Fondamenti di nutrizione: i macronutrienti

Alimentazione e nutrizione sono due concetti strettamente collegati fra loro, ma è importante fare enfasi sugli elementi caratterizzanti che ne determinano la differenziazione. Soddisfare le proprie esigenze nutrizionali significa non soltanto “alimentarsi a sufficienza” in quanto non basta fornire al nostro organismo un determinato apporto calorico; rispondere a tali bisogni vuol dire, invece, saper selezione accuratamente gli alimenti che verranno poi tradotti in nutrienti.

Per alimento si intende “ogni sostanza introdotta con la dieta, che ha la proprietà di fornire al nostro organismo i nutrienti indispensabili alla sua costruzione e al mantenimento delle sue funzioni vitali”. Ogni alimento è, in sostanza, un mosaico di nutrienti, i quali vengono liberati, trasformati attraverso il processo digestivo e assorbiti dall’organismo a seconda della loro biodisponibilità.

Per biodisponibilità di un nutriente si intende la quantità dello stesso che l’organismo è in grado di assorbire e utilizzare; essa è influenzata in particolar modo da fattori intrinseci all’organismo (età, sesso, stato delle riserve endogene, ecc.) ed estrinseci come le interazioni tra i nutrienti consumati nello stesso pasto.

La nutrizione ha, quindi, un significato strettamente attinente alla sfera biologica, relativo al complesso di processi e funzioni che permettono il soddisfacimento dei nostri bisogni nutritivi. In definitiva, alimentazione e nutrizione si incontrano in un significato comune soltanto quando i cibi assunti sono in quantità e qualità adeguate per il corretto funzionamento del nostro corpo.

Principi nutritivi e funzioni

I principi nutritivi, ossia le sostanze chimiche presenti in quantità diverse negli alimenti, si distinguono in macronutrienti e micronutrienti.

• I macronutrienti sono principi nutritivi assunti in quantità maggiori e comprendono carboidrati, proteine, grassi e fibre.

• I micronutrienti sono, invece, assunti in quantità minori rispetto ai primi e comprendono vitamine e minerali.

Le fondamentali e differenti funzioni che svolgono nel nostro organismo sono:

1. Funzione energetica, che fornisce energia per lo svolgimento delle attività dell’organismo. Tale funzione viene esplicata da glucidi e lipidi;

2. Funzione costruttrice e riparatrice che apporta il materiale cellulare necessario per la costruzione e il mantenimento dei tessuti corporei. Tale funzione viene esplicata dalle proteine;

3. Funzione regolatrice e protettiva che apporta gli elementi indispensabili per lo svolgimento delle reazioni biochimiche che avvengono nell’organismo, fondamentali per la vita. Questa funzione viene esplicata, in particolar modo, da vitamine, minerali e acqua.

I carboidrati

I carboidrati, definiti anche glucidi o idrati di carbonio, sono composti organici che svolgono la principale funzione di produrre energia per l’organismo (circa 4 kcal/g). Tuttavia, non tutti i carboidrati sono uguali; essi differiscono nella struttura molecolare, data dal numero di unità di saccaridi di cui sono composti. Pertanto si suddividono in:

• Monosaccaridi, composti da una sola unità saccaridica, come fruttosio, galattosio e glucosio (quest’ultimo rappresenta la principale fonte di energia per gli organismi viventi e viene coinvolto nei processi di fermentazione e di respirazione cellulare);

• Disaccaridi, formati da due unità ripetute di monosaccaridi, come saccarosio (glucosio + fruttosio), lattosio (glucosio + galattosio), maltosio (glucosio + glucosio);

• Polisaccaridi, molecole di grandi dimensioni composte dall’unione di molte unità di monosaccaridi, come amido, glicogeno e fibra alimentare.

A tal riguardo, il principale polisaccaride di riserva delle cellule vegetali e principale costituente di alimenti quali pasta, pane, patate, fibra, è l’amido. Dopo aver chiarito la prima differenziazione, sempre in relazione alla loro struttura molecolare, è possibile suddividere ancora i carboidrati in:

• Semplici, di cui fanno parte i monosaccaridi e i disaccaridi;

• Complessi, di cui fanno parte i polisaccaridi.

