Macro e Micro-nutrienti: Funzioni e Caratteristiche

Macro e Micro-nutrienti

• Esistono due tipi principali di nutrienti: macronutrienti e micronutrienti.
• I macronutrienti includono proteine, lipidi e carboidrati, e sono necessari in decine di grammi.
• Forniscono energia diretta all'organismo.
• I micronutrienti, come le vitamine e i minerali, sono necessari in quantità inferiori a 1 grammo.
• Per ogni micronutriente è stata definita la RDA (Recommended Daily Allowance, razione giornaliera raccomandata).
• La loro azione è la produzione di energia indiretta o altro.

Funzioni delle vitamine

• Le vitamine svolgono un'azione biologica, promuovendo l'accrescimento e la protezione degli epiteli.
• Hanno un'azione biochimica, legata a una funzione coenzimatica.
• Possiedono un'azione farmacologica evidenziabile a dosi elevate.

Caratteristiche generali delle vitamine

• Le vitamine sono molecole organiche indispensabili per i processi metabolici, non sintetizzabili dall'uomo (tranne alcune in misura insufficiente) e quindi essenziali.
• Dal punto di vista funzionale, le vitamine sono bioregolatori che coordinano il metabolismo cellulare e le funzioni organiche, analogamente a ormoni ed enzimi.
• Ogni vitamina ha un ruolo fisiologico specifico e la sua mancanza causa avitaminosi, ovvero malattie dovute alla totale mancanza di una vitamina.

Ipovitaminosi

• Le avitaminosi sono rare grazie all'alimentazione variata, ma possono verificarsi ipovitaminosi, carenze facilmente correggibili con farmaci.
• La diminuzione del contenuto vitaminico degli alimenti dovuta alla preparazione e conservazione può causare ipovitaminosi.
• L'impedimento dell'assorbimento intestinale a causa di patologie digestive o interazioni con altre sostanze può portare a ipovitaminosi.
• Un aumentato fabbisogno temporaneo di una vitamina in un soggetto malato può causare ipovitaminosi.

Unità internazionali

• I LARN raccomandano una quantità minima giornaliera di vitamine misurata in U.I. (unità internazionali).
• Un'U.I. è la minima dose di preparato sufficiente a guarire un'avitaminosi.
• Il valore dell'U.I. varia a seconda della vitamina: 0.3 µg per la vitamina A e B1, e 0.025 µg per la vitamina D.

Classificazione delle vitamine

• Le vitamine sono micronutrienti che devono essere assunti quotidianamente con la dieta perché non vengono sintetizzati dall'organismo umano, spesso assunti come precursori (provitamine).
• Le vitamine sono classificate in due gruppi principali: idrosolubili e liposolubili.
• Le vitamine idrosolubili (C, B1, B2, B5, B6, PP, B12, Bc, H) non si accumulano nell'organismo e agiscono come cofattori enzimatici.
• Le vitamine liposolubili (A, D, E, K, F) possono essere accumulate nel tessuto adiposo, alcune sono cofattori.

Tipologie di Vitamine

• Vitamine del gruppo D: Vitamina D2, Vitamina D3, Vitamina D4, Vitamina D5, Vitamina D6, Vitamina D7, Vitamina D8
• Vitamine del gruppo E: α tocoferolo, β tocoferolo, γ tocoferolo, δ tocoferolo
• Vitamine del gruppo K: Vitamina K1, Vitamina K2, Vitamina K3
• Vitamine del gruppo F: acido linoleico, acido α-linolenico, acido arachidonico
• Termolabili: Vitamine del gruppo B Vitamina B1 (Tiammina), Vitamina B4, Vitamina B5 (Ac. Pantotenico), Vitamina B6 (Ac. Folico)
• Termoresistenti: Vitamina B2 (Riboflavina), Vitamina B3 (PP Nicotinammide), Vitamina B6 (Piridossina), Vitamina B12 (Cianocobalamina), Vitamina H, Vitamina H1, Vitamina C

Vitamine Idrosolubili

• Le vitamine del gruppo B agiscono come coenzimi.
• Viatmina B1: Difosfotiamina (DPT).
• Viatmina B2: Coenzimo Flavinici (FMN e FAD).
• Vitamina B6: Piridossal 5'-fosfato.
• Biotina: Coenzimi del trasporto dell'unità monocarbaniosa.
• Vitamina B12: Coenzima B12.
• Acido pantotenico: Coenzima A.
• Vitamina PP: Coenzima Piridinici (NAD e NADP).

