Proteine

Le proteine rappresentano la principale fonte di azoto. Le proteine sono costituite di amino acidi che possono legarsi in una variet di modi pressocch infinita per formare le migliaia di proteine necessarie allorganismo.Tutte le cellule e tessuti contengono proteine. Esse ammontano al 16% del peso corporeo, circa 11Kg per un uomo di 70 kg. Di questi:

muscolo 43% cute 15% sangue 16% fegato 1.8% cervello 1.5%Il 50% delle proteine totali presente sotto forma di:collagene, emoglobina, miosina, actina

Strutturalescheletro, cute, tessuto connettivo, architettura cellulare

Protettivaimmunit umorale e cellulare

Trasporto e comunicazioneproteine plasmatiche (albumina, transferrina, apoproteine)ormoni (insulina, glucagone, GH)recettori, secondo messaggero

Enzimaticaenzimi extracellulari (digestivi, della coagulazione)enzimi intracellulari (vie metaboliche)Funzioni delle proteine

stomacopancreasintestinointestino tripsina, chimotripsina, carbossipeptidasiDigestione delle ProteineProteine della dietapepsinaPolipeptidiPolipeptidi, dipeptidi, amino acididipeptidi, amino acidiamino acidiaminopeptidasidipeptidasi

Aminoacidi essenziali e non essenziali

Gli aminoacidi originano da: - Proteine alimentari (esogene)- Sintesi de novo (ad es. alanina, ac glutammico ed aspartico originano dagli intermedi del ciclo dellacido citrico: alfa chetoglutarato e ossalacetato)- Degradazione delle proteine endogene Gli amino acidi possono andare incontro a diversi destini:- Ossidazione a CO2 e H2O- Conversione ad altri aminoacidi (transaminazione)- Conversione a glucosio, acidi nucleici, grassi- Sintesi delle proteineFonti e destini degli amino acidi

Ormoni che stimolano la sintesi proteica:- Insulina - Ormone della crescita- Testosterone (stimola la sintesi proteica soltanto durante laccrescimento)- Tiroxina (leccesso stimola il catabolismo proteico)

Ormoni che stimolano il catabolismo proteico:Glicocorticoidi

Regolazione ormonale del metabolismo proteico

Metabolismo degli AminoacidiLa degradazione degli aminoacidi avviene in 2 tappe: 1a tappa: Deaminazione o transaminazione cio rimozione del gruppo aminico con formazione del chetoacido corrispondente

2a tappa: Metabolismo del chetoacido corrispondente

ac. Glutamico alanina GPT

ac.chetoglutarico ac piruvico

ac. glutamico ac aspartico GOT

ac. chetoglutarico ac. ossalacetico

Metabolismo degli AminoacidiLa 1a tappa si realizza attraverso lintervento di enzimi deaminasi o transaminasi:NH2

Lo scheletro carbonioso viene avviato verso lossidazione nel ciclo di Krebs oppure pu essere utilizzato per la biosintesi dei CHO.Alanina, treonina, cisteina, serina, glicina danno origine allac. piruvico (AA gluconeogenetici)Metionina, valina, isoleucina sono trasformati in succinilCoALeucina, lisina e triptofano sono trasformati in acetilCoAProlina, arginina, glutamina e ac. glutamico sono trasformati in acido alfa -chetoglutarico2a Tappa: Metabolismo del chetoacido

Ciclo dellurea

Lammoniaca (NH3) e gli ioni ammonio (nel sangue solo l1% presente come NH3) al di sopra di una certa concentrazione sono tossici per lorganismo e, perci, vengono eliminati sotto forma di urea, composto elettricamente neutro che non influenza il pH.

Il fegato la sede in cui lammoniaca viene trasformata in urea.

