Biochimica applicata allo sport: il ruolo delle vitamine essenziali

VITAMINE

Si pensava che le vitamine fossero ammine per la vita, in realtà non lo sono. Le vitamine hanno diversi tipi di natura chimica, sono molecole organiche essenziali, idrosolubili e liposolubili, necessarie in piccola quantità per il benessere o la sopravvivenza dell'organismo. Non costituiscono parte del gruppo dei macronutrienti come acqua, glucidi, lipidi e proteine, ma dei MICRONUTRIENTI. Quasi tutte le vitamine sono precursori dei coenzimi. Sono coinvolte in quasi tutte le reazioni metaboliche, perché spesso trasformate in coenzimi. La maggior parte degli enzimi hanno bisogno di un supporto, fornito dalle molecole coenzimatiche che partecipano in genere al meccanismo della reazione, ma partecipando subiscono una trasformazione che è temporanea, perché al termine della reazione ritornano nella forma chimica originaria; sono poi pronti ad affrontare un nuovo ciclo di trasformazione. Per cui i coenzimi sono necessari e quasi tutti derivano da vitamine cioè da sostanze che in buona parte non siamo in grado di sintetizzarli e introducibili con l'alimentazione. La mancanza di una o più vitamine può causare sindromi da carenza che possono essere anche molto gravi. La natura chimica delle vitamine può essere caratteristica di un gruppo e di un altro: ci sono vitamine indrosolubili che si sciolgono nei solventi acquosi e ciò significa che il loro passaggio con il cibo, dato l'ambiente acquoso del lume intestinale, non sarà difficile, l'assorbimento non sarà complesso e neanche il loro trasporto attraverso il sangue che è un fluido a base acquosa. Un po' diverso il discorso per le vitamine liposolubili che hanno una natura chimica idrofobica, quindi non hanno affinità per l'acqua, per i solventi acquosi e perciò devono essere, nel circolo sanguigno, veicolate alle proteine di trasporto che consentono la loro solubilità. Le quantità sono piccole e diverse: ci sono alcune vitamine il cui apporto dev'essere nell'ordine dei milligrammi quindi 10-3g, molte sono nell'ordine di 10-0g (microgrammi) e addirittura qualcuna può essere nell'ordine dei 10-9g (nanogrammi). Nonostante queste piccole quantità questi micronutrienti sono molto importanti. Data le piccole concentrazioni, si potrà stabilirne l'assetto con un prelievo ematico o con dosaggi biochimici. Avendo a che fare con quantità di molecole molto più piccole, bisognerà trovare un sistema che in genere non rappresenti un dosaggio diretto, perché non tutti i metodi strumentali hanno la sensibilità di poter migliorare queste quantità: alcune tecniche lo consentono ma magari non possono essere applicate oppure non esistono tecniche così sensibili da poterle misurare. Ciò che interessa a noi, è capire se il bisogno di quella determinata vitamina è coperta o meno con l'alimentazione. Per la maggior parte delle vitamine idrosolubili, non è possibile costituire dei depositi [scorte] nell'organismo, perciò quotidianamente bisognerà introdurre le vitamine con l'alimentazione. Quando una sostanza [molecola] non può essere sintetizzata dall'organismo, ma introdotta con l'alimentazione viene definita vitamina essenziale. - > Sostanza o composto essenziale = l'essere umano non è in grado di sintetizzarla, ma l'apporto è garantito attraverso l'alimentazione. Invece per le vitamine liposolubili e la vitamina C (tra le idrosolubili) è possibile costituire delle scorte nell'organismo. I depositi non devono essere troppo ingenti altrimenti può generarsi il problema di tossicità d'accumulo; cio significa che c'è un limite minimo e un limite massimo di introduzione. Ciò che è importante quindi ha capire se l'apporto alimentare di tutte le vitamine è sufficiente o meno, ovvero se le necessità biochimiche dell'organismo sono soddisfatte o se si è verificata una situazione di carenza (la quantità è presente ma non sufficiente a coprire i bisogni) oppure se c'è una totale assenza. Tutte queste condizioni rientrano in uno stato di malnutrizione. Non è detto che ci siano delle tecniche abbastanza sensibili per misurare la quantità circolante della vitamina; soprattutto per le vitamine liposolubili [possono costituire scorte], in circolo non si ritrovano mai quantità molto elevate, quindi anche se si utilizzasse una tecnica sensibile per misurare la quantità circolante, ci si potrebbe trovare una quantità che non conferma la presenza di scorte sufficienti.

Approcci per la valutazione delle vitamine

Ci sono tre tipi di approcci che hanno un'accuratezza man mano crescente:

• il primo approccio si basa sull'uso di questionari -> i pazienti per i quali si voglia stabilire l'apporto di vitamine, vengono interrogati sulla composizione dei pasti e sulla frequenza con cui determinati alimenti 2compaiono nell'alimentazione. È un approccio meno rigoroso perché la compilazione di un questionario fa sempre riferimento alla memoria.