Tale suddivisione ci è utile per comprendere le ulteriori differenze che sussistono in termini di digestione degli stessi. I carboidrati complessi, infatti, avendo molti legami da rompere per permetterne la digestione, richiedono tempi più lunghi per essere assimilati rispetto a quelli semplici; da tale tempistica ne deriva il diverso impatto sulla glicemia.

Le proteine

Le proteine sono macromolecole biologiche costituite da amminoacidi, legati tra loro da legami definiti “peptidici.” Sono circa venti gli amminoacidi in grado di costruire le proteine esistenti in natura, ma non tutti possono essere sintetizzati autonomamente da nostro corpo; pertanto si suddividono in amminoacidi essenziali e non essenziali.

• Gli aminoacidi essenziali, devono essere necessariamente introdotti con la dieta, in quanto indispensabili ma non sintetizzabili dall’organismo. Essi sono: isoleucina, leucina, lisina, fenilalanina, metionina, treonina, triptofano, valina e istidina (solo nei bambini e preadolescenti). Tra essi leucina, isoleucina e valina sono anche ricordati come amminoacidi a catena ramificata, più comunemente conosciuti come “amminoacidi ramificati,” per la loro particolare struttura;

• Gli amminoacidi non essenziali, invece, assumono tale denominazione per il semplice motivo che possono essere sintetizzati autonomamente dal nostro organismo a partire da carbonio, idrogeno, ossigeno ecc. Essi sono: arginina, alanina, acido aspartico, acido glutammico, asparagina, cisteina, glicina, prolina, serina e tirosina.
  

I mattoni dell’organismo

Le proteine vengono spesso definite come i “mattoni” che compongono il nostro organismo; tale definizione nasce in funzione dell’importante ruolo strutturale che svolgono. Esse, infatti, vanno a costituire l’impalcatura di ogni cellula, meglio conosciuta come citoscheletro e, pertanto, le ritroviamo in grandi quantità nella struttura di capelli, muscoli, ossa, pelle e unghie. A tal riguardo, la proteina strutturale più importante del corpo umano è il collagene. Le proteine, in sostanza, sono indispensabili per la crescita, per il mantenimento, la riparazione dei tessuti corporei e, più in generale, per il mantenimento dell’omeostasi.

Tra le svariate funzioni svolte dalle proteine è opportuno annoverare anche:

• La funzione immunitaria: in cui le proteine partecipano anche a livello immunitario, costituendo le immunoglobuline, meglio conosciute come anticorpi;

• La funzione contrattile: laddove alcune proteine, generano contrazioni muscolari, movimenti nelle cellule e nei tessuti. Le due proteine cotrattili più note sono l’actina e la miosina;

• La funzione enzimatica: la maggior parte degli enzimi sono infatti proteine ed esplicano una funzione essenziale scissione degli alimenti in costituenti base e quindi nella digestione. Tra essi ricordiamo la proteasi, la sinteasi, l’ATP-asi, ecc.

• La funzione ormonale: in quanto, le proteine, costituiscono alcuni tipi di ormoni come l’insulina, la quale consente al glucosio di entrare nelle cellule e ancora dell’ossitocina e dell’ormone della crescita, meglio conosciuto come GH (growth hormone).

Valore biologico

In conclusione, è possibile effettuare una valutazione delle proteine anche sul piano biologico, mediante un parametro definito valore biologico. Tale indice si riferisce alla quantità, alla qualità ed al rapporto reciproco degli amminoacidi essenziali presenti negli alimenti. In sostanza, quanto maggiore sarà il contenuto in aminoacidi essenziali di una proteina, la sua digeribilità e assimilabilità, tanto più elevata sarà la sua qualità nutrizionale. Grazie ad esso è possibile distinguere:

• Proteine ad alto valore biologico: ossia quelle che contengono tutti gli amminoacidi (in particolare gli amminoacidi essenziali):

• Proteine a basso valore biologico: ossia proteine che mancano di un amminoacido o contengono bassi livelli di aminoacidi essenziali.

