Lezione 7 biochimica della nutrizione - Digestione e metabolismo dei carboidrati disponibili PDF

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LEZIONE 7: Digestione

e metabolismo dei carboidrati disponibili: ruolo

fisiopatologico Tra i carboidrati esiste una grande eterogeneità dal punto di vista strutturale ma anche dal punto di vista funzionale. A livello nutrizionale possiamo distinguere i carboidrati disponibili da quelli non disponibili. La componente glucidica disponibile, che quindi siamo in grado di digerire, ha prevalentemente funzione energetica nel nostro organismo. I carboidrati vengono definiti nutrienti energetici perché rappresentano il principale substrato energetico per l’uomo. Tra questi abbiamo i monosaccaridi (i più importanti sono glucosio e fruttosio), alcuni disaccaridi (in particolare saccarosio, lattosio e maltosio) ed un solo polisaccaride ovvero l’amido. Anche il glicogeno è un polisaccaride disponibile ma ha uno scarso ruolo a livello nutrizionale. Gli alimenti in cui sono presenti questi carboidrati (disponibili) acquisiscono un determinato valore calorico che corrisponde a 4kcal/g. Ciò vuol dire che ogni grammo di carboidrati fornisce circa 4 kcal. Valori medi di utilità pratica sono quelli fissati dal Decreto Legislativo 16 febbraio 1993 n.77 (G.U. n. 69, 24/3/1993) che regola l’etichettatura nutrizionale dei prodotti alimentari uniformando la legislazione italiana con quella degli altri Paesi dell’Unione Europea: si attribuisce un valore calorico di 4 kcal/g (17 kJ/g) ai carboidrati disponibili (amido e zuccheri). Gli alimenti che contengono carboidrati disponibili sono principalmente quelli che presentano l’amido, ovvero gran parte dei cereali e tutti i derivati come pasta e pane, legumi (amido), prodotti dolciari e sostituti dello zucchero, frutta (fruttosio, glucosio e saccarosio), latte e derivati (lattosio), patate e altri tuberi (amido).

CARBOIDRATI NELLA DIETA Raccomandazioni (LARN,2014):  Una dieta equilibrata deve prevedere una quota di carboidrati totali pari al 45-60% (espressa come RI).  Prediligere carboidrati complessi e limitare il consumo di zuccheri a valori del 25% è da considerarsi potenzialmente legato ad eventi avversi sulla salute.  Limitare l’uso del fruttosio come dolcificante e il consumo di alimenti e bevande formulati con fruttosio.  Carboidrati semplici 25% En (95° percentile di introduzione nella dieta italiana) è da considerare potenzialmente legato a eventi avversi sulla salute.

Viene data un’altra indicazione che è quella di limitare il fruttosio come dolcificante soprattutto alimenti e bevande formulate con fruttosio e sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio. o o

Limitare l’uso del fruttosio come dolcificante. Limitare l’uso di alimenti e bevande formulati con fruttosio e sciroppi di mais ad alto contenuto di fruttosio.

*80g/die circa per una donna di 30-59 anni alta 1,60 m e moderatamente attiva

Recommendations and remarks WHO recommends a reduced intake of free sugars throughout the lifecourse. In both adults and children, WHO recommends reducing the intake of free sugars to less than 5 %(25g/die) -10% of total energy intake. Increasing or decreasing free sugars is associated with parallel changes in body weight, and the relationship is present regardless of the level of intake of free sugars. The excess body weight associated with free sugars intake results from excess energy intake.

CONSUMO DI ZUCCHERI IN EUROPA 

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Italia ADULTI 82,5 g/die 14,5%En BAMBINI 96,8g/die 15,6 %En Olanda ADULTI 117 g/die 20,5%En BAMBINI 143 g/die 25,8 %En Belgio ADULTI 115 g/die 19,9%En BAMBINI 150 g/die 24,5 %En

Sono stati effettuati diversi studi sul consumo di zuccheri semplici sia negli adulti che nei bambini e le conclusioni di questi studi sono che il consumo eccessivo di zuccheri, soprattutto quelli semplici, è associato ad un aumento del peso corporeo (sia nei bambini che negli adulti) che ha un effetto sull’insorgenza di patologie cronico-degenerative, in particolare patologie cardiovascolari. Sulla base di queste evidenze, il WHO ha dato queste indicazioni raccomandando di ridurre il consumo di zuccheri e di portarlo ad una quantità inferiore al 10% dell’energia giornaliera cercando di arrivare addirittura al 5%.

Quindi ci sono delle linee guida a livello mondiale che sono ancora più restrittive rispetto alle indicazioni fornite dai LARN. I livelli medi di zuccheri assunti dalla popolazione italiana corrispondono a circa il 15% dell’energia giornaliera e quindi siamo in linea con quelle che sono le linee guida italiane anche se siamo un po’ al limite, ma siamo sopra i valori suggeriti dal WHO. In questo studio vengono riportati anche i dati relativi ad altri paesi europei, la maggior parte di questi è in linea con i valori italiani, mentre l’olanda e il Belgio si differenziano per la presenza di valori molto alti (2026%). Si è visto che una delle maggiori fonti di zucchero, soprattutto per i bambini, sono le bevande zuccherate perché in esse sono presenti tantissimi zuccheri semplici. Considerando che ogni cucchiaino sono 5g, una lattina di Fanta apporta circa 41g di zuccheri semplici e quindi copre da sola gran parte del fabbisogno di zuccheri semplici da assumere nell’arco della giornata per un bambino.

