UDA 6 – Principi nutritivi e digestione

Capitolo 5 – Acqua, micronutrienti e molecole bioattive

1. L’acqua

Il corpo umano di un adulto è costituito per circa il 60% da acqua, che si trova principalmente all’interno delle cellule (acqua intracellulare).

L’acqua svolge varie funzioni fondamentali per la vita dell’uomo e per il corretto funzionamento del suo metabolismo.

  • Funzione solvente. L’acqua è il mezzo in cui le molecole idrofile come minerali, glucidi, proteine e vitamine idrosolubili si solubilizzano.

  • Funzione di trasporto. Grazie all’acqua i nutrienti vengono trasportati all’interno delle cellule e i prodotti di scarto del metabolismo vengono trasportati all’esterno.

  • Funzione termoregolatrice. L’acqua interviene nel processo di regolazione della temperatura corporea, per esempio dissipando il calore eccessivo attraverso la sudorazione.

  • Intervento nei processi metabolici e digestivi. L’acqua interviene in svariati processi metabolici che coinvolgono gli enzimi. È inoltre una componente della saliva, del succo gastrico e degli altri succhi digestivi, e facilita il transito degli alimenti lungo il tubo digerente. Infine è fondamentale per l’assorbimento dei nutrienti e per l’eliminazione di composti tossici attraverso le urine.

  • Altre funzioni. L’acqua lubrifica le articolazioni, protegge gli organi delicati come l’occhio, il cervello e l’orecchio e mantiene la pelle e i tessuti turgidi ed elastici.

L’equilibrio idrico

La quantità di acqua presente all’interno dell’organismo umano viene mantenuta costante mediante il continuo bilanciamento delle entrate e delle uscite idriche. 

Le entrate idriche sono costituite per circa il 60% dalle bevande e per circa il 40% dall’acqua contenuta negli alimenti solidi, principalmente vegetali. Una piccola parte viene prodotta dalle reazioni metaboliche

Le uscite idriche sono rappresentate principalmente dalle urine, e in minor quantità dall’acqua dissipata con la sudorazione, la respirazione e dalla quota contenuta nelle feci. Quando il bilancio idrico non è in pari si possono avere i fenomeni di:

  • disidratazione, che provoca mal di testa, secchezza alle fauci, perdita di appetito, affaticamento, crampi muscolari e svenimenti, dovuti alla elevata concentrazione di sodio nel plasma, che attiva lo stimolo della sete e inibisce la diuresi;

  • iperidratazione, che comporta emicrania, confusione, affaticamento e in casi gravi alterazioni del sistema nervoso centrale, che viene compensata con l’aumento della produzione di urine.

Il fabbisogno di acqua

Un individuo adulto necessita di circa 1 mL di acqua per ogni kcal introdotta attraverso l’alimentazione. 

Da qui deriva l’indicazione giornaliera di consumare 2 litri di acqua per le donne (il cui fabbisogno energetico medio è stimato intorno alle 2000 kcal) e 2,5 litri per gli uomini, che hanno un fabbisogno energetico medio di 2500 kcal.

Gli sportivi hanno un fabbisogno idrico maggiore, a causa della sudorazione. In generale per un’attività sportiva di durata inferiore a un’ora la semplice assunzione di acqua è sufficiente a compensare le perdite di liquidi per sudorazione; per attività sportive intense o di durata superiore si deve provvedere anche a ripristinare il glucosio consumato e i sali minerali (elettroliti) persi.

2. I micronutrienti

Con il termine micronutrienti si intende un gruppo di sostanze che non forniscono energia ma sono necessarie per lo svolgimento delle funzioni vitali dell’organismo.

Le quantità necessarie al fabbisogno sono molto piccole rispetto ai macronutrienti (glucidi, protidi e lipidi), infatti vanno da pochi milligrammi (mg) a pochi microgrammi (μg).

Al gruppo dei micronutrienti appartengono vitamine e sali minerali, che dal punto di vista chimico sono sostanze molto diverse tra loro.

