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Nutrienti e Antinutrienti, l’ABC della Dieta

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Resto convinto che la maggior parte delle persone si concentri su numeri, calcoli e teorie sovrannaturali per poi perdersi in un bicchiere d’acqua, perché hanno ritenuto i principi basilari della nutrizione troppo semplici. Troppo scontati per meritarsi uno sguardo, un approfondimento o persino per essere conosciuti.

Dei nutrienti generalmente si sa abbastanza; come dice la stessa parola, il loro scopo è nutrire l’organismo, garantendo un sostegno indispensabile per la vita.

I nutrienti sono contenuti negli alimenti, il mezzo attraverso la quale giungono a noi; e sono fondamentalmente divisi in due categorie:

  • Macronutrienti, sostanze indispensabili, con funzione energetica, plastica, regolatrice e protettiva, da assumere in quantità macro, ovvero decine o centinaia di grammi
  • Micronutrienti, sostanze altrettanto essenziali, ma necessarie a micro concentrazioni, dell’ordine di microgrammi o milligrammi

I macronutrienti sono, a loro volta, suddivisibili in base alla loro funzione:

  • Energetica, fondamentalmente glucidi, ma possono svolgere tali funzioni, se necessario, anche lipidi e persino i protidi
  • Plastica, esclusivamente i protidi (ed in parte i lipidi), le cui funzioni sono costituire il tessuto magro precedentemente degradato nel turnover proteico e fornire i precursori per la sintesi dei composti azotati
  • Regolatrice e protettiva, vitamine e sali minerali, componenti essenziali per lo svolgimento di tutte le reazioni metaboliche e cellulari

Si ricordino anche, poiché considerati nutrienti non essenziali, le bevande alcoliche: l’alcool è tecnicamente un nutriente ad alto contenuto energetico (dalla sua ossidazione si liberano la bellezza di 7 kcal/gr, contro le 4 di glucidi e protidi, e quasi quanto le 9 dei lipidi), ma la sua eliminazione dalla dieta non comporta alcuna conseguenza negativa, anzi, spesso può persino portar beneficio, e per tale motivo sono definiti alimenti accessori.

L’unica bevanda alcolica effettivamente salutare, può essere considerata il vino rosso, grazie al suo contenuto (comunque irrisorio) in resveratrolo; un potente antiossidante contro radicali liberi e ROS, capace di agire da “scavenger” e persino da chelante di ioni metallici come rame e ferro, coinvolti nei processi di formazione dei radicali liberi.

Detto ciò, analizziamo i nutrienti uno per volta.

Glucidi

I glucidi, anche noti come zuccheri o carboidrati, rappresentano il principale alimento destinato a fini energetici; non tanto per il loro potere calorico (4 kcal/gr) ma per il loro contenuto in glucosio, il monosaccaride in assoluto preferito in tutti i processi cellulari, la cui ossidazione porta con estrema rapidità alla produzione di ATP, la molecola più efficiente per tutti gli scambi energetici cellulari.

Noi avremmo preferito diversamente, lo so, ma dobbiamo accettare il fatto che tutto nel nostro organismo, gira attorno al flamigerato glucosio:

1. Tessuti altamente specializzati come quello nervoso, utilizzano solo glucosio e soltanto nel digiuno molto prolungato si adattano utilizzando corpi chetonici.

2. Gli eritrociti utilizzano solo ed esclusivamente glucosio, e nient’altro. Come fanno in caso di ipoglicemia? Grazie agli intermedi destinati alla gluconeogenesi (processo endogeno attraverso la quale si produce glucosio).

3. L’insulina, l’ormone più anabolico, influente e determinante nel meccanismo dell’omeostasi metabolica, è attivato in modo consistente solo dal glucosio (anche i protidi e i lipidi sono insulino-stimolanti, ma certamente non in egual misura).

4. Tutte le vie metaboliche dipendono dal livello di glucosio nel sangue, valore noto come glicemia.

Non è tutto ma è sufficiente per capirne l’essenzialità nell’alimentazione umana. Questo ovviamente, non giustifica l’abuso di zuccheri semplici e alimenti glucidici al punto da determinare l’insorgenza di sovrappeso, obesità e patologie annesse. Quello è un altro paio di maniche.

Protidi

I protidi, al contrario di ciò che si crede, hanno fondamentalmente funzione plastica. Cosa vuol dire?

A differenza di glucidi e lipidi, che è possibile immagazzinare nel nostro organismo (rispettivamente sotto forma di glicogeno epatico e muscolare, e trialgliceroli di riserva nel tessuto adiposo), le proteine non possono essere conservate, pertanto durante le fasi di digiuno per far fronte alle richieste cellulari, il corpo deve degradare le proteine endogene.