I lipidi

I lipidi rappresentano un gruppo alquanto vario di sostanze le quali, nonostante le differenze strutturali, sono accomunate dalla proprietà di essere scarsamente solubili in acqua. Essi sono i costituenti degli oli e sono presenti, in quantità variabili, in carne, pesce, formaggi, frutta secca, ecc. Analizzati dal punto di vista biologico, svolgono diversi funzioni, di natura energetica, strutturale, regolatoria:

• Energetica: in quanto rappresentano un‘importante fonte di energia (circa 9 Kcal/g);

• Strutturale: in quanto sono importanti componenti delle membrane cellulari;

• Regolatoria: in quanto precursori di regolatori metabolici.

Partendo proprio dalla funzione che i lipidi svolgono nell’organismo, possiamo effettuare un’ulteriore differenziazione, suddividendoli in:

• Lipidi di deposito: come i trigliceridi, con funzione di riserva energetica;

• Lipidi cellulari: come colesterolo e fosfolipidi, con funzione strutturale.

Accenno agli acidi grassi

Gli acidi grassi sono molecole basilari e rappresentano l‘elemento costitutivo di quasi tutti i lipidi. Sono proprio quest’ultimi a caratterizzare le peculiarità dei grassi introdotti con l‘alimentazione ed è possibile reperibili sia in alimenti di origine animale che vegetale. Dal punto di vista quantitativo sono presenti in misura importante nell’organismo, in particolar modo sotto forma di esteri di glicerolo o colesterolo (in forma libera sono presenti in minime quantità.) Essi ricoprono ruoli biologici di notevole importanza non soltanto relativi al bilancio energetico, in quanto: nel lume intestinale favoriscono l’assorbimento di vitamine liposolubili, mentre a livello cellulare intervengono nella regolazione genica, nella modulazione di alcune attività enzimatiche e nelle vie di trasmissione di segnale.

Chimicamente, gli acidi grassi, si legano a molecole differenti e sono costituiti da catene idrocarburiche (corte o lunghe) che ne consentono la classificazione. Essi possono essere suddivisi in gruppi a seconda della lunghezza della stessa e quindi in relazione al numero, alla posizione e configurazione dei loro doppi legami. Le principali classificazioni comprendono:

• acidi grassi saturi, privi di doppi legami;

• acidi grassi insaturi: monoinsaturi se caratterizzati dalla presenza di un doppio legame, polinsaturi e caratterizzati dalla presenza di almeno due doppi legami.

Gli acidi grassi saturi (SFA) sono presenti nei grassi animali, negli oli tropicali, nel burro di cacao. Numerosi studi epidemiologici indicano che diete con un alto contenuto di SFA sono associate ad alti livelli di colesterolo sierico.

Gli acidi monoinsaturi (MUFA) come l‘acido oleico, ossia l‘acido grasso predominante nell‘olio d‘oliva, presente sia nei grassi animali che vegetali in quantità variabile.

Gli acidi grassi polinsaturi (PUFA) di cui acido α-linolenico e acido linoleico sono i precursori degli acidi polinsaturi a lunga catena rispettivamente della serie omega-3 (ω3) e omega-6 (ω6). Essi, proprio come nel caso degli amminoacidi, sono essenziali e, pertanto, devono essere necessariamente introdotti con l’alimentazione, in quanto indispensabili ma non sintetizzabili dall’organismo.

Un'altra importante funzione dei PUFA riguarda il loro ruolo come precursori degli eicosanoidi, una famiglia di mediatori chimici che agiscono sinergicamente, modulando le risposte del nostro organismo e regolando in particolare i meccanismi dell'infiammazione.

Approfondimento: acidi grassi configurazione cis e trans

La presenza di un doppio legame caratterizza l'esistenza di due conformazioni: cis e trans. La maggior parte dei grassi insaturi assunti attraverso la dieta è di forma cis, correlati ad effetti positivi sulla salute, mentre una piccola percentuale è di forma trans. Quest’ultimi si trovano naturalmente nei prodotti caseari, nelle carni e in alcuni oli vegetali (come l’olio di cocco), ma in concentrazioni minime rispetto a quelle presenti nei prodotti industriali. La maggior parte degli acidi grassi trans, infatti, vengono generati dall'industria alimentare durante la trasformazione degli oli in grassi solidi (come avviene, ad esempio, nella produzione della margarina); tale risultato si ottiene mediante idrogenazione, una tecnica piuttosto criticata, in quanto ritenuta nociva per la salute. Essi sono presenti in particolar modo nei prodotti di pasticceria e nei prodotti industriali da forno.