Leliminazione dellammoniaca (tossica) attraverso un prodotto non tossico come lurea un esempio di azione detossicante del fegato.Quando il fegato, a causa di un grave processo patologico, non in grado di eliminare lammoniaca attraverso la sintesi dellurea, si verifica il coma epatico in quanto la NH3 ha effetti tossici sul SNC. Destino dellammoniaca e dellammonio

Il bilancio dazoto viene mantenuto costante nonostante le variazioni dellintake proteico attraverso variazioni dellescrezione urinaria di azoto.

Questo meccanismo in grado di compensare fino ad un introito di 35-40 g/die dopo di che il bilancio azotato diventer negativo. Regolazione del ciclo dellurea

Il valore biologico di una proteina dipende dalla sua capacit di contribuire alla formazione dei tessuti. Esso esprime il percento dellazoto assorbito che reso disponibile per le esigenze dellorganismo . Maggiore la quantit di azoto fornito da una certa proteina, maggiore il suo valore biologico. Esso determinato da due fattori:

1) Composizione

2) Grado di digestione e assorbimento Valore biologico delle proteine alimentari

Sono dette proteine ad alto valore biologico o complete quellecontenenti gli AA essenziali. Quelle che forniscono solo alcuniAA in quantit limitate hanno un basso valore biologico e sonodette incomplete. La assenza di un AA essenziale arresta lasintesi della proteina e ci si verifica a prescindere dalladisponibilit degli altri AA.

Le proteine animali sono di qualit pi elevata; la proteina delluovo ha la migliore composizione in AA fra tutti gli alimenti, subito dopo viene la proteina del latte. La gelatina invece di scarsa qualit mancando di due AA essenziali.

Le proteine vegetali sono di pi basso valore biologico perch contengono scarse quantit di AA essenziali. I cereali (grano e riso) hanno poca lisina; il mais scarseggia di lisina e triptofano; i legumi hanno quantit limitate di metionina. Composizione

Influenza il valore nutrizionale. Le proteine animali sono pi digeribili di quelle vegetali poich gli enzimi digestivi raggiungono pi difficilmente le proteine vegetali che sono circondate da cellulosa e sostanze legnose.Non tutte le proteine vegetali mancano degli stessi AA. Durante un pasto, un cibo pu fornire un AA che manca in un altro. Lalimento che fornisce lAA detto complementare a quello che ne difetta. Esempio: i legumi hanno molta lisina e poca metionina, i cereali esattamente il contrario. Mangiandole insieme si completano a vicenda. E importante che le proteine complementari siano ingerite nello stesso pasto. 2. Digeribilit

La quantit minima di proteine necessaria a mantenere il bilancio dazoto in equilibrio 0.6 g/Kg. La RDA cio la dose raccomandata 0.8 g /Kg.La quota di energia derivante dalle proteine deve essere tra l11 e il 15%. Nellinfanzia, gravidanza, allattamento, convalescenza il fabbisogno proteico aumenta (1.5 g/Kg).E auspicabile che almeno un terzo delle proteine sia costituito di proteine animali e che siano incluse in ogni pasto delle proteine di alta qualit Fabbisogno proteico e Raccomandazioni

Valutazione della composizione corporea : stima la massa magra e la massa grassa basandosi sulla diversa densit.a) Metodo dell'acqua marcata con deuterio (il grasso non contiene acqua)b) Metodo del potassio che essenzialmente intracellulare

Valutazione della massa muscolare attraverso: a) la escrezione urinaria di creatinina b) circonferenza coscia e braccio

Concentrazione delle proteine e degli amino acidi nel plasma

Valutazione del bilancio dell'azoto

Turnover delle proteine mediante l'infusione di aminoacidi (leucina) marcati con tracciantiValutazione dello status proteico

Il bilancio dazoto esprime la differenza tra lazoto introdotto con la dieta e lazoto escreto (urina, feci, cute). Il 16% delle proteine costituito da azoto, perci dividendo per 6.25 la quantit di proteine introdotte si conosce lassunzione di azoto Lassunzione avviene prevalentemente con le proteine della dieta L'escrezione avviene attraverso le urine sotto forma di urea (85%), ammonio (5%), creatinina, acido urico. Il 5-10% eliminato con le feci e piccole quote attraverso la cute, i capelli etc. Bilancio azoto= Intake proteico (g) /6.25 (N urina 24 h+4)Bilancio dellazoto (1)

Bilancio N positivo: intake>escrezioneQuesta condizione si verifica quando si costruiscono nuovi tessuti come nellinfanzia, la gravidanza, lallattamento.