Una loro presenza costante nella dieta serve ad impedire un bilancio azotato negativo, ovvero una degradazione massiva tale da creare un deficit a livello sistemico. Questo perché gran parte delle proteine ingerite, non sono soltanto utilizzate per la sintesi proteica muscolare, ma anche per ottenere componenti essenziali per i vari processi cellulari, che partecipano al mantenimento acido-base, al processo di coagulazione, al trasporto delle sostanze e molto altro.

Insomma, è fondamentale tenere il bilancio in pari, e soprattutto garantire un apporto costante di amminoacidi necessario alla sintesi di composti insostituibili, quali ad esempio:

  • Il glutatione, forte antiossidante endogeno, si ottiene dal’unione di glutammato, cisteina e glicina
  • L’acido taurocolico, sale biliare che insieme al glicocolato garantisce l’emulsionamento e quindi l’assorbimento degli acidi grassi; si ottiene a partire dalla taurina
  • Il porfobilinogeno, precursore dei gruppi prostetici di mioglobina, emoglobina e citocromi; si ottiene a partire dalla glicina
  • Il SAMe, anche noto come S-adenosilmetionina, fondamentale per la produzione di adrenalina, per la sintesi della carnitina e non solo, si ottiene a partire dalla metionina
  • Importantissimi neurotrasmettitori come il GABA, le catecolammine (dopamina, noradrenalina, adrenalina) o la serotonina si ottengono a partire, rispettivamente, dal glutammato, dalla fenilalanina e dal triptofano
  • Gli ormoni tiroidei T3 e T4 si ottenono a partire dall’amminoacido tirosina

Insomma, quando pensate alle proteine, non fatelo solo per la loro funzione contrattile ma anche e soprattutto in merito alle loro unità amminoacidiche.

Inoltre, i protidi non devono essere ritenuti importanti tanto per il loro contenuto quantitativo, ma qualitativo.

La qualità di una proteina dipende esclusivamente dal suo profilo amminoacidico. Come sappiamo, gli amminoacidi sono le unità base delle proteine, e soltanto 20 sono sufficienti per creare infinite combinazioni.

Tra questi però, 8 sono definiti essenziali, perché non sintetizzabili nell’uomo a partire da nessun precursore, e devono necessariamente essere introdotti dall’esterno.

Le proteine animali, sono, per il loro profilo amminoacidico completo, proteine ad alto valore biologico. A medio e basso valore biologico invece sono quelle vegetali, ciò nonostante, con i giusti abbinamenti, è possibile garantirsi un apporto completo anche con le sole fonti di origine vegetale.

Si ricordi, circa il potere calorico delle proteine, che l’azoto in esso contenuto non può essere utilizzato a fini energetici; pertanto, la loro metabolizzazione e deaminazione richiede energia, abbassando la resa energetica da 6 kcal/gr a 4 kcal/gr, come per i glucidi.

In definitiva, la funzione delle proteine è prettamente plastica; ma essendo l’organismo una macchina intelligente, può ossidare lo scheletro carbonioso degli amminoacidi per ottenere energia.

Gli amminoacidi sono dunque definiti glucogenetici quando la loro utilizzazione porta ad ottenere glucosio, mentre sono chiamati chetogenetici se invece permettono di ottenere corpi chetonici; la maggior parte di questi, comunque, sono entrambe le cose.

Lipidi

Secondi ai carboidrati per funzione energetica sono soltanto i lipidi, presenti negli alimenti per oltre il 90% sotto forma di triacilgliceroli.

Attenzione però, è l’unico macronutriente in grado di garantire la sopravvivenza anche dopo molte settimane di digiuno, questo spiega la sua distribuzione uniforme e abbondante nell’organismo, e soprattutto spiega come al contrario del glicogeno, che ha riserva limitata, il tessuto adiposo possa essere accumulato senza limiti.

Dall’ossidazione di una molecola lipidica si liberano 9 kcal/ gr, un quantitativo energetico ineguagliabile. Con una percentuale di grasso corporeo del 15-20% è possibile fornire energia a sufficienza per sostenere le funzioni vitali anche per molte settimane.

Inoltre, la natura dei lipidi consente, nei casi di digiuno molto prolungato, di sostenere la gluconeogenesi attraverso un continuo rifornimento di glicerolo, rilasciato dall’idrolisi dei trigliceridi di riserva, e di sostenere, ancora più efficacemente, le funzioni vitali attraverso la produzione di corpi chetonici, utilizzati per ottenere acetil-CoA in praticamente tutti i tessuti, anche quelli specializzati come miocardio e cervello; che si ricordino essere acetato, acetoacetato e β-idrossibutirrato.

