Sostanze indispensabili all’organismo

Per “nutriente” si intende qualsiasi sostanza indispensabile all’organismo per il mantenimento della vita, la sua crescita ed il rinnovamento delle relative strutture biologiche.

I nutrienti, forniti dagli alimenti, sono composti chimici che permetto all’organismo di produrre l’energia necessaria per svolgere le sue funzioni e di mantenere e formare le sue stesse strutture.

Il nostro organismo necessita ed utilizza più di cinquanta nutrienti. Non tutti, però, hanno la medesima importanza.

Un nutriente viene definito non essenziale se, nel caso di un apporto dietetico deficitario, può essere sintetizzato dall’organismo. Ad esempio il glucosio, imprescindibile per il funzionamento cellulare, in caso di digiuno può essere sintetizzato dall’organismo tramite la gluconeogenesi.

I nutrienti definiti essenziali sono quelli che, anche in caso di necessità (deficit), non possono essere sintetizzati dall’organismo. Fanno parte di questo gruppo la fibra alimentare, alcuni amminoacidi (leucina, isoleucina, valina, treonina, feninalanina, triptofano, treonina), l’acido α-linoleico e l’acido linolenico, tutte le vitamine (tranne la vitamina D, K e l’acido nicotinico) ed infine tutti i minerali.

I nutrienti vengono classificati in due principali gruppi fondamentali:

• Macronutrienti: forniti all’organismo in maggior quantità; si distinguono in:
  • Carboidrati (sinonimi: glucidi, glicidi, idrati di carbonio, zuccheri) sono macronutrienti ternari (composti da carbonio, idrogeno, ossigeno) che vengono utilizzati dall’organismo principalmente come combustibile energetico: sviluppano 3,75 chilocalorie per grammo (kcal/g) e devono coprire dal 45% al 55% circa dell’apporto energetico giornaliero in una dieta normocalorica.

I carboidrati rappresentano la principale fonte di energia per il nostro corpo; possono essere immagazzinati in fegato e muscoli o trasformati in grasso di deposito.

I carboidrati si trovano principalmente in alcuni semi come quelli dei cereali o dei legumi maturi, loro derivati (farine e quindi anche pane, pasta ecc.), nei frutti, nelle patate e nelle patate dolci, loro derivati (farine ecc.), nel miele e nella melata, in certi liquidi come alcune tipologie di linfa (acero, agave ecc.) ecc. Lo zucchero semolato viene ricavato per trasformazione di vegetali come le barbabietole e la canna da zucchero. Sono fonti di carboidrati tutti i cibi che contengono uno o più di questi ingredienti.

I base all’organizzazione e alla struttura chimica si distinguono in:

• monosaccaridi (glucosio, fruttosio, galattosio, mannosio), le unità più semplici, costituite da un monomero;
• disaccaridi (lattosio, maltosio, saccarosio), formati dal legame di due monosaccaridi;
• oligosaccaridi (maltodestrine, frutto-oligosaccaridi, galatto-oligosaccaridi), costituiti da un numero compreso tra le 3 e le 9 unità monosaccaridiche;
• polisaccaridi (amido, glicogeno, cellulosa), lunghe catene formate da 10 o più unità monosaccaridiche, talvolta ramificate.

I carboidrati possono quindi essere distinti in semplici (monosaccaridi e disaccaridi), detti anche zuccheri semplici, e complessi (polisaccaridi).

• Proteine o protidi sono sostanze organiche azotate composte da catene di monomeri detti amminoacidi (AA) di diversa lunghezza. Gli AA sono composti organici quaternari, composti da carbonio, ossigeno, idrogeno e azoto. Come i carboidrati, possono svolgere una funzione energetica apportando 4 kcal/g.
• La principale funzione delle proteine è quella di rifornire l’organismo di aminoacidi necessari per i processi di rinnovamento tissutale (funzione plastica) ed è svolta dalle proteine fibrose: collagene (costituisce il tessuto connettivo); actina e miosina (presenti nei muscoli); cheratina (determina la formazione di unghie, capelli, pelle). Svolgono poi funzioni di trasporto e di deposito di nutrienti, sono enzimi, ormoni, sono coinvolte nella risposta immunitaria, nella coagulazione del sangue e regolano l’espressione genica.

