Sostanze nutraceutiche in base alla famiglia chimica

Famiglia Nutraceutico

Isoprenoidi (terpenoidi) Carotenoidi, saponine, tocotrienoli, tocoferoli, terpeni semplici

Composti fenolici (polifenoli) Cumarine, tannini, lignina, antociani, isoflavoni, flavononi, flavonoli

A base proteica/aminoacidica Aminoacidi, composti S-allilici, capsaicinoidi, isotiocianati, indoli, folati, coline

Carboidrati e derivati Acido ascorbico, oligosaccaridi,

Acidi grassi e lipidi strutturati N-3 PUFA, MUFA, acido linoleico coniugato, sfingolipidi, lecitine

Minerali Ca, Se, K, Cu, Zn

Di origine microbica Probiotici, prebiotici

Polifenoli o composti fenolici

Famiglia composta da circa 5000 molecole Caratterizzati dalla presenza di molteplici gruppi fenolici associati in strutture più o meno complesse, generalmente di alto peso molecolare Prodotto del metabolismo secondario delle piante

Caratteristiche e proprietà

Potenti antiossidanti Svolgono ruoli secondari importanti nelle piante: • difesa dai raggi UV • attrazione verso insetti pronubi e altri animali • difesa contro i parassiti • aroma e colorazione

Classificazione dei polifenoli FENOLI vi appartengono gli acidi fenolici, le cumarine e gli acidi benzoici. La loro condensazione può dare origine a polimeri come la lignina; sono ampiamente distribuiti in alimenti e bevande (come l’acido caffeico del caffè). TANNINI vi appartengono due categorie: la prima sono i tannini condensati detti anche proantocianidine, poiché per idrolisi con acidi forti danno antocianidine. I secondi detti tannini idrolizzabili sono polimeri eterogenei contenenti acidi fenolici (ad es. l’acido Gallico) e zuccheri semplici.

FLAVONOIDI (o BIOFLAVONOIDI) i flavonoidi costituiscono il più grande gruppo di fenoli naturali ed hanno tutti come struttura di riferimento il flavonone. Vengono suddivise in diverse famiglie: flavonoli, flavoni, isoflavoni, antocianine ed altri.

Effetti sulla salute umana

AZIONE SUL SISTEMA CARDIOCIRCOLATORIO

Modulano la pressione arteriosa

Agiscono da cardioprotettori

Prevengono l’aterosclerosi

Agiscono sull’insufficienza venosa periferica

Prevengono le malattie cardiovascolari

Riducono l’aggregazione piastrinica

Effetti sulla salute umana

AZIONE ANTITUMORALE

Prevengono l’instaurarsi di tumori

Rallentano la proliferazione delle cellule tumorali

Riducono l’incidenza dei tumori della mammella e

dell’endometrio

Riducono l’incidenza del tumore alla prostata

Effetti sulla salute umana

AZIONE IN POSTMENOPAUSA

Riducono gli effetti dell’osteoporosi

Riduzione della sintomatologia climaterica

Azione di prevenzione per il carcinoma della mammella e

dell’endometrio

Effetti sulla salute umana

ALTRE AZIONI

Rallentamento dell’invecchiamento cellulare

Riduzione della degenerazione maculare senile

Azione antinfiammatoria

Azione nootropa

I flavonoidi

Image ©Nevit Dilmen found at Wikimedia commons

I flavonoidi

Gruppo più numeroso dei polifenoli (4000 composti) Definiti anche vitamine P per la proprietà di legarsi con le proteine Azione protettiva dei tessuti connettivi circondanti i vasi sanguigni

I flavonoidi

EFFETTI SULLA PIANTA Determinano la colorazione degli organi delle piante Sono presenti nei frutti, foglie, fiori, corteccia, legno, radici Proteggono dai raggi UV e da agenti patogeni Partecipano ai processi metabolici (fontosintesi) Determinano aromi e sapori

I flavonoidi

Scoperti intorno agli anni ‘30 del secolo scorso Estratto di bucce di arance combinato con la vitamina C proteggeva dalla rottura dei capillari