Complesso vitaminico B

• Le vitamine del complesso B, (18 riconosciute finora), sono state isolate nel lievito e nella crusca dei cereali, ed i relativi composti di sintesi sono stati prodotti.
• Sono essenziali nei sistemi enzimatici, ad esempio, il gruppo prostetico (ciclo di Krebs).

Tiamina (Vitamina B1)

• Chimicamente è un composto solubile in acqua con due nuclei: pirimidinico e tiazolico.
• Interviene nel metabolismo ossidativo, in particolare nella decarbossilazione dell'acido piruvico ad acetilCoA (metabolismo dei carboidrati).
• Esterificata a 2 molecole di acido fosforico (tiamina-pirofosfato), costituisce il gruppo prostetico della decarbossilasi che trasforma l'acido piruvico in aldeide acetica.
• Si trova sia negli alimenti di origine animale che vegetale; negli alimenti vegetali si trova prevalentemente in forma libera, mentre in quelli animali è in forma fosforilata (mono- o di-fosfato).
• Fonti particolarmente ricche sono i legumi e il germe/pericarpo dei cereali; negli alimenti animali si trova nel fegato, rene, cervello e intestino; anche nel lievito di birra.
• Il fabbisogno giornaliero è di circa 1.2 mg con forti variazioni in funzione della dieta e dei processi di cottura degli alimenti.
• La tiamina non si accumula nell'organismo e la sua mancanza causa problemi nel metabolismo dei carboidrati, con aumento plasmatico degli α-chetoacidi e abbassamento dell'attività transchetolasica degli eritrociti.
• La carenza cronica causa problemi neurologici, cardiovascolari e gastrointestinali (beri-beri); la sindrome di Gayet-Wernike e la psicosi di Korsakoff sono altre possibili sindromi da carenza, soprattutto in alcolisti.

Riboflavina (Vitamina B2)

• Svolge un ruolo fisiologico di primaria importanza; rappresenta una delle molecole costituenti il FAD (flavin-adenin nucleotide) e il FMN (flavin mononucleotide), gruppi prostetici di enzimi della catena respiratoria coinvolti nelle reazioni di ossidazione di acidi grassi e amminoacidi.
• Abbondante in natura, si trova in verdure, lievito, latte, fegato, cuore, rene e albume d'uovo.
• La quantità nelle verdure è maggiore nelle parti a crescita attiva e variabile nel latte a seconda dell'alimentazione degli animali.
• Il fabbisogno giornaliero deve essere commisurato alle calorie assunte, pari a 0.6 mg per ogni 1000 kcal introdotte.
• È coinvolta in molte reazioni metaboliche e la sua carenza può portare a uno stato pluricarenziale di altre vitamine.
• A livello macroscopico, la carenza causa arresto della crescita e una sindrome simile alla pellagra (lesioni delle mucose e dell'epitelio dell'occhio e dell'apparato gastrointestinale).

Niacina (Vitamina B3)

• La niacina (acido nicotinico + nicotinamide) è un componente dei coenzimi NAD e NADP, coinvolti nei processi di respirazione cellulare (metabolismo glucidico e deamminazione degli amminoacidi).
• L'acido nicotinico può essere sintetizzato nei tessuti a partire dal triptofano, anche grazie ai batteri intestinali.
• Viene introdotta nell'organismo attraverso il consumo di caffè, fegato, carni, legumi e germe di cereali.
• Il fabbisogno giornaliero viene espresso in rapporto al fabbisogno calorico, pari a 6.5 mg/1000 kcal.
• L'eccesso viene prevalentemente immagazzinato nel fegato e può causare reazioni allergiche o interferire sul metabolismo lipidico.
• La mancanza di nicotinammide provoca la pellagra, una malattia endemica nelle popolazioni agricole che si nutrono esclusivamente di mais (che non contiene la vitamina B3), caratterizzata da dermatite e lesioni dell'apparato gastro-intestinale e del sistema nervoso.