Ma la funzione dei lipidi non è soltanto questa. Attraverso acidi grassi essenziali come l’acido linoleico e l’acido linolenico è possibile ottenere composti come il DHA, l’EPA, il DPA ed eicosanoidi come prostaglandine, trombossani e leucotrieni.

Partiamo dal principio.

Quasi tutti gli acidi grassi necessari all’uomo si possono sintetizzare a partire dall’acetil-CoA. I primi acidi grassi che è possibile ottenere sono i saturi palmitico e stearico, rispettivamente a 16 e 18 atomi di carbonio.

Da acidi grassi saturi come questi, per azione delle elongasi (enzimi che allungano la catena) e desaturasi (enzimi che aggiungono doppi legami) è possibile ottenere acidi grassi insaturi e polinsaturi con poche semplici modificazioni.

Dall’acido palmitico per aggiunta di 2 atomi di carbonio e per inserimento di un doppio legame in posizione 7 è possibile ottenere l’acido palmitoleico (18:1), capostipite e quindi precursore di tutti gli acidi grassi della serie ω-7.

Dall’acido stearico (ma anche palmitico con opportune modificazioni) è possibile ottenere, per semplice aggiunta di un doppio legame in posizione 9, l’acido oleico (18:1), precursore e capostipite della serie ω-9.

Dall’acido stearico per semplice aggiunta di un doppio in legame in posizione 12 si potrebbe ottenere l’acido linoleico (capostipite della serie ω -6); mentre, per aggiunta di un doppio legame sia in posizione 12 che in posizione 15 l’acido linolenico (capostipite della serie ω-3).

Il problema è che nell’uomo mancano le desaturasi 12 e 15, mentre sono presenti le desaturasi 7 e 9. Questo spiega il perché gli acidi grassi polinsaturi della serie ω-6 e ω-3 siano definiti essenziali (ovvero, devono necessariamente essere introdotti con la dieta).

Si ricordi ad esempio, della serie ω-6 l’acido arachidonico, precursore di prostaglandine, trombossani e leucotrieni; mentre della serie ω-3 l’acido docosaesaenoico o acido cervonico (DHA, costituente fondamentale della membrana neuronale), l’acido eicosapentaenoico (EPA) e acido docosapentaenoico (DPA).

Detto ciò, si può confermare che i lipidi rappresentano, dopo i carboidrati, i nutrienti più importanti. Da non sottovalutare infatti le proprietà protettive degli acidi grassi polinsaturi (PUFA) nei confronti del sistema cardiovascolare; e del rischio per la salute invece, legato ad un consumo eccessivo di acidi grassi saturi, specie di origine animale.

Questo non vuol dire che gli acidi grassi saturi debbano essere eliminati dalla dieta, ma solo consumati con moderazione; basti pensare alle molteplici e insostituibili funzioni del colesterolo (uno sterolo di origine animale), precursore degli acidi biliari, della vitamina D e soprattutto di ormoni steroidei androgeni come il testosterone ed estrogeni come l’estradiolo e il progesterone.

Inoltre, in natura, quasi tutti gli acidi grassi sono presenti in catene di numero pari e in configurazione cis. Quando si parla però di danni causati da un consumo eccessivo di fonti grasse si fa anche disinformazione: ciò che realmente può mettere a rischio la salute non è l’acido grasso in sé, ma l’abuso di fonti grasse particolarmente raffinate, dove la configurazione degli acidi grassi non è in forma cis ma trans.

Alcune forme trans sono normalmente sintetizzate nel rumine di bovini, ovini e caprini e pertanto possono giungere a noi, ma in quantità modeste. Sono invece, acidi grassi trans ottenuti da processi industriali (come l’idrogenazione per la produzione di margarina) a determinare un reale rischio per la salute cardiovascolare, causando un abbassamento delle HDL ed un innalzamento dell’LDL con conseguente formazione di placche che rallentano la circolazione sanguigna.

Occhio quindi, a non trascurare i grassi nella dieta, prediligendo le fonti che apportino le giuste quantità di acidi grassi essenziali linoleico (ω-6) e linolenico (ω-3) facendo attenzione al loro rapporto: questo deve sempre essere favorevole ai primi, poiché la desaturasi ha maggiore affinità per l’acido linolenico, rallentando quindi la formazione degli acidi grassi ω-6, che sarebbe opportuno assumere in quantità più generose.

Antinutrienti

Definito il ruolo, la natura e l’azione della sostanza nutriente passiamo all’antinutriente.