Definiti oggi anche vitamina C2 Proprietà antiossidanti e antinfiammatori Assunzione attraverso l’intestino e immissione diretta nel circolo sanguigno Fabbisogno giornaliero 50 – 200 mg

I flavonoidi

Sintomi di carenza Emorragie Fragilità capillare Ematomi Infiammazioni Stress invecchiamento

I flavonoidi

Antagonisti la sintesi Stress Tabacco Alcol Cortisonici Caffeina antibiotici

Promotori la sintesi Vitamina C Sali minerali Calcio e magnesio

I flavonoidi

Alimenti contenenti flavonoidi Aglio Cipolla Finocchio grano saraceno Peperone Pomodoro Rapa Spinacio legumi

I fitoestrogeni

Gruppo eterogeneo di sostanze di origine vegetale

Comprende oltre 100 molecole

Struttura non steroidea

Azione estrogeno-simile

Da 1/1000 a 1/10000 rispetto all’estradiolo

I fitoestrogeni

Stilbeni (resveratrolo)

Presente nel vino

Proprietà antiossidanti e ipocolesterolemizzanti

Isoflavoni (genisteina – daidzeina)

Presenti esclusivamente nelle leguminose

Azione simil-estrogenica

Isoflavoni

Genisteina – daidzeina - gliciteina

Contenuti in elevate quantità nella soia

Minori concentrazioni anche in fagioli, lenticchie e piselli

Formononetina – biocianina A

Presenti nel trifoglio rosso

Isoflavoni

Nella pianta sono coniugati con gli zuccheri (glucosio)

Come coniugati glicosidici rimangono inalterati dopo cottura

I cibi fermentati a base di soia presentano elevati livelli di isoflavoni

in forma di agliconi (isoflavoni non coniugati)

Isoflavoni

- Inattivi in forma coniugata

- Dopo ingestione subiscono vari processi metabolici:

deglicosilazione, riduzione, dimetilazione, idrossilazione,

metilazione

- Portano alla formazione di altri metaboliti assorbiti dall’organismo

Isoflavoni

Gli isoflavoni del trifoglio rosso (formononetina e biocianina A)

vengono completamente dimetilati nell’organismo in genisteina e

daidzeina

Genisteina e daidzeina

- Tra le molecole biologicamente più attive nell’azione simil-estrogenica

- Svolgerebbero un’azione mista di agonismo e antagonismo estrogenico

- Il tipo di azione dipende dai livelli endogeni di estradiolo

- Competono per gli stessi recettori degli estrogeni

- L’azione simil-estrogenica si manifesta nel post-menopausa

Genisteina e daidzeina

EFFETTI SULL’ORGANISMO

Osteoporosi post-menopausa (evidenze scientifiche)

- Previene la perdita di tessuto osseo dopo ovariectomia di cavie

- Maggiore densità ossea nelle popolazioni asiatiche

- In queste popolazioni valori più elevati in soggetti con regime dietetico

più ricco in soia.

Effetto preventivo non curativo

Genisteina e daidzeina

EFFETTI SULL’ORGANISMO

Carcinoma della mammella (evidenze scientifiche)

- Effetto protettivo: minore incidenza nelle popolazioni asiatiche

- Per le generazioni successive degli immigrati asiatici valori di incidenza

analoghi a quelli del paese ospitante

- assunzione sin dall’età prepubere

Effetto preventivo non curativo

Genisteina e daidzeina

EFFETTI SULL’ORGANISMO

Carcinoma dell’endometrio (evidenze scientifiche)

- Correlato alla prolungata esposizione agli estrogeni in assenza di

esposizione ciclica al progesterone

- il progesterone contrasta l’attività mitotica degli estrogeni

- i fitoestrogeni svolgono un’azione agonista nei confronti dell’estradiolo

Effetto preventivo non curativo

Genisteina

EFFETTI SULL’ORGANISMO

Carcinoma prostatico (evidenze scientifiche)

- Incidenza più bassa nelle popolazioni asiatiche (dieta povera in grassi e

ricca in fibre)

