squilibrio metaboli- co. La sindrome è caratterizzata da alterazioni linguali,labiali,oculari e cutanee. VITAMINA PRINCIPALI COMPOSTI DOSI/DIE FONTI FUNZIONI CARENZA SINDROMI DA ECCESSO Vitamina B2 riboflavina 1,8 mg 1,3 mg pericarpo e gemme dei cereali latte uova fegato pesce costituisce coenzimi FAD e FMN implicati nelle ossidazioni biologiche glossopatia, cheilosi, alterazioni oculari e cutanee - VITAMINA B3 (nicotinammide,niacina) NICOTINAMMIDE Viene anche detta niacina e da un punto di vista chimico si tratta dell’acido piridin-3-carbossilico (acido nicotinico) e della sua ammide (nicotinammide).Si ricava direttamente dal triptofano attra- verso reazioni di ossidazione e di decarbossilazione. Svolge un’azione nella prevenzione della pellagra. È molto diffusa negli alimenti di origine animale;le fonti principali sono: carne,fegato,frattaglie,pe- sce,legumi. Vitamina B5 (Acido pantotenico) In questa vitamina abbiamo l’unione dell’acido pantoico (derivata acido butirrico) con la ß-alani- na.SI conosce anche il pantenolo che sarebbe una forma ridotta con un gruppo alcolico. Esso è molto diffuso negli alimenti ma le fonti più ricche sono rappresentate dal lievito,fegato,rene,carne di manzo. Fabbisogno:5-10 mg su dieta di 2500 kcal. L’acido pantotenico di provenienza alimentare (e forse anche una parte di quello sintetizzato dai batteri) viene facilmente assorbito a livello intestinale e,dopo l’utilizzo,facilmente eliminato immodi- ficato attraverso le urine. Riveste un ruolo fondamentale nell’organismo in quanto è costituente del CoA che trasporta gruppi acilici attivati sotto forma di tioesteri,tra cui il più importante è l’acetil CoA. Il CoA entra a far parte di molte reazioni: - Attivazione degli acidi grassi che precede la ß-ossidazione - decarbossilazione acido piruvico - sintesi degli acidi grassi,trigliceridi,fosfolipidi - sintesi corpi chetoni - sintesi colesterolo e ormoni steroidei - sintesi acetilcolina - decarbossilazione della acido alfa-chetoglutarico ad acido succinico L’acetil CoA ha una maggiore reattività nella sostituzione nucleofila acrilica e nella formazione di carbanioni rispetto ad un normale estere acetico ossigenato. Il carbonio elettrofilo ha una maggiore reattività rispetto a quello nucleofilo nella sostituzione.La sostituzione nucleofila acilica,infatti,è quella più diffusa. Attività - antiossidante: faciliterebbe rimozione dei perossidi lipidici aumentando mobilitazione degli acidi grassi e promuovendo la riparazione delle membrane cellulari attraverso attivazione sintesi foso- flipidica - effetti antinfiammatori,antivirali e cicatrizzanti La carenza di acido pantotenico è un evento sconosciuto data la grande diffusione negli alimenti.I sintomi da carenza sono rappresentanti da: - cefalea - astenia - disturbi gastrointestinali - formicolii - bruciori agli arti inferiori VITAMINA PRINCIPALI COMPOSTI DOSI FONTI FUNZIONI CARENZA SINDROMI DA ECCESSO Vitamina B5 acido pantotenico 3-12 mg lievito di birra fegato rene carne uova cuticola dei cereali costituisce coenzimaA astenia cefalea disturbi gastro- intestinali Parestesie - VITAMINA B6 La B6 anche chia- mata piridossina è un derivato della piridina.Le forme biologicamente attive sono tre:piridossina,pi- ridossale e piridossammina.Esiste una terza forma che è l’acido piridossico che è privo di funzione vitaminica attraverso la quale avviene l’eliminazione. È molto diffusa negli alimenti,si ritrova in carne,pollame,pesce,lievito,semi di cereali,melassa,ecce- tera. I fabbisogni individuali sono valutati intorno a 1,5 mg/die VITAMINA H o biotina o Vitamina B8 La vitamina B8 anche chiamata vitamina H o biotina .Fu scoperta come sostanza capace di curare la malattia del bianco d’uovo.L’albume,infatti,contiene un’antivitamina (avidina) che forma un com- plesso inattivo con la biotina.Il complesso avidina-biotina è resistente all’azione degli enzimi dige- stivi e attraversa il canale alimentare immodificato.La biotina è data dalla condensazione di un anello imidazolico con uno tiofenico. Esistono due forme: alfa e beta.L’alfa biotina è otticamente attiva:solo l’isomero destrogiro ha pote- re vitaminico Si ritrova nelle carni,nelle uova,nel lievito birra,nei cereali,eccetera;nei prodotti vegetali non è di- sponibile a causa di legami con altri componenti. Per quanto riguarda l’ADME:questa viene assorbita a livello intestinale per trasporto attivo attra- verso una biotinidasi (per favorire il distacco dalle proteine in particolare dalla lisina) esse proviene dall’alimentazione mentre se viene sintetizzata per via endogena viene trasportata semplicemente per trasporto attivo. Nel sangue viaggia legata all’albumina e arriva alle cellule dove viene fosforila- ta.L’eliminazione avviene per via urinaria. La biotina costituisce il ooenzima delle reazioni di carbossilazione e transcarbossilazione. Essa attiva la CO2 (carbossibiotina). Una carenza di biotina può portare a: - Rara: dopo consumo prolungato di albume,sindrome di malassorbimento,nutrizione parenterale totale - Segni e sintomi: eruzione cutanea eritematosa,alopecia,congiuntivite,disturbi neurologici Un deficit di biotina può essere conseguente ad alcuni errori metabolici congeniti (danni neonatali) VITAMINA PRINCIPALI COMPOSTI DOSI FONTI FUNZIONI CARENZA SINDROMI DA ECCESSO Vitamina B8 biotina 15-100 microgrammi lievito di birra fegato tuorlo d’uovo legumi carne coenzima di de- carbossilasi e trans- carbossilasi dermatite astenia sonnolenza dolori muscolari iperestesie cutanee anoressia nausea - VITAMINA B12 Detta anche cobalammina o fattore antipernicioso,è stata isolata tardivamente nel 1948. SI era vi- sta una potenzialità nei confronti dell’anemia perniciosa.