Come anticipato, con antinutriente facciamo riferimento a qualsiasi sostanza che può inibire, inficiare, bloccare, parzialmente o totalmente, l’assorbimento di una sostanza nutritizia. Non è detto, però, che queste sostanze debbano essere evitate; alcune infatti hanno effetto positivo e apportano benefici non trascurabili all’organismo, come ad esempio le fibre.

Tra i fattori antinutrizionali più comuni si ricordino inibitori degli enzimi digestivi, tannini, gozzigeni, alcaloidi, ossalati e ftalati. Alimenti particolarmente ricchi di queste sostanze sono tutti i cereali e i legumi.

Molte di esse sono inattivate attraverso la cottura, come gli inibitori degli enzimi digestivi e i gozzigeni, altri invece sono liberate proprio durante questo processo; come ad esempio la solanina, un alcaloide idrosolubile presente, a basse concentrazioni, nella buccia delle patate.

Analizziamo anche questi.

Fibre

Partiamo dalle fibre, gli antinutrienti che paradossalmente sono essenziali nell’alimentazione dell’uomo, e che svolgono importanti compiti legati alla digestione e assorbimento dei principi nutritizi, oltre che garantire il mantenimento della flora batterica intestinale e, soprattutto, limitare l’insorgenza di obesità o forme di sovrappeso. Le fibre infatti, garantiscono un senso di sazietà che portano ad evitare fenomeni di sovralimentazione, e quindi anche l’abuso di cibi particolarmente calorici.

Secondo la più semplice delle classificazioni, possiamo distinguerle in solubili e insolubili: le prime formano dei composti gelatinosi indigeribili, le seconde aumentano il volume intestinale della componente non digerita.

Possiamo anche distinguerli in omopolissacaridi, ovvero polisaccaridi costituiti da oltre 10 unità monosaccaridiche dello stesso tipo, come ad esempio la cellulosa; ed eteropolisaccaridi, costituiti da polisaccaridi le cui unità sono differenti, come le pectine, l’agar, la carragenina, l’acido ialuronico e la mureina.

Tra gli oligosaccaridi invece vale la pena di citare l’inulina. Un FOS (frutto-oligosaccaride, ovvero un oligosaccaride costituito da molecole di fruttosio) presente in molte piante, radici e tuberi. Fibra prebiotica solubile e poco calorica, è indigeribile per l’uomo, ma non per i microrganismi che colonizzano l’intestino, dove viene metabolizzata dai batteri probiotici e utilizzata come fonte di nutrimento. Fibra particolarmente importante, aumenta l’assorbimento di calcio, ferro e magnesio, regolando invece quello di colesterolo e trialgliceroli.

La cellulosa invece, è il più importante polisaccaride di sostegno, essendo una componente fondamentale delle pareti cellulari, alla quale conferisce rigidità e resistenza. Nell’uomo, come in molti animali, mancano gli enzimi responsabili dell’idrolisi dei suoi legami (le cellulasi), pertanto è indigeribile.

Le pectine invece sono delle fibre solubili particolarmente presenti negli agrumi; in acqua formano un gel, tra le cui maglie restano intrappolate molecole d’acqua e sostanze alimentari; capaci quindi di regolare la funzione intestinale. Sono le stesse componenti utilizzate per la produzione di marmellate e gelati.

L’agar e la carragenina sono invece polisaccaridi indigeribili utilizzati come additivi alimentari, avendo azione stabilizzante.

Si ricordi infine l’acido ialuronico, componente fondamentale dei tessuti connettivi e responsabile della consistenza gelatinosa dell’umor vitreo degli occhi dei vertebrati.

Come si evince dalle loro funzioni però, è difficile considerare le fibre come sostanze antinutrienti. Le sostanze, che realmente possono rappresentare un ostacolo, sono altre.

Ad esempio l’avidina, una proteina presente nell’albume dell’uovo e inattivata solo in seguito a cottura; ma che se presente nel tratto intestinale lega irreversibilmente la biotina, impedendone l’assorbimento.

La biotina, anche detta vitamina H, è un importante cofattore di numerosi enzimi, tra cui la piruvato carbossilasi, grazie alla quale è possibile ottenere glucosio a partire dal piruvato nella gluconeogenesi.

Si ricordino anche inibitori di proteasi, enzimi che permettono la digestione delle proteine, come tripsina e chimotripsina, presenti nei legumi e che pertanto possono ostacolarne l’assorbimento.

Andrebbero citati anche composti tossici e contaminanti ambientali, ma per questo rimando alla lettura dell’articolo “La realtà della contaminazione chimica degli alimenti” presente nel mio blog.

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