- La genisteina è in grado di inibire la crescita delle cellule tumorali

- riduzione della mortalità per tumore alla prostata

Risultati ancora non univoci

Genisteina e daidzeina

EFFETTI SULL’ORGANISMO

Malattie cardiovascolari

- Riduzione del colesterolo totale e dell’LDL

- Modulazione della pressione arteriosa

- riduzione del rischio di trombosi coronarica e sistemica

- regolazione del metabolismo glucidico

Risultati ancora non univoci

Proteine della soia

EFFETTI SULL’ORGANISMO

- 37% il contenuto proteico nella granella (più elevato tra le leguminose)

- Consumo delle proteine della soia e riduzione del consumo di proteine

animali determina un ruolo preventivo e terapeutico nella riduzione di

colesterolo LDL (Low Density Lipoproteins) (8-10%) e triglicerici

- Attivano la via catabolica fisiologica dell’LDL umano

- Potenziano il ruolo delle fibre insolubili nella riduzione del

colesterolo

Proteine della soia

EFFETTI SULL’ORGANISMO

Riduzione della massa grassa

Alimento ideale per gli anziani

- Alta digeribilità

- Elevato contenuto proteico

- adeguato livello di grassi insaturi

Proteine della soia

EFFETTI SULL’ORGANISMO

Prevenzione nella donna in menopausa:

- Abbassano il livello di colesterolo determinato dalla modificazione

estrogenica e dall’aumento di consumo di derivati del latte

- Riducono l’escrezione renale di calcio rispetto al consumo di proteine

animali, come risultato del minore contenuto in zolfo

Proteine della soia

EFFETTI SULL’ORGANISMO

Diabete e sindrome metabolica:

-Ruolo positivo sia nella cura che nella prevenzione

- riducono il rapporto insulina/glucagone diminuendo la sintesi LDL da

parte del fegato

Ipertensione arteriosa

- riduzione dell’ipertensione in diete ricche di proteine vegetali

FDA: consumo di 25 g/die per prevenire eventi cardiovascolari

Fitosteroli

Colesterolo

Fitosteroli

Famiglia: triterpeni Struttura: tetraciclica con catena laterale legata al carbonio in posizione 17

Fitosteroli

250 i fitosteroli identificati in natura

Beta-sitosterolo Campesterolo stigmasterolo 98%

Liposolubili (il loro assorbimento è favorito dall’assunzione di grassi)

Anni ‘70 costituenti delle margarine Oggi presenti in succhi di frutta, gelati, prodotti da forno, cereali e derivati

Fitosteroli

Alimenti di origine vegetale

Fitosteroli

Alimenti di origine animale

Fitosteroli

Estrazione industriale (tallolio)

20% beta-sitosterolo

Fitosteroli

Azione sulla salute umana

Effetto ipocolesterolemizzante: riduzione colesterolemia

Fitosteroli

Meccanismo di azione

Competizione per l’assorbimento a livello intestinale

0

10

20

30

40

50

60

% a

sso

rbim

ento

56

1,9 0,5 0,2 0,04

Inversamente proporzionale alla lunghezza della catena laterale

Fitosteroli

Meccanismo di azione I fitosteroli competono per l’assorbimento con il colesterolo e vengono successivamente ri-escreti nel lume intestinale

70-80% COL

12% FIT

HDL favorisce rimozione per via biliare

Favoriscono la captazione di LDL da parte del fegato riducendone la concentrazione sanguigna

Fitosteroli

Efficacia di azione

Prodotti spalmabili (margarine arricchite) Maionese e condimenti per insalate Latte o yogurt Altri prodotti (cioccolato, cereali, succhi, prodotti da forno)

Fitosteroli Avvertenze

Riduzione dei livelli ematici Beta-carotene -28% Alfa-carotene -9% Licopene -7% La riduzione è in parte dovuta al ridotto assorbimento delle lipoproteine LDL