È conosciuta sotto diverse forme attive costituite da: - un anello corrinico (sistema tetrapirrolico con al centro un atomo di cobalto - un ribonucleotide,unito sia al cobalto,sia alla catena laterale di un dei pirroli. Il sesto sostituente sull’atomo di Co può variare R= -CN,-OH,-CH,5’deossiadenosina. La più comune forma è la cianocoballamina non si ritrova in vitro ma è un artefatto dei sistemi di purificazione. Le forme enzimatiche sono: - la 5’deossiadenosilcobalamina: importante nel riarrangiamento molecolare,consistenti nell’inter- scambio di gruppi attaccati a due atomi di C adiacenti (da metilmalonil coA a succinil coA nel catabolismo di a midi grassi a numero dispari e di vari amminoacidi) - la metilcobalamina che interviene nei processi di metilazione e regola indirettamente la sintesi delle piramidine. Le coballamine sono sintetizzate da vari microorganismi ma non da piante e animali.La vitamina B12 proviene tutta dagli alimenti animali:fegato,pesce,rene,latte e carne. - metabolismo amminoacidi - sintesi delle purine - inattivazione,tramite metilazione,dei neurotrasmettitori - sintesi DNA ed RNA - replicazione e riparazione del DNA - regolazione espressione genica Il fabbisogno è di circa 5’-100 microgrammi/die,quello raccomandato (LARN) è stato fissato intorno a 200 microgrammi/die. Le necessità aumentano in vari stati fisiologici (crescita,gravidanza,allattamento) e patologici (anemie,tumori). Un apporto adeguato di acido eolico protegge contro le malformazioni congenite nel tubo neurale. La carenza di acido folico porta a: - anemia megaloblastica e leucopenia - alterazioni della cute - sintomi a carico dell’apparato digerente - disturbi nervosi Un difetto nelle sintesi degli acidi nucleici ha più effetto su tutti quei tessuti che hanno un elevato tasso di riproduzione cellulare (turnover):tessuto ematopoietico,pelle e mucose.I disturbi nervosi sono ricollegabili all’FH4 nell’inattivazione dei mediatori chimici VITAMINA PRINCIPALI COMPOSTI DOSI FONTI FUNZIONI CARENZA SINDROMI DA ECCESSO Vitamina M(B9) acido folico 200 microgrammi lievito fegato asparagi spinaci verdure in forma ridotta FH4 costituisce un coenzima implicato nelle reazioni di trasforma- zione di unità mono- carboniose anemia leucopenia alterazioni di cute e mucose, disturbi nervosi - VITAMINA C (Acido ascorbico) La struttura della vitamina C ricorda quella degli esosi.Il gruppo significativo è quello ene-diolo che coinvolge il C2 e il C3;questo rende la molecola un forte riducente ossidandola ad acido deidroa- scorbico.Nell’organismo queste due forme sono entrambe attive e sono in equilibrio.Ciò conferisce l’acidità all’acido ascorbico che è data dalla facilità con cui il gruppo OH portato dal C2 cede il pro- tone perché lo ione monodeidroascorbato è stabilizzato per risonanza. Gli animali e l’uomo nonpossiedono l’L-gulonolattoneossidasi che trasforma il glucosio ad acido ascorbico e quindi devono introdurlo con la dieta in quanto non possono sintetizzarlo. Questa è presente principalmente nelle verdure fresche e nella frutta.Sia la cottura sia i processi tecnologici impoveriscono gli alimenti del contenuto di vitamina C. Lo scorbuto è una malattia dovuta a carenza di vitamina C che colpiva i marinai costretti a lungo a stare fuori senza potersi approvvigionare di alimenti freschi.Le manifestazioni sono: - deperimento - lesioni ed emorragie alle gengive,alle mucose e alla cute - anemia - dolori articolari Una elevata assunzione di vitamina C può portare alla formazione di calcoli renali,diarrea e può anche causare condizionamento sistemico ( aumento fabbisogno poiché l’organismo si adatta a metabolizzare maggiormente Sono state riconosciute dosi di 20 mg/die come fabbisogno per prevenire lo scorbuto ma per un buono stato di salute sono consigliati quantitativi superiori.Per la popolazione italiana sono racco- mandanti circa 60 mg/die.I fumatori ne richiedono maggiori quantitativi,il doppio,a causa dell’au- mentato turnover metabolico della vitamina.. INTEGRATORI ALIMENTARI Gli integratori alimentari sono prodotti alimentari destinati ad integrare la comune diete e che costi- tuiscono una fonte concentrata di sostanze nutritive ,quali le vitamine e i minerali o di altre sostan- ze aventi effetto nutritivo o fisiologico, in particolare aminoacidi, acidi grassi essenzaili,fibre ed estratti di origine vegetale, sia monocomposti che pluricomposti in forme pre-dosate. Devono essere presenti vari requisiti tecnici per l’abilitazione alla produzione e al confezionamento di integratori alimentari: - elenco requisiti tecnici - sussistenza condizioni igienico-sanitarie e presenza di laboratorio di controllo che deve essere controllato ed è di competenza del ministero della salute,I.S.S e ASUR. INOLTRE: Le normative controllano: - la sicurezza d’uso in termini di tipologia e concentrazione delle sostanze utilizzate nonché gli aspetti legati all’igiene e alla contaminazione - funzioni e modalità d’uso: l’integratore deve caratterizzarsi per il suo effetto nutritivo o fisiologico che deve essere legittimato da validi presupposti scientifici - chiarezza delle informazioni