La trasformazione degli amminoacidi in energia – ottenuti per digestione ed assorbimento delle proteine – avviene nel fegato e si verifica principalmente grazie a neoglucogenesi o chetogenesi (conversione degli AA in glucosio o in corpi chetonici). Ciò implica la rimozione della loro parte azotata, che verrà poi metabolizzata ed escreta con le urine. Nel muscolo poi, alcuni amminoacidi (ramificati o BCAA) possono essere ossidati direttamente e senza prima passare attraverso il fegato.

Pur esistendo numerosissimi aminoacidi presenti negli organismi viventi, soltanto alcuni di essi (circa 20) sono preposti alla formazione delle proteine (proteosintetici). Detti aminoacidi possono essere distinti in due gruppi principali:

• essenziali o EAA (fenilalanina, isoleucina, istidina, lisina, leucina, metionina, treonina, triptofano e valina): così denominati perché non possono essere sintetizzati dall’organismo, pertanto devono comparire in quantità sufficienti nella razione dietetica quotidiana;
• non essenziali (arginina, istidina, alanina, acido L-aspartico, acido L-glutammico, glicina, prolina, serina, asparagina, glutammina): se non sono presenti, possono essere sintetizzati attraverso la trasformazione di altri aminoacidi.

A quest’ultima categoria si aggiunge un sottogruppo minore, denominato semi essenziali (arginina, tirosina e cisteina); tali nutrienti possono essere sintetizzati dall’organismo a partite da fenilalanina e metionina, a condizione che questi aminoacidi precursori vengano forniti in modo appropriato.

Le proteine alimentari però non hanno tutte la medesima efficienza nello svolgere le funzioni di mantenere la vita e promuovere l’accrescimento. Le differenti qualità nutrizionali dipendono in parte dalla rispettiva digeribilità e in parte maggiore dal contenuto in aminoacidi essenziali: quanto maggiore è il contenuto in aminoacidi essenziali di una proteina, tanto più elevata è la sua qualità nutrizionale.

Il valore nutrizionale di una proteina può essere valutato in differenti metodi. Confrontando il contenuto di aminoacidi essenziali della proteina in esame con quello noto di una proteina di riferimento (prevalentemente si fa riferimento a quella dell’uovo) si ottiene il cosiddetto “punteggio chimico”. Il metodo biologico, invece, più utilizzato per la determinazione del valore nutrizionale o “valore biologico” delle proteine considera l’utilizzazione proteica netta, definito come la percentuale delle proteine della dieta che viene trattenuta dall’organismo.

In linea generale, le proteine animali (uova, latte e derivati, carni in genere, pesci) sono di alto valore biologico, mentre quelle vegetali (cereali e derivati) sono di basso valore biologico (BVB); quelle della soia e dei legumi sono a valore biologico più simile a quello delle carni.

Classificando gli alimenti in funzione del rispettivo valore biologico proteico, il primo posto è occupato dalle uova e dal latte, seguono le carni/pesci e i formaggi, i legumi al terzo posto, e infine i cereali.

• Grassi o lipidi, comprendono un gruppo eterogeneo di molecole organiche insolubili in acqua, ma solubili in NaOH, KOH e NH3 e in solventi organici come il benzene, l’etere o il cloroformio; per correttezza bisognerebbe definire “grassi” solo i lipidi solidi a temperatura ambiente e “oli” quelli liquidi. Chimicamente sono tutti costituiti da acidi grassi (composti organici di carbonio, idrogeno e ossigeno) e glicerina (un alcool). Gli acidi grassi sono pertanto i componenti comuni e fondamentali dei lipidi.

I lipidi svolgono funzione energetica (1 grammo di grassi fornisce 9 Kcal), plastica-strutturale (sono componenti fondamentali delle membrane cellulari) e regolatrice (sono indispensabili alla cellula per il suo normale funzionamento e sono precursori di molte sostanze che svolgono una funzione regolatoria in diversi apparati del corpo). In base alla struttura chimica vengono classificati in tre macro-categorie:

• Lipidi semplici: costituiti da carbonio, idrogeno ed ossigeno, sono i più abbondanti nel nostro organismo (circa il 95%) e nella nostra dieta (vengono ingeriti sotto questa forma circa il 98% dei lipidi presenti negli alimenti). Rappresentano la forma di deposito e di utilizzo principale. Comprendono: trigliceridi, cere, terpeni.
• Lipidi complessi: costituiti da una parte lipidica (carbonio, idrogeno, ossigeno) combinata con un’altra di natura diversa (fosforo, azoto, o zolfo, ) rappresentano circa il 10% dei grassi del nostro organismo.