Art.2 Reg. CE 608/2004

Fitosteroli Effetto sinergico con l’assunzione di statine

Licopene

Famiglia: Carotenoidi Additivo alimentare (E160d) pomodoro, meloni, albicocche, pompelmo rosa Dona il colore rosso e giallo a molti alimenti Aumenta con la maturazione

0

10

20

30

40

50

60

70

80

gialli maturi seccagni

mg/

kg

pomodori

Licopene

Biodisponibilità e presenza nei tessuti Sostanza lipofila La cottura ne aumenta la biodisponibilità

Trasportato dalle lipoproteine LDL Abbondante nel tessuto adiposo, testicoli, liquido seminale, ghiandole surrenali, fegato, prostata e mammella.

Licopene

Attività sulla salute umana

Azione antiossidante e antiinfiammatoria

Riduzione della pressione arteriosa

Prevenzione del carcinoma della prostata

Rallenta la progressione del tumore

Riduzione dell’Ipertrofia Prostatica Benigna (IPB)

Aglio e cipolla

Proprietà Medicinali

Conosciute già dagli antichi Egizi

Papiro di Ebers 1550 a.C

Aglio

Antidoto contro il morso dei serpenti (Galeno, Dioscoride, Virgilio)

Diuretica e disintossicante (Teofrasto,

Galeno, Dioscoride)

Purgante (Ippocrate)

Proprietà medicamentose (Maometto)

cipolla

Aglio e cipolla

Azione antinfiammatoria della cipolla

Riduzione istantanea e ritardata dell’ostruzione bronchiale allergica (asma).

Dorsch; Phytomedicine Vol. 3 (4) 1996/97

Aglio e cipolla

Azione dei cepeni

Estratto dai bulbi Aglio Secco in polvere o estratto di aglio invecchiato Cipolla Succo di cipolla o estratto in etanolo Cepaeni non presenti nei bulbi intatti ma si formano da aminoacidi contenenti composti sulfurei in seguito a danni alla pianta

Aglio e cipolla

Estratti della cipolla

Azione antinfiammatoria e antiasmatica (tiosulfinati e Cepaeni) Azione antimicrobica prevenzione da infezione da vermi (succo di cipolla) riduzione della proliferazione di Salmonella typhimurium; Strepotococcus faecalis; Escherichia coli. Infezione batterica (olio essenziale e succo di cipolla) Klebsiella pneumoniae; Mucobacterium tubercolosis; streptococchi; stafilococchi

Aglio e cipolla

Estratti della cipolla

Effetti cardiovascolari soppressione dell’aggregazione piastrinica : bulbi di aglio e cipolla, estratti ed oli essenziali inibizione della biosintesi dei trombossani: estratti di cipolla cruda, oli essenziali e tiosulfinati incremento della fibrinolisi: oli essenziali soppressione dell’infiammazione bronchiale: oli essenziali, tiosulfinati

Aglio e cipolla

Estratti della cipolla

Malattie metaboliche riduzione dei farmaci antidiabetici: cipolla cruda (50g) riduzione della colesterolemia riduzione della glicemia

Sulforafane

Numerosi studi indicano che il consumo di frutta e verdure è associato con un ridotto rischio di malattie cronico-degenerative

Correlazione inversa tra l’assunzione di crucifere ed il rischio di molte forme di cancro

Il consumo di crucifere favorisce un’azione più efficace rispetto a quello di frutta e verdura in generale

Crucifere o brassiche

Sulforafane

Le crucifere (brassicae) sono caratterizzate da un elevato contenuto in glucosinolati (GLS) Ne rappresentano la

principale fonte alimentare per l’uomo

Determinano il tipico gusto e aroma pungente a questa famiglia di piante

Glucosinolati

La parte di pianta consumata generalmente è costituita dalla parte aerea: Foglie (cavoli, cavolini di Bruxelles, rucola) Infiorescenze (broccoli, cavolfiore) Steli (cavoli, broccoli) Semi (senape)

Sulforafane

Le brassicacee che presentano il maggior contenuto di GLS sono: Broccoli Cavoli Cavolini di Bruxelles Cavolfiori