in etichetta in termini di composizione.attività svolta dal prodotto ed eventuali avvertenze. Le linee guida sugli integratori alimentari contengono tutta una serie di disposizioni applicabili agli integratori alimentari per aspetti non armonizzati a livello europeo. Esistono linee guida per vitamine e minerali;per probiotici e prebiotici;per altre sostanze ad effetto nutritivo o fisiologico. Esistono vari integratori alimentari: - pre-biotici - fibre alimentari - sostanze e preparati vegetali - multivitaminici e sali minerali - altre sostanze che hanno effetto nutritivo o fisiologico - coadiuvanti di diete ipocaloriche Ogni sostanza per essere utilizzata come integratore alimentare deve aver fatto registrare in ambi- to UE un pregresso consumo significativo come prova di sicurezza richiedendo una preventiva au- torizzazione a livello europeo;inolre se il pregresso consumo è avvenuto con i soli integratori,l’ag- giunta della sostanza agli alimenti porta comunque ad applicare a questi ultimi il regolamento per rivalutare i livelli di esposizione dei consumatori in considerazione dell’aumento delle fonti alimen- tari disponibili;per gli integratori presentati come coadiuvanti di diete ipocaloriche,tali prodotti de- vono risultare conformi a quanto rappresentante nell’appendice. Nell’etichettatura devono essere presenti tutta una serie di caratteristiche e di informazioni utili al prodotto stesso: - non vantare proprietà terapeutiche - no capacità di cura - dose raccomandata - avvertenze su eccedenze - non sostituiscono dieta variata - vitamine e sali minerali contenuti - non è ammessa che sia stata approvata dal ministero La pubblicità e la corretta informazione sono fondamentali per il prodotto stesso: esistono dei rego- lamenti che disciplinano la stessa pubblicità degli stessi prodotti. I claims nutrizionali e salutistici degli alimenti devono: - essere scientificamente provati - essere ben definiti e verificabili - non attribuirsi proprietà salutistiche o benefiche generiche Sono applicati vari claims sulla salute che vanno dal controllo e la riduzione del rischio di malattie al corretto sviluppo dei bambini I claims per la salute sono: - caratterizzazione del componenti/prodotto alimentare - beneficio per la salute umana - relazione di causa-effetto - quantità necessaria per l’effetto salute - quantità e modalità di consumo richieste per ottenere effetto benefico suggerito possono essere ragionevolmente raggiunte nell’abito di una dieta bilanciata - trasferibilità dei dati presentati a sostengo del claim alla popolazione a cui è destinato l’integra- tore alimentare - comprensione dei benefici sulla salute da parte del consumatore medio i claims sulla salute sono riferiti e riservati solo ai farmaci Vari sono gli ambiti su cui agiscono gli integratori: - apparato digerente e funzioni immunitarie - antiossidanti,danno ossidativi e salute cardiovascolare - livelli di appetito,controllo del peso e concentrazione glicemica - salute delle ossa,articolazione pelle e cavo orale - performance fisiche - sistema nervoso,incluse funzioni psicologiche Le differenze sostanziali tra integratori,prodotti dietetici e medicinali riguardano: - dosaggio: 1) ridotto non superiore a 5 volte la RDA 2) secondo regolamentazione 3) standardiz- zato per produrre effetto terapeutico - legislazione: 1) e 2) soggetti a direttiva europea sugli alimenti 3) soggetti a direttiva europea sui farmaci - funzione: 1) integrare dieta generale 2) nutrizione particolare 3) curare,lenire o prevenire malat- tie - commerciabilità: 1) e 2) è sufficiente notifica ministero della salute 3) è necessaria l’AIC - pubblicità: 1) sono vietate dichiarazioni secondo cui il prodotto servirebbe a finire o prevenire malattie 2) è limitata agli operatori del settore 3) limitata a riviste destinate a medici e farmaci- sti.Sui media solo OTC Esistono varie classi di integratori alimentari: - Vitamine e/o minerali: forniscono apporto predefinito di vitamine e/o di minerali senza contenuti nutrizionali significativi di altra natura. Tutte le vitamine e i minerali con relativo dosaggio - amminoacidi: essenaili,raificati - altre sostanze con apporto massimo giornaliero definito:acido ialuronico,acido linoleico coniuga- to,eccetera - derivati di AA di interesse nutrizionale: creatina con effetti sul metabolismo energetico muscolare utilizzato in sportivi che richiedono in tempi ristretti sforzi altamente dispendiosi sopratutto se ripetuti;non sono da utilizzare i gravidanza e bambini o comunque per periodi prolungati senza parere medico. La creatina nella sua forma fosforilata è coinvolta nel mantenimento delle riserve energetiche cellulari;iil suo fabbisogno aumenta dopo allenamenti intensi;la sua integrazione accelera il recupero tra una prestazione e l’altra diminuendo la fatica;la normale funzionalità dei muscoli richiede che l’ATP sia continuamente risintetizzato. - integratori di sostanze e preparati vegetali: altre sostanze aventi effetto nutritivo o fisiologico e questi devono: 1) presentare composizione compatibilecon una azione salutistica e non terapuetica 2) fornire garanzie in termine di sicurezza 3) molte piante o urbe utilizzate negli integratori a base vegetale possono di volta in volta presen- tare controindicazioni in patologie di vario tipo come quelle cardiovascolari e quelle renali cro- niche 4) inoltre possono verificarsi molto interazioni