Comprendono: fosfolipidi, glicolipidi, glicerofosfolipidi, sfingo-fosfolipidi, cerebrosidi e le lipoproteine.

• Lipidi derivati: derivano dalla trasformazione di lipidi semplici o composti. Comprendono: colesterolo, vitamina D, ormoni steroidei, acido palmitico, oleico e linoleico.

Due acidi grassi sono essenziali (EFA): acido alfa-linoleico – un omega 3 a sua volta precursore di due semi-essenziali quali l’acido eicosapentaenoico (EPA) e l’acido docosaesaenoico (DHA) – e l’acido linoleico – un omega 6 anch’esso precursore di molti derivati.

Gli alimenti più ricchi di lipidi sono i grassi da condimento. Gli oli ne sono composti nella loro totalità, il burro e la margarina ne contengono 83-84 g /100 g. La maggior parte della verdura e della frutta fresca sono caratterizzati da valori molto bassi, intorno a 1 g /100 g, mentre in alcuni formaggi e nella carne trasformata si può arrivare a 47 g /100 g. Anche la frutta a guscio è particolarmente ricca di lipidi (fino a 72 g /100 g nelle noci pecan). In termini generali i lipidi di origine vegetale sono ricchi di acidi grassi mono e poli-insaturi, mentre i lipidi di origine animale sono ricchi di acidi grassi saturi. Negli alimenti vegetali, in particolare nella frutta a guscio, nei semi di soia e nei cereali troviamo i fitosteroli (steroli vegetali). Il gruppo di alimenti a più alto contenuto di EPA e DHA è quello del pesce, soprattutto quello che vive nei mari freddi.

• Fibra alimentare, pur non potendosi considerare un nutriente, esercita effetti di tipo funzionale e metabolico che la rendono un’importante componente della dieta. Le fibre possono essere definite come carboidrati che non possono essere completamente digeriti dal nostro intestino; in effetti, non può essere digerite dall’uomo che non possiede gli enzimi per scomporla. Una volta introdotta attraverso l’alimentazione, durante il suo passaggio nel tubo digerente le fibre non sono soggette né alla digestione né all’assorbimento, pertanto raggiungono intatte l’ultimo tratto dell’apparato digerente, il colon dove vengono fermentate dal microbiota, l’insieme di batteri, miceti e virus che abitano il nostro intestino. Questi microrganismi se ne nutrono e la digeriscono per noi, producendo dei composti benefici per le cellule del colon e per l’intero organismo: gli acidi grassi a corta catena. La fibra, proprio per il suo ruolo di nutrimento per il microbiota, viene anche definita “sostanza prebiotica”.
• Acqua non è un nutriente nel vero senso della parola. Tuttavia, è indispensabile per il funzionamento del metabolismo. Scioglie e trasporta sostanze nutritive, enzimi e ormoni. Idrata i tessuti e la pelle e regola la temperatura corporea. Il corpo ha bisogno di acqua per eliminare i prodotti di scarto. Regola inoltre il metabolismo cellulare e contribuisce a molte reazioni biochimiche.

L’acqua del rubinetto contiene una quantità variabile di minerali a seconda dell’ubicazione. L’acqua minerale di solito contiene da 500 a 2000 mg di minerali. Viene imbottigliata alla fonte al suo stato naturale. Se vi è aggiunta di sali minerali, deve essere etichettata come acqua minerale artificiale.

• Micronutrienti: immessi in quantità più esigue; si distinguono in:
• Vitamine sono sostanze organiche in grado di attivare gli enzimi, un particolare tipo di proteine che funzionano come catalizzatori accelerando le reazioni che avvengono nell’organismo. Inoltre, hanno un ruolo fondamentale nel mantenere forti le ossa e nel regolare l’attività ormonale.