Le vitamine

Le vitamine sono micronutrienti essenziali che regolano alcune reazioni metaboliche dell’organismo svolgendo il ruolo di coenzimi.

Quando una determinata vitamina è presente in quantità insufficienti nell’organismo, si ha una condizione di ipovitaminosi; in casi rari, in cui una vitamina è totalmente assente, si arriva all’avitaminosi.

Le vitamine sono divise in due gruppi: vitamine idrosolubili e vitamine liposolubili.

  • Le vitamine idrosolubili vanno assunte giornalmente con l’alimentazione perché non sono accumulabili dall’organismo. Appartengono a questo gruppo le vitamine del gruppo B e la vitamina C.
  • Le vitamine liposolubili vengono assorbite insieme ai grassi alimentari e accumulate nel fegato; la loro carenza, quindi, si manifesta in seguito a mancata assunzione per tempi lunghi. Fanno parte di questo gruppo le vitamine A, D, E e K.
Vitamina Fonti alimentari Funzioni Carenza
VITAMINE IDROSOLUBILI
B1 – tiamina cereali integrali, legumi,
carne, lievito di birra
funzionamento del tessuto nervoso beri-beri
B2 – riboflavina cereali integrali, fegato, carne, lievito di birra, latte e uova stato di salute di pelle e mucose alterazione di pelle, mucose e apparato digerente
B3 o PP – niacina alimenti di origine animale metabolismo di glucidi, proteine e lipidi pellagra
B5 – acido pantotenico alimenti di origine
animale e vegetale
costituente del CoA si manifesta raramente
B6 – piridossina carne, pesce e legumi metabolismo di glucidi proteine e lipidi si manifesta raramente
B8 o H – biotina svariati alimenti di origine animale e vegetale metabolismo di glucidi e lipidi si manifesta raramente
B9 – acido folico verdure a foglia verde, legumi, frattaglie, uova accrescimento embrionale malformazioni congenite (spina bifida)
B12 – cobalamina alimenti di origine animale metabolismo di lipidi, proteine e acidi nucleici anemia perniciosa
C – acido L ascorbico frutta e verdura interviene nelle reazioni metaboliche, azione antiossidante e immunostimolante scorbuto
VITAMINE LIPOSOLUBILI
A – retinolo alimenti di origine animale e vegetale, in particolare di colore arancione-rosso (carotenoidi) risposta immunitaria, integrità dei tessuti, differenziazione cellulare e protezione della vista problemi alla vista fino alla cecità
D – calciferolo latte e derivati, pesce, uova, olio di fegato di pesce. Necessaria esposizione a raggi UV favorisce la mineralizzazione delle ossa rachitismo e osteomalacia
E – tocoferolo oli vegetali antiossidante difetti dello sviluppo e del metabolismo
K – fillochinone alimenti di origine vegetale, sintetizzata dai microrganismi intestinali coagulazione del sangue emorragie

La vitamina C (o acido ascorbico) e la vitamina E sono spesso usati nell’industria alimentare come additivi, allo scopo di ritardare l’ossidazione degli alimenti.

I sali minerali

Si tratta di sostanze essenziali che l’uomo non è in grado di sintetizzare e vanno pertanto introdotte con un’alimentazione varia ed equilibrata per evitare fenomeni di carenza o eccesso. Oltre che con gli alimenti, i sali minerali sono introdotti bevendo acqua.

Alcuni fattori antinutrizionali riducono l’assorbimento di sali minerali. Si parla quindi di biodisponibilità di un sale minerale, cioè della percentuale di esso che viene realmente assorbita dall’organismo.

I sali minerali svolgono funzioni fondamentali per l’organismo umano, per esempio sono costituenti di denti e ossa, regolano l’equilibrio idrosalino, sono cofattori di molti enzimi, regolano i processi metabolici.