indesiderate di alcuni prodotti vegetali in concomi- tanza con vari farmaci PROBIOTICI E PREBIOTICI I probiotici sono microorganismi vivi che si dimostrano in grado,una volta ingeriti in adeguate quan- tità di esercitare funzioni benefiche per l’organismo;gli alimenti che contengono in numero suffi- cientemente elevato,microroganismi probiotici vivi e attivi in grado di raggiungere l’intestino,molti- plicarsi ed esercitare un’azione di equilibrio sulla microflora intestinale mediante colonizzazione direttaa sono definiti “alimenti/integratori con probiotici”.Si tratta quindi di alimenti grado di promuo- vere e migliorare lefunzioni di equilibrio fisiologico dellorganismo attraverso insieme di effetti ag- giuntivi rispetto alle normali attività nutrizionali Esempi di probiotici sono: - yogurt con aggiunta di lattobacilli,bifidobatteri,combinazioni di batteri lattici e bifidobatteri - latti parzialmente scremati con aggiunta di microorganismi eventualmente aromatizzati alla frutta - succhi di frutta addizionati di microorganismi - insaccati e formaggi I probiotici sono indicanti come miglioranti delle flora intestinale;tuttavia L’EFSA sostiene che in- crementare il numero di un qualsiasi gruppo di batteri come aumentare i livelli di microflora benefi- ca non siano in sé effetti benefici sulla salute e inoltre,affermazioni come sostenere una microflora equilibrata o influire beneficamente sulla microflora intestinale potrebbero essere ritenute benefi- che per la salute in caso di concomitante diminuzione dei microorganismi potenzialmente patoge- ni. Per la valutazione l’EFSaA chiede lavori scientifici simili a quelli dei farmaci. I probiotici hanno moltissime attività che sono state dichiarate: - idrolisi del lattosio:ne migliorano digeribilità nei soggetti sensibili - colonizzazione: ripristinano adeguati livelli di flora intestinale lattica con l’inserimento di ceppi ben caratterizzati (i probiotici competono con i patogeni per l’adesione alla mucosa intestinale,inibendone lo sviluppo) - stimolazione del sistema immunitario:aumento capacità di barriera contro i patogeni - riduzione patologie allergiche comprese forme asmatiche infantili - miglioramento dermatite atomica - azione anti-diarrea con riduzione dei tempi di recupero senza effetti avversi,sia nelle infezioni acute che nei casi infantili - riduzione episodi di diarrea associati a terapia antibiotica - azione di inibizione di batteri patogeni coadiuvante nel trattamento delle diarree croniche - ruolo positivo nel corretto sviluppo dell’apparato gastrointestinale e del sistema immunitario dei neonati - protezione salute orale - i probiotici riducono rischio di infezioni acute delle vie respiratorie eni bambini che frequentano centri di assistenza diurna Hanno anche degli effetti che però sono ancora in fase di valutazione: - azione terapeutica nella colite ulcerosa cronica nel morbo di Chron i - nella sindrome dell’intestino irritabile miglioramento di gonfiore addominale,flatulenza e dolore addominale con alcuni probiotici a basse dosi - controindicazione nei casi di pancreatite acuta grave - possibilità di alterazione della flora microbica intestinale negli obesi con induzione di effetti favo- revoli - possibile utilità nella stipsi infantile funzionale cronica - possibile utilità nelle coliche dei lattanti allattati al seno con diminuzione del pianto - prevenzione dell’enterocolite necrotizzante grave nei nati pretermine - ipotesi di utilità nella mastite in allattamento I microrganismi utilizzati devono avere determinati requisiti: - essere usati tradizionalmente per integrare la microflora intestinale dell’uomo - essere sicuri per l’impiego nell’uomo - essere attivi e vitali a livello intestinale in quantità tale da persistere e moltiplicarsi nell’intestino - capacità di aderire alle cellule del colon e colonizzare l’intestino con funzioni salutari per l’ospite La maggior parte dei ceppi batterici con dimostrata efficacia probiotica e sicurezza d’uso appartie- ne ai generi Lactobacillus e Bifidobacterium COMPOSiZIONE DELLA MICROFLORA INTESTINALE Nel colossi raggiunge un’alta carica microbica comprendente più di 400 specie suddivisi vari gene- ri: - Bacteroides - Enterobacteria - Lactobacii - Clostridia La microflora intestinale ha varie funzioni: - protegge da batteri patogeni: competizione con gli altri batteri per i nutrienti e l’adesione alla mucosa intestinale, secrezione di alcune sostanze inibitrici (batteriocine,acidi grassi a corta ca- tena come acido acetico) - favorisce la digestione e l’assorbimento di alcuni nutrienti - è responsabile della detossicizione di metaboliti dannosi e della sintesi di vitamina K - stimola sistema immunitario (modulazione GALT ovvero sistema immunitario presente nel tratto digerente) Nella microflora intestinale ritroviamo varie specie batteriche,in particolare quelle appartenenti ai generi lactobacillus e bifidobacterium sono MICRORGANISMI ENDOGENI BENEFICI;entrambi sono appartenuti ad un gruppo più ampio quello dei batteri acido lattici (LAB) in riferimento al loro metabolismo fermentativo;questi si distinguono in: - omofermentanti obbligati - eterofermentanti facoltativi - eterofermentanti obbligati Vengono distinti a seconda della resa in molecole di acido lattico e della produzione o meno di aci- do acetico,alcol etilico e CO2 LATTOBACILLI: - Hanno forma bastoncellare o coccica - sono positivi alla colorazione