Poiché l’organismo non riesce per lo più a produrle da solo, devono essere assunte con il cibo; non forniscono energia, ma svolgono funzioni fondamentali nel metabolismo umano. Le vitamine vengono divise in due categorie

• Vitamine idrosolubili che si sciolgono nell’acqua all’interno dell’organismo (per questo motivo presentano lo svantaggio di venire eliminate in grande quantità attraverso l’evacuazione causando così delle carenze).
• Vitamina B2 (riboflavina): coinvolta nella produzione di energia, nel metabolismo dei lipidi e nella funzione cellulare.
• Vitamina B3 (niacina): produce energia dal cibo.
• Vitamina B5 (acido pantotenico): contribuisce alla sintesi dei grassi acidi.
• Vitamina B6 (piridossina): crea globuli rossi e utilizza le riserve di zuccheri per l’energia.
• Vitamina B7 (biotina): aiuta la scomposizione dei grassi acidi, degli aminoacidi e del glucosio per produrre energia.
• Vitamina B9 (folato): partecipa alla divisione cellulare.
• Vitamina B12 (cobalamina): essenziale per la formazione di globuli rossi e per la funzionalità cerebrale e del sistema nervoso; per questo motivo va integrata in una dieta vegana e vegetariana, altrimenti carente di B12.
• Vitamina C (acido ascorbico): svolge un ruolo fondamentale per la salute dell’organismo, fortificando il sistema immunitario.
• Vitamine liposolubili. Diversamente dalle vitamine idrosolubili, quelle liposolubili non si sciolgono in acqua, ma vengono assorbite quando sono consumate con cibi ricchi di grassi, ad esempio l’olio di oliva.
• Vitamina A: essenziale per le funzioni organiche.
• Vitamina D: importante per l’assorbimento del calcio, la crescita delle ossa e la funzione immunitaria.
• Vitamina E: protegge le cellule da eventuali danni e contribuisce alla funzione immunitaria.
• Vitamina K: cruciale per la coagulazione del sangue e lo sviluppo osseo.

Ciascun alimento contiene una determinata quantità di vitamine. In linea di massima, più un alimento è fresco e poco elaborato, meglio è: alcune vitamine infatti sono particolarmente sensibili al calore, alla luce o all’ossigeno, fattori che ne diminuiscono il contenuto negli alimenti. Pertanto è consigliabile cuocere moderatamente frutta e verdura. Al contrario di quanto accade per i minerali, le vitamine possono essere prodotte in modo sintetico. Presentano la stessa struttura chimica delle vitamine naturali e hanno quindi il medesimo effetto. Nel caso in cui le vitamine vengano aggiunte artificialmente agli alimenti, si parla di alimenti arricchiti.

I sali minerali sono sostanze inorganiche (privi di carbonio) normalmente assunte attraverso il cibo e l’acqua. Bilanciare la loro assunzione è molto importante, in quanto sia carenze che eccessi possono avere conseguenze negative per la salute.

I sali minerali vengono classificati in:

1. Macroelementi;
2. Oligoelementi;

• Macroelementi

I macrominerali rappresentano un’ampia porzione dei minerali di cui abbiamo bisogno. In totale sono sette:

• Calcio: utile per lo sviluppo delle ossa e dei denti; assiste anche la funzione muscolare e la contrazione dei vasi sanguigni.
• Cloruro: favorisce l’equilibrio dei liquidi e interviene nella produzione dei succhi gastrici.
• Fosforo: sostiene la struttura delle ossa e le membrane delle cellule.
• Magnesio: contribuisce alla regolazione della pressione sanguigna.
• Potassio: funziona come un elettrolita che interviene nella trasmissione nervosa e nella funzione muscolare.
• Sodio: un elettrolita che serve a mantenere costante la pressione del sangue e i fluidi in equilibrio.
• Zolfo: una parte di tutti i tessuti viventi.
• Oligoelementi

Il nostro corpo necessita di oligominerali in quantità anche inferiore rispetto ai macrominerali:

• Ferro: fornisce ossigeno ai muscoli e favorisce la produzione di ormoni.
• Manganese: partecipa al metabolismo dei carboidrati, delle proteine e dei grassi.
• Rame: necessario per la formazione del tessuto connettivo e per il controllo delle funzioni del sistema cerebrale e nervoso.
• Zinco: fondamentale per la normale crescita dell’organismo, per regolare la funzione immunitaria e per guarire le ferite.
• Iodio: gestisce la funzionalità della tiroide.
• Fluoro: utile allo sviluppo di denti e ossa.
• Selenio: agisce in difesa delle cellule danneggiate e contribuisce alla buona salute della tiroide.