Scienza della nutrizione

3.2

Proteine

I cibi proteici svolgono soprattutto una funzione plastica (ossia costruttiva), in quanto rappresentano la principale fonte di azoto dell’organismo, componente fondamentale delle strutture proteiche delle cellule. Le proteine, infatti, sono importanti costituenti delle membrane cellulari, e costituiscono gli enzimi (necessari alle reazioni metaboliche) e alcuni ormoni (come, ad esempio, l’insulina), che regolano importanti processi dell’organismo.

Tutte le proteine ingerite devono essere prima digerite da specifici enzimi, chiamati genericamente proteasi, che le spezzano nelle loro parti costitutive, gli amminoacidi; questi ultimi vengono poi assorbiti, attraverso le pareti intestinali, all’interno dei vasi sanguigni e trasportati dal sangue nei tessuti dell’organismo che ne hanno bisogno.

Le proteine si trovano in forma immediatamente disponibile in molti tipi di alimenti di origine animale e vegetale (sono particolarmente abbondanti nella carne, nelle uova, nel latte e nei legumi). Dieci tipi di amminoacidi non possono essere sintetizzati dall’organismo e, dunque, devono essere assunti con l’alimentazione; per questa ragione sono definiti essenziali. I dieci amminoacidi essenziali sono: lisina, triptofano, valina, istidina, leucina, isoleucina, fenilalanina, treonina, metionina, arginina.

La carenza anche di uno solo di questi amminoacidi essenziali può pregiudicare l’utilizzo di tutti gli altri amminoacidi nella costruzione delle proteine e, di conseguenza, la crescita e lo stato di salute generale dell’organismo. È, dunque, estremamente importante che nella dieta siano contemplati tutti gli amminoacidi essenziali, nelle proporzioni adeguate; essi sono contenuti in modo completo solamente negli alimenti di origine animale. Per questo motivo, un’alimentazione vegetariana che utilizza proteine vegetali (contenute nei legumi), escludendo quelle di origine animale, richiede molta attenzione e alcuni abbinamenti indispensabili, quali quello dei legumi con i cereali (ad esempio, pasta e fagioli).

Quando la dieta è particolarmente ricca di proteine, gli amminoacidi che non sono utilizzati immediatamente vengono solitamente ridotti in composti a uso energetico, mentre le sostanze azotate vengono escrete dai reni, trasformate in un composto detto urea. In determinate condizioni, invece, il fabbisogno proteico dell’organismo deve essere incrementato con la dieta: ad esempio, nel corso di alcune malattie, o durante tutto il periodo dello sviluppo, quando i consumi per costruire i tessuti devono essere compensati da entrate adeguate.

3.3

Carboidrati

Nella maggior parte delle diete, la porzione più consistente di energia è fornita dagli alimenti ricchi di carboidrati, che sono in genere più abbondanti e meno costosi di quelli ad alto contenuto di proteine o di grassi. Essi vengono bruciati nel corso delle reazioni della respirazione cellulare (glicolisi e ciclo di Krebs), dalle quali l’organismo ottiene energia (immagazzinata nelle molecole di adenosina trifosfato, ATP), e produce anidride carbonica e acqua.

Negli alimenti i carboidrati sono presenti in forme che differiscono per la loro struttura chimica: vi sono carboidrati più complessi, come gli amidi, presenti soprattutto in cereali, legumi e tuberi, e zuccheri semplici, contenuti soprattutto nel miele, nella frutta e negli ortaggi. Durante la digestione, i carboidrati complessi vengono ridotti in zuccheri più semplici; tra questi, soprattutto glucosio, composto che costituisce il principale substrato per le reazioni energetiche.

I carboidrati a più elevato potere nutritivo sono quelli complessi, contenuti soprattutto nei cereali non raffinati, nei tuberi, negli ortaggi e nella frutta, che forniscono anche proteine, vitamine, minerali e grassi. Dolciumi e bibite analcoliche contengono abbondanti quantità di zuccheri meno pregiati e dunque non vanno consumati in dosi elevate. Gli zuccheri semplici sono utili nei casi in cui l’organismo necessiti in tempi rapidi di molta energia, come durante l’attività fisica; essi determinano nel sangue un picco nel valore di glicemia poco dopo la loro ingestione, e una altrettanto rapida diminuzione di tale valore dopo che sono stati utilizzati. Gli zuccheri composti richiedono invece più tempo per la loro assimilazione e garantiscono nel sangue un valore di glicemia costante.

3.4

Lipidi o grassi

In genere, nei cibi la percentuale costituita dai lipidi è minore di quella dei carboidrati; essi forniscono però una quantità di energia superiore, poiché il loro valore calorico è molto superiore a quello dei carboidrati. I grassi costituiscono nell’organismo la forma di riserva energetica preferita, mentre i carboidrati rappresentano un tipo di energia immediatamente disponibile.

Negli animali adattati ai climi freddi, uomo compreso, i pannicoli di grasso contribuiscono fortemente all’isolamento dell’organismo e al mantenimento della temperatura corporea (vedi Adattamento). Questa proprietà dei grassi è, tuttavia, diventata superflua per l’uomo che vive in paesi industrializzati, dove il cibo non scarseggia, il riscaldamento negli ambienti interni è molto diffuso e i lavori più pesanti, a elevato consumo energetico, sono effettuati perlopiù da macchine; anzi, con gli stili di vita non particolarmente attivi tipici delle società avanzate, l’eccessivo accumulo di grassi nell’organismo può creare problemi di salute, come malattie al sistema circolatorio e obesità.