di Gram - Non sono sporigeni,catalasi negativi (enzima utile per l’identificazione batterico) anaerobi ma ossigeno tolleranti - Fermentano gli zuccheri con produzione di acido lattico riducendo il ph dell’ambiente in cui cre- scono ma anche acido acetico,etanolo,CO2.L’acidificazione del loro ambiente inibisce la cresci- ta di alcuni microorganismi patogeni.Nella vagina il ph è intorno a 5 essendo costituito dal 97-98% da Lactobacilli in riferimento alla flora microbica normale - Si dividono in omofermentanti (producono solo ed esclusivamente acido lattico) o eterofermen- tanti responsabili delle fermentazione eterolattic con secrezione composte con rapporto 1:1 di acido lattico,CO2 ed etanolo ma anche acidurici o anche acidofili - Hanno esigenze nutrizionali complesse richiedendo per i loro sviluppo aminoacidi,purine,pirimi- dine e vitamine - Ne esistono oltre 100 specie I lattobacilli sono molto esigenti da un punto di vista nutrizionale richiedendo per la crescita sub- strati complessi contenenti oltre alle fonti di carbonio e adoro anche composti fosfarati e solforati;sono largamente distribuiti in natura ritrovandosi in: cavi orale,tratto intestinale umano ed animale.Altri habitat comuni son rappresentati da vegetali,insilati,suolo,acqua,letame,cereal,ali- menti fermentati (latte,carne e vegetali);possono crescere in un range di temperatura compreso tra 5°C e 53°C con valori ottimali di 30-40°C;sono acidurici con un ph ottimale di crescita di 5,5-5,8 potendo crescere anche a ph<5. I lattobacilli vengono utilizzati per: - produzione di alimenti fermentati: crauti,olive verdi,sottaceti,insaccati,eccetera - alterazione di alimenti;birra,frutta,pesce marinato,ecetera - attività probiotica BIFIDOBATTERI Sono bastoncini di forma irregolare,a Y che producono come i batteri lattici,acido lattico ma attra- verso una differente via metabolica;svolgono attività probiotica e si riscontrano nel tratto intestinale dei neonati ed in quello gastroenterico dei soggetti giovani di diversi animali anche da allevamento;agiscono quindi a favore della nostra salute impedendo che nel nostro intestino si svi- luppino microbi dannosi ad attività putrefacente; vengono preparati dei latti fermentati con ceppi selezionati di bifidobatteri per la loro attività probiotica. Questi sono: - catalani negativi,immobili - anaerobi stretti (solo alcune specie possono tollerale O2 solo in presenza di CO2) - non acidurici - Temperatura di sviluppo ottimale a 37-42°C (minima tra 25-28°C) - Fermentano gli esosi via fruttosio6P-fosfochetolasi i probiotici vengono selezionati in: - prevenzione della colonizzazione da parte di batteri patogeni XOS (xilo-oligosaccaridi) Formati da 2-6 unità monometriche di xilosio legate da legami ß 1-4.Gli XOS vengono idrolizzati a singole unità di xilosio dalle ß-xilosidasi.Gli XOS sono prodotti per idrolisi dello filano un polisacca- ridi di origine vegetale e stanno trovando crescente applicazione che prebiotici. Lattosaccarosio,lattulosio e lattitolo - Sono degli oligosaccaridi semisinteci prodotti per via enzimatica - Sono resistenti alla digestione nel tratto gastrointestinale superiore,ma sono facilmente idrolizzai d aut numero limitato di batteri intestinali.Gli effetti sono un aumento nel: - numero di bifidobacterium,lactobacillus e streptococcus e - diminuzione della popolazione patogena gli oligosaccaridi hanno: - attività antimicrobica (prevengono adesione di batteri patogeni avendo effetto barriera) - attività prebiotica (nutrono selettivamente i batteri buoni-bfidobatteri presenti nell’intestino) I prebiotici possono avere: - effetto su motilità gastrica - effetto su metabolismo lipidico - riduzione dell’assorbimento intestinale del colesterolo e della sintesi epatica del colesterolo per azione dell’acido propionico prodotto - aumento della frequenza di evacuazioni - aumento assorbimento di Ca e Mg - In associazione con ceppi probiotici riduzione della risposta allergica al latte vaccino - eliminazione favorita di scorie metaboliche I prebiotici possono essere aggiunti a bevande,latti fermentati,cereali,biscotti,succhi e salumi (ali- menti funzionali) È stato visto come i FOS possano avere effetti visti in precedenza in relazione al miglioramento dello stato di salute;il tutto è stato controllato nel 2011 dal Panel DPNA dell’EFSA su richiesta della commissione europea.Tuttavia il Panel ha concluso che in nessuno dei casi è stata stabilita una relazione causa/effetto tra consumo di FOS dal saccarosio e claim proposto. Per quanto riguarda la sicurezza per alcuni prebiotici si è già in possesso di studi di sicurezza ma questo non può essere automaticamente esteso a tutti gli ingredienti ad azione prebiotica.L’ag- giunta di nuovi ingredienti prebiotici dovrà essere comprovata da adeguati studi microbiologici che verifichino l’assenza di azione stimolante su batteri patogeni e su batteri opportunisti presenti nel- l’intestino umano. SIMBIOTICI (Probiotici+ Prebiotici) Un alimento/integratore con simbiotico è costituito dall’associazione di un alimento con probiotico con alimenti con prebiotici: - Il prebiotico favorisce selettivamente lo sviluppo del probiotico addizionato.Tuttavia il sinergismo si può attuare anche in vivo,a livello del colon ,mediante l’assunzioni di probiotici da un lato e di carboidrati che favoriscono lo sviluppo di bifidobatteri autoctoni dall’altro - La somministrazione simultanea