Acido pantotenico (Vitamina B5)

• Deriva dalla fusione di una molecola di βalanina con una molecola di acido pantoico ed è un componente del Coenzima A.
• Rilevante perchè entra a far parte del Coenzima A, è coinvolta nella sintesi degli ormoni steroidei e promuove la sintesi di anticorpi e la loro successiva induzione.
• Si trova in fegato, lievito di birra, crusca di frumento, semi di sesamo, pappa reale, semi di girasole, soia, uova, piselli secchi, melassa grezza, farina integrale di grano saraceno e legumi.
• È difficile avere un quadro chiaro degli effetti della carenza a causa della sua ubiquità e concomitante denutrizione/ipovitaminosi.
• L'apporto di una dieta normale, che garantisce 5-10 mg/die, risulta pertanto più che sufficiente.

Piridossina (Vitamina B6)

• La vitamina B6 comprende tre derivati piridinici: la piridossina, la piridossamina e il piridossale.
• La piridossina è prevalente nei vegetali, mentre le altre due si trovano negli alimenti di origine animale.
• Il fabbisogno giornaliero dipende dal contenuto proteico della dieta, pari a 20 µg/g di proteine, oppure a 0.5 mg/1000 kcal.
• Essa è largamente presente in fegato, lieviti e verdura, ma la sua elevata fotosensibilità ne riduce la concentrazione durante la conservazione ed immagazzinamento.
• Un suo deficit causa disturbi del metabolismo aminoacidico, lesioni cutanee, linfocitopenia, disturbi nervosi, nevrite (con demineralizzazione dei nervi periferici), convulsioni epilettiformi e anemia microcitica sideropenica.

Acido Folico (Vitamina Bc)

• È una molecola costituita da acido glutammico, acido p-amminobenzoico e un derivato pteridinico.
• Diffusa nei prodotti fogliari, nel fegato e nel lievito.
• I vegetali a foglia larga crudi (spinaci, broccoli, asparagi, lattuga), la frutta, il latte, le uova, il fegato e il lievito contengono i folati.
• La carenza è assai diffusa, soprattutto nei paesi sottosviluppati, per cause molteplici tra cui malattie infettive, terapie farmacologiche, gravidanza e malassorbimento che si traduce in problemi nella sintesi di DNA ed RNA.
• La sintomatologia include anemia macrocitica, leucopenia, trombocitopenia, malassorbimento e diarrea.
• Il corpo la sintetizza dai microorganismi del tubo digerente in quantità sufficiente (200 µg/die) per questo si verificano carenze solo in presenza di forti anemie e di un assorbimento intestinale compromesso.

Acido ascorbico (Vitamina C)

• Dal punto di vista chimico è un acido la cui formula di struttura mostra stretti rapporti con quella dei carboidrati.
• È solubile in acqua, termolabile e si ossida facilmente in presenza di aria, soprattutto a contatto con metalli come Fe2+ e Cu2+.
• Presente soprattutto nei vegetali a foglia verde, peperoni, pomodori, kiwi e agrumi.
• Si può ossidare se gli alimenti vengono tenuti all'aria per molto tempo o dentro contenitori di metallo (es: rame).
• La cottura può comportare perdita di vitamina (fino al 75%).
• È importante preservare il prodotto da eccessivi shocks temici e il contatto con agenti ossidanti ed è consigliato il confezionamento in condizioni riducenti che contribuiscono ad impedire la sua autossidazione.
• Per il suo forte potere riducente l'acido L-ascorbico interviene in molti meccanismi ossido-riduttivi, nel metabolismo dei carboidrati e del calcio.
• Interviene inoltre nei processi che presiedono all'immunità, alla difesa e alla resistenza dell'organismo, nel metabolismo del tessuto connettivo favorendo l'idrossilazione della prolina e quindi la biosintesi del collagene (proteina strutturale).
• La carenza causa lo scorbuto (insufficiente produzione di collagene), emorragie, rallentamento della cicatrizzazione delle ferite, gengiviti con alterazioni della dentina e osteoporosi; nei bambini si ha anche un arresto della crescita.

Biotina (Vitamina H)

• Interviene nel metabolismo glucidico come coenzima nella fissazione della CO2 trasformando l' acido piruvico in a.ossalacetico e acetil-CoA in malonil-CoA.
• Si trova nel latte, nei latticini, nel tuorlo dell'uovo e nei frutti di mare.
• Nei vegetali è legata in maniera energica alle proteine (avidina) per cui la sua biodisponibilità è più bassa.
• Prodotta in elevate quantità dai batteri intestinali.
• Gli stati carenziali sono rari ma si possono verificare se si assumono uova crude.