Durante la digestione, i grassi assunti con l’alimentazione sono scissi in acidi grassi, che vengono assorbiti attraverso la parete dell’intestino e trasportati dal sangue a tutte le regioni del corpo, dove vanno incontro a complesse reazioni metaboliche, diverse a seconda delle esigenze dell’organismo. Gli acidi grassi saturi e insaturi si distinguono in base a differenze nella loro struttura chimica che si riflettono in diverse proprietà nutrizionali: a temperatura ambiente gli acidi grassi saturi si trovano allo stato solido e sono soprattutto di origine animale, mentre gli acidi grassi insaturi si trovano prevalentemente negli alimenti di origine vegetale, allo stato liquido. I risultati di numerose ricerche indicano che sono soprattutto i grassi saturi a influire negativamente sul livello di colesterolo nel sangue.

3.5

Sali minerali

I sali minerali sono sostanze inorganiche necessarie a numerose funzioni dell’organismo, come la formazione dei tessuti, le reazioni enzimatiche, la contrazione muscolare, la trasmissione degli impulsi nervosi e la coagulazione del sangue. Questi nutrienti, che devono essere tutti assunti con l’alimentazione, sono suddivisi in due classi: quella dei macroelementi, a cui appartengono calcio, cloro, fosforo, magnesio, potassio, sodio e zolfo, e quella degli oligoelementi, contenuti in quantità sufficiente nella maggior parte degli alimenti e, benché presenti in traccia nell’organismo, indispensabili al mantenimento di una buona salute; tra questi cromo, ferro, fluoro, iodio, manganese, molibdeno, rame, selenio e zinco.

Il calcio è necessario allo sviluppo delle ossa e al mantenimento della loro integrità; inoltre, contribuisce alla regolazione dell’eccitabilità delle cellule nervose e alla contrazione muscolare. Il 90% circa del calcio si trova nelle ossa, da cui può essere riassorbito nel sangue e negli altri tessuti. La principale fonte di calcio è rappresentata dal latte e dai suoi derivati. Il fosforo, presente anch’esso in molti alimenti e, soprattutto, nel latte e nel pesce, insieme al calcio è un importante costituente di ossa e denti; inoltre, svolge un ruolo importante nel metabolismo energetico delle cellule.

Il magnesio, presente in moltissimi alimenti, è indispensabile per il metabolismo del corpo umano ed è importante per il mantenimento del potenziale elettrico delle cellule nervose e muscolari. Nei soggetti malnutriti e negli alcolisti, la carenza di magnesio può provocare tremori e convulsioni.

La fonte maggiore di sodio è costituita dal sale da cucina, con cui vengono normalmente insaporiti i cibi; esso è, inoltre, presente in piccole quantità nella maggior parte degli alimenti al naturale. Il sodio, che ha azione di ritenzione dei liquidi, contribuisce anche a regolare l’idratazione dei tessuti, ma se presente in eccesso può provocare edema e ipertensione.

Il ferro è utilizzato nella costruzione dell’emoglobina, una proteina localizzata nei globuli rossi e responsabile del trasporto dell’ossigeno all’interno dell’organismo, mediante il sangue; la sua carenza provoca anemia. Il ferro si trova nelle carni, soprattutto rosse, e nelle uova, nei legumi e nelle foglie di alcuni ortaggi, come gli spinaci. Il ferro alimentare è più facilmente assimilabile dall’organismo se abbinato a vitamina C (è buona abitudine, pertanto, condire gli spinaci con limone).

Il fluoro, che si trova nel pesce, nel riso, nel tè e nel caffè, viene conservato soprattutto nei denti e nelle ossa ed è fondamentale per la crescita; i fluoruri, una categoria di suoi composti, prevengono la demineralizzazione delle ossa. Lo iodio, presente negli alimenti di origine marina, interviene nella sintesi degli ormoni tiroidei; un suo deficit può provocare il gozzo. Il rame, che si trova nei semi di diverse piante e nei molluschi, è un componente di molti enzimi e proteine del sangue, del cervello e del fegato. Lo zinco, presente nelle carni, nei pesci, nelle uova e nei latticini, riveste anch’esso una funzione importante nella formazione di alcuni enzimi e svolge un ruolo determinante per la crescita.

3.6

Vitamine

Le vitamine sono composti organici, che agiscono su diversi processi fisiologici, come il metabolismo di proteine, carboidrati e grassi, la digestione e l’assimilazione degli alimenti; inoltre, alcune di esse prendono parte alla costruzione delle cellule del sangue, degli ormoni, di alcune sostanze del sistema nervoso e del materiale genetico. Secondo la loro solubilità in acqua o nei grassi, le vitamine sono classificate rispettivamente come liposolubili (vitamine A, D, E e K) o idrosolubili (vitamine del gruppo B e C).

In genere, le vitamine liposolubili si trovano negli alimenti che contengono grassi e, se assunte in eccesso, vengono accumulate come riserva all’interno del corpo. Le vitamine idrosolubili, invece, non possono essere conservate dall’organismo, essendo eliminate con l’urina, e devono, quindi, essere assunte quotidianamente per soddisfare le necessità del corpo. Le carenze vitaminiche, dette anche avitaminosi, possono causare scompensi di diverso tipo.