di probiotici e di un substrato da loro metabolizzabile offre ai ceppi somministrati maggiori possibilità di colonizzazione e sopravvivenza nel colon dell’ospite,potenziandone o prolungandone gli effetti benefici - I simbiotici maggiormente utilizzati e già presenti in commercio riguardano miscele di bifidobatte- ri e FOS,GOs o amido resistente e miscele di lattobacilli e lattitolo - Un siimbiotico (lattobacilli,bifidobatteri e FOS) sarebbe efficace nella stipsi cronica incrementan- do il transito intestinale. ADDITIVI Gli additivi sono sostanze prive di potere nutritivo o impiegate a scopo non nutritivo che si aggiun- gono in qualsiasi fase di lavorazione alla massa o alla superficie degli alimenti,per conservarne nel tempo le caratteristiche chimiche e fisiche,per evitarne l’alterazione spontanea o per impartire ad essi oppure per esaltarne favorevolmente,particolari caratteristiche di aspetto,sapore,odore e con- sistenza. Non è consentito l’uso di additivi a:pane,latte,riso,carne fresca,frutta e verdura fresca,uova,olio di oliva. Per quanto riguarda la suddivisione questiono suddivisi in famiglie in funzione del loro ruolo e sono identificati da un codice ugualein tutti i paesi dell’unione europea,composto generalmente dalla lettera E seguita da 3 o 4 cifre. La E indica l’utilizzo permesso in unione europea mentre i numeri ne definiscono la categoria di appartenenza. - Coloranti (da E100 ad E199) - Conservanti (da E200 ad E299) - Antiossidanti (E300 ad E322) - Correttori di acidità (da E325 ad E385): danno all’alimento un gusto acidulo - Addensanti,emulsionanti e stabilizzanti (da E400 a E495) - Aromatizzanti:confersicono agli alimenti specifici odori e sapore.La legge italiana prevede la loro indicazione in etichetta in modo generico come aromi.Questi possono essere naturali o artificia- li.Sono regolamentati a parte - Agenti modificanti - agenti lievitanti - antiagglomeranti - antiossidanti - antischiumogeni - agenti di resistenza - agenti di rivestimento - enzimi - esaltatori di sapidità - gas propulsori o propellenti - gelificanti - sali di fusione - sequestranti - umidificanti - gas di imballaggio Gli additivi alimentari devono: - essere indispensabili - non presentare rischio di tossicità - Se ne deve stabilire la DGA (dose giornaliera ammissibile) - Non devono reagire con l’alimento - Non devono mascherare frodi commerciali - Non devono mascherare alterazioni - Devono rispondere agli standards di purezza lungo a temperature ambiente gli alimenti,per cui è necessario abbinare ad altre che ne aumenta- no l’efficacia. Nel fumo possiamo distinguere: - una fase gassosa contenetene moltissime sostanze volatili tra cui aldeide formica,fenolo,acido acetico, alcol etilico, acidi organici che concorrono in modo diverso al risultato finale dell’affumi- camento - una fase solida in cui si trovano sostanze tossiche indesiderabili come idrocarburi policiclici aromatici, riconosciuti cancerogeni ANTIMICROBICI - Acido sorbico(E200),sodio sorbito (E201),potassio sorbito (E202),calcio sorbito (E203) Sono utilizzati come antimuffa nei grassi e oli,formaggi,ripeino di ravioli e tortellini,eccetera ACIDO SORBICO IL sale dell’acido sorbico è presente nei frutti del Sorbo delle Montagne Europee. L’acido sorbito è un conservante,principalmente contro funghi e lieviti;non è efficace contro i batteri.La sua attività ottimale avviene a valori di ph inferiori a 6,5.Viene utilizzato principalmente in prodotti dolciari da forno,pane a cassetta. Il sorbito di calcio,un sale dell’acido sorbito è usato principalmente nei latticini;la sua attività è simi- le a quella dell’acido sorbico.La dose giornaliera va fino a 25 mg per kg di peso corporeo ACIDO BENZOICO L’acido benzoico, benzoati e gli esteri dell’acido benzoico sono presenti nella maggior parte della frutta,specialmente nei mirtilli. Questi sono usati come conservanti contro lieviti e batteri presenti in vari prodotti acidi.Sono poco efficaci contro funghi ed inefficaci in prodotti con un ph superiore a 5.Alte concentrazioni producono un sapore amaro che litiga il loro impiego.Per la loro alta solubili- tà,i benzoati sono spesso preferiti.La dose giornaliera è di circa 5 mg per kg di peso corporeo ANIDRIDE SOLFOROSA Ha odoro caratteristico ed irritante.La tossicità acuta e cronica è elevata;per questo la legge defini- sce la quantità che può rimanere come residuo. La sua azione è microbicida:agisce contro muffe e batteri mentre ha azione selettiva sui lieviti.Vie- ne utilizzata nei processi fermentativi delle uve per eliminare i lieviti che producono poco alcol e consentire lo sviluppo di altri che porteranno a termine la fermentazione.Ha anche un’azione anti- ossidante,sbiancante ed impedisce imbruttimento enzimatico.Viene addizionata ad uve,vino,aceto,succhi di frutta,sottaceti,sottollio,prodotti dolciari. Esistono dei conservanti che vengono utilizzati per scopi particolari: difenile,o-fenilfenolo e o-fenilfenato di sodio che sono usati prevalentemente contro i funghi del genere Penicillu che crescono sugli agrumi.I frutti possono essere immersi in una soluzione di di- fendile che,penetrando lentamente attraverso la buccia,potrebbe essere presente negli stessi frut- ti.La dose ammissibile è di circa 0,05 mg per kg di peso corporeo. Viene utilizzato anche il tiabedazolo:antimuffa per il trattamento superficiale degli agrumi e delle banane. Prodotti non commestibili e