Oltre alla quantità di zuccheri semplici, da parte dei LARN e della comunità scientifica c’è un’altra preoccupazione riguardante un particolare zucchero che è il fruttosio.

FRUTTOSIO Il fruttosio è un monosaccaride ed ha la caratteristica peculiare di presentare un elevato potere edulcorante, maggiore anche del saccarosio. È facilmente ottenibile partendo ad esempio dall’amido di mais e viene molto utilizzato come additivo sia nei prodotti da forno che soprattutto nelle bevande. Gran parte delle bevande infatti presentano come dolcificante lo sciroppo di fruttosio. Negli ultimi anni l’utilizzo del fruttosio è aumentato in maniera significativa e questo ha destato preoccupazione da parte della comunità scientifica. Perché? Il fruttosio può essere assunto come dolcificante di alimenti o attraverso la frutta che lo contiene naturalmente oppure dall’idrolisi del saccarosio.

Questo può entrare facilmente all’interno delle nostre cellule attraverso il trasportatore GLUT5 e quindi viene facilmente assorbito.

Metabolismo del fruttosio nel fegato Una volta che viene assorbito il fruttosio, gran parte del suo metabolismo avviene a livello epatico. Il fegato rappresenta il sito principale di metabolismo del fruttosio (75%), in piccola parte nel muscolo. Nel fegato il fruttosio va incontro alla normale glicolisi. Uno step molto importante della glicolisi è quello regolato dall’enzima fosfofruttochinasi che può essere inibito in maniera allosterica dalla carica energetica cellulare (quando ci sono elevati livelli di ATP). Questo step determina il procedere della glicolisi oppure la sua inibizione nel momento in cui la cellula ha già sufficienti molecole di ATP. Il fruttosio, prima di entrare nella via della glicolisi, deve subire una fosforilazione in posizione 1 da parte di un enzima fruttochinasi. A questo punto il fruttosio 1-fosfato subisce una scissione aldolica in due molecole a 3 atomi di carbonio che sono la gliceraldeide e il diidrossiacetonfosfato. In questo modo anche il fruttosio può essere utilizzato a scopi energetici da parte della cellula.

1. La Fruttochinasi fosforila il fruttosio a F1P. 2. F1P è convertito in diidrossiacetonfosfato e gliceraldeide dall’enzima Aldolasi B (scissione aldolica). 3. La gliceraldeide è fosforilata a Gliceraldeide 3-P dall’enzima Triosokinase. 4. Quindi viene immesso nella glicolisi formando piruvato oppure può essere convertito in glicerolo e glicerolo 3-P glucosio, glicogeno, lattato e piruvato.

Una volta ottenuto dalla glicolisi, il piruvato può seguire diversi destini a seconda delle esigenze cellulari. Può essere convertito il acetil-CoA e come tale entrare nel ciclo di Krebs per essere degradato a CO₂ con produzione di ATP.

In situazione di necessità il piruvato può seguire la via della gluconeogenesi e quindi essere riconvertito in glucosio e come tale essere immesso in circolo oppure essere utilizzato per la sintesi di glicogeno. Se l’Acetil-CoA è in eccesso può essere utilizzato come precursore per la sintesi di Acil-CoA andando a sintetizzare trigliceridi. Normalmente il fruttosio viene facilmente gestito ed utilizzato. Inoltre, rispetto al glucosio e ad altri zuccheri semplici, il fruttosio ha dei vantaggi perché non induce un aumento della glicemia postprandiale o se la induce è molto bassa e di conseguenza non induce una risposta insulinemica. Questo rappresenta un aspetto sicuramente positivo e pertanto il fruttosio è utilizzato come dolcificante anche per i soggetti diabetici, perché l’aumento di glicemia è assente oppure molto limitato. Inoltre, si è visto che se consumato in piccole dosi può avere altri effetti positivi oltre quelli appena citati. Ad esempio, si è visto che è in grado di stimolare il metabolismo del glucosio andando ad attivare l’uptake di questa molecola da parte del fegato. Ciò è possibile grazie alla stimolazione dell’attività della chinasi che fosforila il glucosio, questo causa un aumento della capacità del fegato di captare glucosio dal circolo sanguigno ed inoltre aumenta l’attività della glicogeno-sintasi, stimolando la via di conservazione del glucosio in forma di glicogeno. Questi sono tutti fattori caratterizzanti il fruttosio che migliorano un po’ la capacità di controllare la glicemia presente in un soggetto diabetico.

ASSUNZIONE DI PICCOLE DOSI DI FRUTTOSIO (...