Bilancio N negativo: escrezione>intakeQuesta condizione si verifica in caso di interventi chirurgici, estese ustioni, febbre, stati patologici, digiuno protratto.In corso di digiuno la perdita proteica coinvolge tutti i tessuti mentre quella traumatica interessa soprattutto il distretto muscolare con risparmio della massa proteica viscerale. In corso di malattia aumenta la sintesi di proteine da parte del sistema immune e del fegato: fibrinogeno, prot. C reattiva, -1-glicoproteina, Immunoglobuline mentre depressa la sintesi proteica nel muscolo.Bilancio dellazoto (2)

La PEM pu verificarsi in tre condizioni1) nei bambini dei paesi sottosviluppati 2) negli adulti a seguito di gravi patologie3) in tutte le et in tempi di carestiaLe forme del bambino sono:

Marasma (basso contenuto energetico e proteico)

Kwashiorkor (grave malnutrizione proteica)Nei paesi africani, circa il 50 % dei bambini ha una PEM lieve-moderata (peso per et < 80% degli standard internazionali) Stati di malnutrizione proteico-energetica (PEM)

Diete vegetarianeLatto-ovo vegetariani (esclude carne e pesce)

Latto-vegetariani (esclude tutti i prodotti di derivazione animale eccetto il latte)

Vegetariani puri o vegans (esclude tutti gli alimenti e derivati di origine animale)

Carenze delle diete vegane Basso apporto di minerali: calcio, ferro zinco

Basso apporto di vitamine: riboflavina, vit. B12 e vit. D (buone fonti di questi elementi sono riportate nella tabella)

Il fabbisogno proteico generalmente sufficiente se si fa attenzione ad assumere proteine complementari

Fonti di nutrienti utili per limitare le carenze delle diete vegetariane

Contenuto proteico degli alimentiFonte: Tabelle di Composizione degli Alimenti, aggiornamento 2000, (INRAN 2000, EDRA) dell'Istituto Nazionale di Ricerca per gli Alimenti e la Nutrizione

Alimenti animaliContenuto proteico per 100grAlimenti vegetaliContenuto proteico per 100grCarne20Soia 36.9Latte4Tofu11Uova albume tuorlo10.916.3SeitanCastagne secche554.7Pesce-Calamaro-Aragosta-Alici sotto sale181316.225PiselliPiselli secchiFagioliFagioli secchi721.76.423.6Formaggio-Caciocavallo-Caciotta-Certosino3037.727.717.5FaveFave seccheCeciCeci secchi5.427.24.321.8Yogurt3.5Cereali aggregati10.7Bresaola34Cipolle secche10.2Capocollo20.8Cioccolato8.9Ciccioli40.8Cacao amaro20.4Prosciutto crudo22.2Nocciole13Prosciutto cotto19.8Noci secche15.8Speck28.3Arachidi 26Pollame 17.9Pistacchi20

Contenuto in Aminoacidi essenziali di alcuni alimenti

Alimento % aa essenzialiUova-Latte>35Carne-Pesce30-35Fagioli-Piselli~30Lenticchie25-30Avena25-30Patate-Riso25-30Farina20-25Orzo-Carote

Classificazione delle proteine alimentariProteine complete (alta qualit) : forniscono tutti gli AA essenziali in quantit adeguate per la crescita ed il turnover dei tessuti. Con leccezione della gelatina, tutte le proteine animali (carne, pollame, uova, pesce, latte e derivati) sono proteine complete

Proteine incomplete (bassa qualit): mancano di uno o pi AA essenziali. Le proteine vegetali (legumi, cereali, vegetali) sono incomplete

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