caratterizzi da una certa tossicità.Inoltre possono provocare irritazione agli occhi,allergie e dermatiti. LISOZIMA Si ritrova nelle secrezioni biologiche ad azione antimicrobica.Sostituisce la formaldeide nei for- maggi ed è una sostanza utilizzata comeadditivo pr prevenire fermentazioni anomale da Tyrobuti- ricum durante la stagionatura. Viene utilizzato per la conservazione di: formaggi stagionati,formag- gi grattugiati. L’additivo viene ricavato dall’uovo di gallina che ha questo enzima che protegge l’integrità del tuor- lo. Questa agisce sulla paretedei batteri idrolizzando i peptidoglicani. NISINA Antibiotico di natura polipeptidi prodotto dallo streptoccocus lactis e dallo cremonis che si ritrova naturalmente nei prodotti caseari.Nella massa è l’antibiotica considerato innocuo ed è l’unico anti- biotico ammesso. NETAMICINA O PIMARICINA Viene utilizzato per il trattamento superficiale e utilizzato nella crosta non commestibile dei for- maggi.Non è presente in natura ed ha una spiccata azione fungicida.Può alterare la flora batterica intestinale e causare vomito,diarrea e nausea e quindi nn si deve trovare nellaparte commestibile di formaggio Alcuni sostanze quali i nitriti sono utilizzai principalmente per altri usi (coloro rosso delle carni ma hanno anche altre azoni-antimicrobica) I nitriti possono portare a cancerogenicità per formazione delle nitrossamine create con l’acido nitroso ANTIOSSIDANTI Sono sostanze che proteggono dal deterioramento aumentando la durata di conservazione degli alimenti possono essere usati prodotti di origine naturale ( tocoferoli,lecitine e acido ascorbico) ma anche di origine sintetica (BHA,BHT,E310,eccetera). Esiste una classe di antiossidanti che è definita sinterizzante;questi agiscono ad esempio celando i metalli o in altri modi (sequestranti);tra questi ritroiamo: - Acido citrico i sui sali di Na,K e di Ca - Acido tartarico e suoi sali - Acido ortofosforico ed i suoi sali di Na,di K e di Ca;cosìccome polifosfati di Na e K Tutti hanno proprietà antiossidanti e sequestranti COMPOSTI PERIL CONTROLLO DELLA QUALITÀ REOLOGICA - Addensanti: aumentano densità dei fluidi;latte e derivati,maionese,cioccolato,marmellate,eccetra - Gelificanti: favoriscono aumento della consistenza;carne in scatola,insaccati,formaggio fuso - Emulsionanti e tensioattivi: servono a conferire una conssnsetenza uniforme al prodotto e impe- dire la separazione dei vari ingredienti che lo costituiscono;vengono usati nelle margarine,nelle creme da spalmare,nel gelato e nella maionese; gli emulsionanti di largo utilizzo sono la lecitina,i mono e i di-gliceridi degli acidi grandi e i sucresteri (esteri del saccarosio) I più importanti sono: - pectina e pectina ammirata - acido alginico - agar-agar - gomma arabica - carragenine - farina di semi di carrube - cellulosa Esistono anche altri additivi di varia azione: - aromatizzanti:danno colore o odore al cibo.Ci possono essere: 1) aromi naturali:ottenuti per estrazione da ingredienti naturali sia quelli natural-identici 2) aromi natural-identici (sostanze chimicamente identiche alle sostanze naturali ma ottenute me- diante processi chimici) 3) aromi artificiali - esaltatori di sapidità: accentuano sapore dei prodotti a cui vengono aggiunti (glutammato mono- podico utilizzato nelle salse,zuppe,dadi per brodo e in dosi elevate può creare la sindrome da ristorante cinese-nausea,formicolio,mal di testa). Con l’L-glutammato monopodico si elta l’appetibilità e può essere un valido sostituito del sale da cucina che può essere diminuito fino al 40% - coloranti:sostanze che conferiscono colore a un alimento o ne restituiscono colorazione origina- ria.Rispondono ad un’esigenza di mercato in quanto incrementano interesse per il cibo. Questi possono essere: EDULCORANTI Sostanze utilizzate per conferire sapore dolce ai cibi e alle bevande per la loro edulcorazione estemporanea. Gli edulcoranti sono importanti perché il sapore dolce riveste un ruolo importante nell’alimentazio- ne sia per riflessi fisiologici collegati a secrezione ormonali,sia per significato gratificante che pre- senta Tra questi troviamo: - edulcoranti intensivi: Polioi (sorbitolo,maltitolo,zilitolo,mannitolo,eccetera);il loro contenuto ener- getico è più basso rispetto a quello degli zuccheri alimentari ma resta comunque significativo. Sono acariogeni:gomme da masticare.Alto potere edulcorante ma valore nutritivo scarso o nullo in rapporto al sapore dolce; Esempi: 1) neoesperidina diidrocalcone (NHDC) è un edulcorante artificiale prodotto per idrogenazione della neoesperidina,è un flavonone glucoside estratto dagli scarti della lavorazione degli agru- mi. Ha un retrogusto tra la liquirizia ed il mentolo.È stabile al calore 2) Traumatina: proteina vegetale contenuta in un frutto africano.