In base al fabbisogno dell’organismo, i sali minerali possono essere classificati in:

  • macroelementi, che vanno introdotti in quantità discrete (grammi o decimi di grammo), come il calcio, il fosforo, il magnesio, il sodio, il potassio, il cloro e lo zolfo;

  • oligoelementi o microelementi, che sono presenti in tracce, e il cui fabbisogno si aggira nell’ordine dei milligrammi o microgrammi, distinti in essenziali (come ferro, rame, zinco, fluoro, iodio, selenio, cromo e cobalto), probabilmente essenziali (come manganese, silicio, nichel e vanadio) e potenzialmente tossici (come arsenico, cadmio e mercurio), che si trovano naturalmente in quantità molto basse, ma se presenti in quantità elevate (per esempio a causa dell’inquinamento ambientale) possono provocare gravi danni all’organismo.

Il ferro si presenta in due varianti, ferro eme e ferro non eme. Il ferro eme è facilmente assorbito dall’organismo (si dice che è biodisponibile), costituisce l’emoglobina e si lega all’ossigeno del sangue. 

Il ferro non eme invece non è biodisponibile e necessita dell’acido ascorbico (vitamina C) per essere assorbito.

L’assorbimento dei macroelementi avviene a livello dell’intestino tenue, ma è ostacolato dalla presenza di fattori antinutrizionali come fitati (che riducono l’assorbimento di ferro), ossalati (del calcio), sostanze gozzigene contenute in cavoli e broccoli (che riducono l’assorbimento di iodio) e da un’elevata assunzione di bevande alcoliche.

3. I radicali liberi, lo stress ossidativo e gli antiossidanti

I radicali liberi sono molecole altamente reattive che si possono formare in seguito alle reazioni metaboliche di ossidazione dei nutrienti. Un eccesso di queste molecole può generare quello che comunemente si chiama stress ossidativo, cioè stati infiammatori e invecchiamento, che nel lungo periodo causano malattie degenerative come il morbo di Parkinson e quello di Alzheimer, e aterosclerosi. 

Il corpo in genere produce molecole in grado di combattere i radicali liberi chiamate antiossidanti endogeni, ma in alcuni casi queste non sono sufficienti, per esempio in caso di diete ipercaloriche, alimentazione non equilibrata (eccesso di grassi e zuccheri, carenza di micronutrienti), stress, tabagismo, esposizione prolungata al Sole e all’inquinamento atmosferico.

Per questo motivo seguire una dieta equilibrata, assumere 5 porzioni di frutta e verdura al giorno e cereali integrali, ridurre il consumo di alcolici e fare attività fisica moderata sono il sistema che garantisce il giusto apporto di antiossidanti. Gli antiossidanti introdotti con la dieta possono essere di diversi tipi:

  • vitamine, come la vitamina A (e il suo precursore beta-carotene), le vitamine E e C;

  • sali minerali, come selenio, manganese, rame e zinco;

  • molecole bioattive ad azione antiossidante, come polifenoli, carotenoidi, composti organici solforati e glucosinolati.
Tipologia di antiossidante Fonti alimentari
vitamine • vitamina A: fegato, latte, uova, frutta e verdura di colore rosso, giallo e arancione
• vitamina C: agrumi, ribes, kiwi, peperoni, pomodori, spinaci, cavoli, asparagi
• vitamina E: oli vegetali, olio di girasole, di mais e di soia, frutta secca
sali minerali • selenio: pesce, pollame, latte, cereali
• manganese: tè, zenzero, germe di grano, spezie, erbe aromatiche
• rame: fegato, molluschi, frutta secca, legumi
• zinco: latte, frutti di mare, agnello, tacchino, legumi
polifenoli • flavonoidi: cacao in polvere, frutti di bosco, soia
• acidi fenolici: semi di lino, noci, olive
• lignani: olio di sesamo e di lino, olio di oliva
• stilbeni: vino rosso, uva nera, frutti di bosco
carotenoidi frutta e verdura di colore rosso/arancio e verdura a foglia verde
composti solforati acido lipoico: patate, broccoli, spinaci, carni rosse, fegato

4. Le molecole bioattive

Le molecole bioattive sono sostanze non nutritive che possono avere effetti positivi o negativi sugli organismi umani. Quelle contenute nei vegetali sono chiamate anche fitocomposti e comprendono:

  • polifenoli, distinti in flavonoidi e non flavonoidi, che svolgono un ruolo preventivo nello sviluppo delle malattie cardiovascolari e neurodegenerative e possiedono attività antitumorale e antinfiammatoria;

  • carotenoidi, che mostrano attività antitumorale e prevengono le malattie cardiovascolari; inoltre influiscono positivamente sul sistema immunitario;

  • composti organici solforati, cioè contenenti zolfo, che hanno una azione battericida e fungicida, e antitumorale, riducono il colesterolo cattivo (LDL) o migliorano l’assorbimento del glucosio;

  • fitosteroli, che contrastano le malattie cardiovascolari attraverso la riduzione del livello di LDL.

I cinque colori della salute

La presenza di molecole bioattive determina il colore dei vegetali. 

Per questo motivo le linee guida per una sana alimentazione consigliano di consumare 5 porzioni al giorno di frutta e verdura di colori differenti, in modo da garantire il giusto apporto di antiossidanti. Le porzioni consigliate per un adulto con un fabbisogno calorico medio possono essere ripartite come segue.

  • Frutta fresca: 2-3 porzioni da 150 g al giorno. Una porzione corrisponde a un frutto medio (pera, mela, arancia) o due frutti piccoli (albicocche, susine, mandarini).

  • Verdura fresca: 2-3 porzioni da 200 g al giorno (una porzione equivale a 1-2 pomodori, 2-3 carote, 1 finocchio, 1-2 zucchine ecc.) oppure 80 g di insalata a foglia.

5. I fattori antinutrizionali

I fattori antinutrizionali (o antinutrienti) comprendono molecole di varia natura presenti negli alimenti in quantità variabile che possono interferire con l’assorbimento di alcuni nutrienti o possono essere tossiche se assunte in dosi elevate.

Tra questi ci sono i fattori antinutrizionali contenuti nei legumi eliminabili con ammollo e cottura.


Fattore antinutrizionale Fonti alimentari Effetti
inibitori delle proteasi legumi riducono l'utilizzo delle proteine
lectine legumi
provocano disturbi ematici
inibitori delle amilasi legumi
riducono l'utilizzo dell'amido
tannini legumi
interferiscono con l'assorbimento delle proteine
fitati legumi
riducono l'assorbimento di Ca e Fe
saponine legumi
provocano emolisi, a bassa concentrazione sono ipocolesterolemizzanti       
latirogeni legumi
causano latirismo
ossalati spinaci, bietola si legano al calcio, causando calcoli renali
alcaloidi (solanina) patate, melanzane, pomodori verdi provocano infiammazione della mucosa dello stomaco
composti gozzigeni (goitrina) broccoli, cavolfiori, cavoli, legumi causano ipotiroidismo e gozzo
nitriti e nitrati vegetali a foglia si legano alle ammine formando le nitrosammine, cancerogene

Mettiti alla prova

1. Leggi il testo, individua i 3 errori e correggili.


a. Le vitamine liposolubili (ovvero le vitamine del gruppo B e la vitamina C) possono essere accumulate nel nostro corpo.

b. Le vitamine idrosolubili (vitamina A, D, E e H) possono essere accumulate nell’organismo, e vengono assorbite in particolare dalla pelle e dal fegato.

2. Completa la tabella.


Vitamina

Funzioni

Fonti alimentari

vitamina A

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vitamina D

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vitamina C

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ferro

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carotenoidi

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3. Vero o falso?


a. Le vitamine del gruppo B sono liposolubili.

  •   V       F   

b. La vitamina C stimola il sistema immunitario.

  •   V       F   

c. La vitamina E è un potente antiossidante.

  •   V       F   

d. Il ferro eme ha maggiore biodisponibilità.

  •   V       F   

e. Il fabbisogno di microelementi è dell’ordine dei grammi.

  •   V       F   

f. Un eccesso di radicali liberi può causare la condizione chiamata stress ossidativo.

  •   V       F