I GLS e i loro prodotti di decomposizione hanno proprietà: Fungicide Battericide Nematocide

La composizione in GLS nell’alimento è influenzata dalla Specie Clima Coltivazione

Specie e proprietà

Sulforafane

I GLS sono composti inattivi dal punto di vista biologico

Attivati in seguito a danneggiamento della cellula vegetale per contatto con l’enzima mirosinasi

La formazione di prodotti di idrolisi dà origine agli Isotiocianati (ITC)

Formazione degli Isotiocianati (ITC)

Enzima presente in un compartimento distinto nella cellula vegetale rispetto al suo substrato

Sulforafane

Beta-D-tioglucosio Gruppo solfato

Catena laterale derivata da Metionina Triptofano Fenilalanina Aminoacidi ramificati

Struttura base degli ITC

Catena laterale formata da gruppi alifatici, aromatici, eterociclici che ne determinano le diverse proprietà chimico-fisiche e diversità biologiche

Sulforafane

I GLS sono termicamente e chimicamente stabili e convertiti a ITC dalla mirosinasi

Enzima mirosinasi

Liberata in seguito a Raccolta Trasporto Preparazione masticazione

Come molti enzimi la mirosinasi è inattivata dalla cottura

Presente nella microflora batterica intestinale favorisce la formazione e assorbimento di ITC nell’intestino

Sulforafane

ITC prodotto per idrolisi del GSL glucorafanina

Il sulforafane (SF) 1-isotiocianato-(4R)-(metilsulfinil)butano

Composto lipofilo dal basso peso molecolare (177 g/mol) Assorbito passivamente nel lume intestinale Alta percentuale di assorbimento (75-80%)

Ampiamente studiato per le proprietà chemiopreventive, cardioprotettive e antinfiammatorie

Concentrazioni plasmatiche e biodisponibilità inversamente proporzionali alla dose lasciano ipotizzare anche un trasporto mediato da carrier specifici

Assunzione di integratori potrebbe risultare poco efficace per aumentare la concentrazione plasmatica

Assorbimento

Sulforafane

La sua distribuzione dipende dalla quantità libera (non legata alle proteine plasmatiche albumine e globuline)

Distribuzione nell’organismo

ITC provenienti dai broccoli (SF, iberina ed euricina) presentano una rapida distribuzione

Sulforafane

Varietà Tecniche agronomiche clima Suolo Preparazione industriale e cottura

Fattori che influenzano il contenuto di ITC negli alimenti

Processi di preparazione e conservazione Perdita fino al 50% mediante conservazione al freddo Il taglio favorisce l’idrolisi delle GLS solo sulla superficie di taglio Elevata perdita nell’acqua di cottura (30-60%) dovuta all’elevata idrofilia delle GLS Temperature di cottura inferiori a 90° determinano un aumento della formazione di ITC senza denaturazione della mirosinasi

Biodisponibilità di ITC 3 volte superiore

Sulforafane SF si è dimostrato il più potente induttore naturale di enzimi antiossidanti là dove c’è una relazione inversa tra livello di enzimi presente e suscettibilità ai composti cancerogeni

Ruolo chemioprotettivo del SF

Nel tumore prostatico SF ha aumentato in modo significativo l’espressione e l’attività di tali enzimi

(azione preventiva) SF è attivo non solo nelle cellule tumorali ma anche in quelle sane

Sulforafane

Glutatione-S-transferasi (GST) Enzima detossificante indotto nell’organismo da SF

Ruolo cardioprotettivo del SF

Glutatione ridotto (GSH) Elevati livelli cellulari di GSH corrispondono ad un elevato assorbimento di ITC coniugati nella cellula

Sulforafane

Il sulforafane è un potente antiossidante Svolge un ruolo protettivo e preventivo nei confronti delle malattie degenerative e infiammatorie Svolge un’azione indiretta attraverso la modulazione di composti ed enzimi antiossidanti La sua efficacia sembra maggiore utilizzando le brassicacee come alimenti funzionali e riducendo al minimo le manipolazioni post-raccolta

Conclusioni