È composta da due proteine:traumatina I e traumatica II aventi peso molecolare diverso. È concessa in prodotti di confetteria a ridotto consto calorico,gomme da masticare e preparati dietetici. Il poter edulcoranti eè il rapporto tra la concentrazione di una soluzione di saccarosio e quello di un dolcificante che ha la stessa intensità di sapore. Esempio:aspartame è 200 vuol dire che una solu- zione 1/200 di asportare ha un sapore dolce di intensità uguale a quello di saccarosio pari a 1. SACCARINA Più diffuso tra dolcificanti artificiali.Viene assorbita per il 90% circa ma non metabolizzata per cui si accumula maggiormente negli organi irrorati i sangue e nella vescica.Attraversa la placenta e quindi deve essere utilizzata con prudenza nelle donne in gravidanza. Ha potere calorico nullo ma lascia un retrogusto amaro-metallico.Con il calore sviluppa un odoro sgradevole.Ha effetti cance- rogeni dimostrati a livello della vescia (non nell’uomo).Viene impiegata nella formulazione di busti- ne succedanee del saccarosio in associazione con altri edulcoranti ASPARTAME È un edulcorante dipeptidico costituito dagli amminoacidi fenilalanina ed acido asportino sotto for- ma di estere metilico. Il suo apporto calorico è irrilevante nechèabbia un contenuto energetico si- gnificativo dato che le quantità utilizzate sono molto basse. È in grado di conferire sapore dolce simile a quella del saccarosio e di intensità da 130 a250 volte superiore al saccarosio in relazione alla concentrazione in soluzioni e all’ordine della matrice alimentare.Si presenta come povere bianca granulare,priva di odore,sapore dolce privo di retrogusto.Instabile al calore e a valori di ph lontani dalla neutralità.Uso è vietato ai fenilchetonurici (a causa della fenilanalina) ed alle donne in gravidanza e allattamento.Trova largo impiego nella preparazione bevande ipocaloriche. I prodotti che lo contengono devono avere sull’etichetta “ contiene una fonte di fenilalanina” in difesa dei soggetti chetonurici (assenza fenilalanina idrossilasi che converte la fenilalanina in tirosina). ACESULFAME La struttura chimica ricorda la saccarina. Ha un potere edulcorante superiore di 200 volte a quello del saccarosio. Possiede sapore dolce e deciso netto che conferisce agli alimenti un retrogusto amaro ma solo ad alte concentrazioni e per ovviare a ciò è utilizzato in sinergia con altri edulcoran- ti. È resistente al calore anche in ambiente moderatamente acidi o basici il ce lo rende adattoper prodotti di pasticceria a lunga conservazione oltre che nelle bibite gassate. CICLAMMATI Sono dolcificanti intensivi di sintesi che derivano dai sali di sodio e di calcio dell’acido ciclamino.Ha un potere edulcorante30 volte superiore a quello del saccarosio che risulta essere relativamente modesto a confronto con quello di altri edulcoranti intensivi. Vengono usati in associazione con la saccarina per coprire retrogusto amaro. L’ADI dei ciclammati è stato abbassato a 7 mg/kg di peso corporeo proponendo inoltre una riunio- ne dell’uso di ciclammati sia bandendoli da alcuni prodottialimentare (gomma da masticare e mi- croconfetteria per rinfrescare l’alito) sia riducendone la quantità ammissibile nell’edulcorazione di bevande analcoliche. NUTRACEUTICA Negli ultimi anni è nata la necessità di farmaci progettati per le persone sane: (per smettere di bere o fumare,per combattere la timidezza,eccetera). Gli alimenti possono essere uno strumento per raggiungere e mantenere un buono stato di salu- te.Il cibo contiene tutte le sostanze nutritive necessarie per le funzioni del corpo umano,per il be- nessere e il mantenimento dello stato di salute ma anche sostanze con azione benefica nei con- fronti di alcune malattie quali cardiovascolari,osteoporosi,artrite,diabete II,patologie neurodegene- rative. La nutraceutica si basa proprio su questo:identificare i componenti alimentari che,attraverso parti- colari azioni-interazioni, svolgono un ruolo positivo sulla salute dell’organismo contribuendo alla prevenzioni di malattie croniche come quelle cardio-vascolari,ostoeporosi,artrite,diabete,eccetera. In realtà si dovrebbe distinguere tra Nutraceutico ed alimento funzionale;il primo indica una spefi- cica sostanza estratta dagli alimenti con certe qualità salutistiche mentre il secondo significa un cibo vero e proprio o addizionato che mostra direttamente proprietà benefiche tramite la sua intro- duzione nella dieta alimentare.Tuttavia nutraceutico ed alimento funzionale possono essere usati vicendevolmente.Esempi li ritroviamo negli yogurt addizionati con Coenzima Q10,steroli,omega 3 e/o vitamine,succhi di frutta,eccetera. Inutraceutici sono derivati da alimenti ma commercializzati come polveri,pillore e altre forme medi- cinali che hanno dimostrato benefici effetti fisiologici o di protezione contro malattie croniche. La nutraceutica deve raccogliere ed esaminare i test e le indagini sperimentali,individuare quali componenti sono presenti nei cibi che abbiano effetti benefici eventualmente riscontrati e in che dosi sfornire aggiornamenti costanti sulle più recenti ricerche. Studiando il metabolismo e i meccanismi d’azione delle sostanze attive presenti in un nutraceutico è possibile identificare il modo migliore per somministrarlo in modo da garantire la massima biodi- sponibilità e identificare il dosaggio e la forma farmaceutica più appropriata. La medicina preventiva previene l’insorgere di malattie e condizione patologiche a carattere croni- co con l’adozione di un’alimentazione adeguata,di appropriata attività fisica e esigenze di ottimiz- zazione fisiologica,dellintegrazione con il nutraceutico più indicato.La maggior parte dei nutraceuti- ci è di origine vegetale e si trova nella frutta,nella verdura come fibre,proteine di soia,fitosteroli epolifenoli. Una volta che sono stati ottenuti i claim per il nutraceutico (dati scientifici circa la presenza di com- ponenti attivi ed il loro meccanismo d’azione o il target d’azione del prodotto) si possono distingue- re:integratori alimentari e nutraceutici.