Serve soprattutto quando si deve stabilire il consumo medio di una popolazione. I LARN ad esempio, sono i livelli di assunzione raccomandati dai nutrienti, che si ritrovano sulle etichette di tutti i prodotti alimentari. Sono dei valori medi, stabiliti in genere usando i questionari per captare la percentuale di popolazione, che con le proprie abitudini alimentari riesce a coprire i bisogni. I LARN sono un valore medio di riferimento con il quale bisogna confrontarsi, infatti il valore dei LARN deve essere confrontato con la specifica costituzione metabolica del singolo individuo: fare una dieta individualizzata richiede la conoscenza di parametri del soggetto che si ha difronte, i quali possono essere diversi rispetto a quelli della media della popolazione. I LARN quindi possono non essere sempre la misura adeguata per le singole persone, perché ogni individuo ha un tipo di metabolismo diverso, un tipo di attività fisica o lavorativa diversa e le risposte alla medesima quantità fornita possono essere diverse. I LARN possono variare tra paese e paese. *le parole nutrienti e alimenti non sono sinonimi = gli alimenti sono ciò che consumiamo, possono essere consumati crudi, possono subire delle operazioni di cottura o di conservazione, e negli alimenti si ritrova una gamma di nutrienti che sono i principi e molecole di un tipo presenti in quell'alimento.

• Test biochimici, diretti o indiretti sono utilizzati per conoscere bene la situazione dell'individuo e per poter definire il quadro. È il secondo approccio, quello più preciso in cui vi è l'utilizzo di test analisi-biochimiche. Fondamentalmente sono dosaggi enzimatici o anche misurazione dirette. Con la misurazione diretta e con l'utilizzo di una tecnica strumentale, si potrà dosare la quantità della sostanza del nutriente presente nell'organismo. In genere il tessuto in cui si vanno ad eseguire queste misurazioni è il sangue perché è il più semplice, si fa un normale prelievo venoso. In alcuni casi, per determinate situazioni si deve passare ad un prelievo bioptico in cui si prende un pezzettino di organo nello specifico e si va a vedere se quel nutriente è presente e se la riserva è adeguata. Nella misurazione indiretta invece, si utilizzerà una reazione enzimatica, in cui essa è utilizzata. I passaggi di questa variazione che si va a misurare sono: si segue una determinata reazione enzimatica in cui il coenzima proviene dalla vitamina che si vuol dosare; questa reazione può essere seguita nel sangue del soggetto e lo si può fare purché il prelievo sia stato eseguito poco tempo prima. Dopodiché nella stessa prova, stabilito il valore di concentrazione del coenzima si aggiunge una quantità nota dello stesso coenzima di interesse. Aggiungendo una quantità nota del coenzima che interessa dosare e ri-misurando la medesima reazione enzimatica, se non ci sono differenze fra quella precedente all'aggiunta e quella successiva, vuol dire che il coenzima della vitamina di interesse è in grado di soddisfare i bisogni. Se invece l'aggiunta di una quantità nota fa variare la quantità di substrato o la velocità della reazione misurata, almeno del 15% vuol dire che l'aggiunta è servita a far lavorare meglio l'enzima e quindi che il coenzima non era in quantità sufficienti per il bisogno. In questo modo si sta utilizzando un passaggio indiretto, non si misura la concentrazione del sangue di quella specie molecolare ma si verifica il suo effetto ovvero se la sua quantità è sufficiente a far procedere alla massima velocità possibile una reazione enzimatica o meno -> se l'aggiunta ha cambiato il paramento della reazione seguita, almeno del 15% vuol dire che c'è un deficit nutrizionale. Questo è anche un modo per scoprire carenze nutrizionali, laddove non ci sono ancora sintomi clinici conclamati; si rilevano dei deficit nutrizionali subclinici, in cui il bisogno non è coperto però la situazione non è ancora così grave da generare la comparsa di sintomi.
• Ultimo approccio è il più rigoroso, che tutti vorrebbero evitare ovvero quando ci si ritrova difronte a dei sintomi clinici molto precisi e chiari che consentono di identificare quella patologia come unica carenza nutrizionale, che sarà più grave.

LIVELLI DI ASSUNZIONE DI RIFERIMENTO DEI NUTRIENTI (LARN)

I LARN sono stabili in genere, in base ai questionari. È la quantità dei vari principi nutritivi da assumere giornalmente per soddisfare le necessità dell'organismo nel 95% delle persone sane della popolazione. Le vitamine, come tutti i nutrienti, hanno cambiato il modo di vedere la nutrizione perché un tempo era il modo in cui fornire energia e substrati ad un soggetto; ad oggi il termine nutrizione sta ad identificare la fornitura di nutrienti che servono a mantenere il soggetto in buona salute, in uno stato di benessere. Non si è ancora arrivati allo stadio in cui l'alimentazione può costituire una terapia medica: non si può usare un alimento per curare una malattia che è già presente, ma ciò che l'alimento o l'integratore fa, è ridurre la gravità dei sintomi, ritardare la loro comparsa e coadiuvare la terapia farmacologica. 3Il primo approccio è quello un po' meno rigoroso perché ci sono una serie di problemi:

• Le determinazioni indirette quelle in cui i deficit sono subclinici, non sono accompagnati dalla comparsa di sintomi, che possono anche far riferimento a test biochimici, però siccome sono eseguiti anche con la stessa metodica, in sedi diverse e con diversi apparecchi, danno dei valori che possono anche essere diversi individualmente. Le determinazioni singole, eseguite in condizioni diverse, danno tanti valori che si devono tutti riunire, ad esempio, nel gruppo dei valori in cui non è coperto il bisogno, in cui c'è una carenza nutrizionale ma subclinica. Questo per far capire che i LARN {in cui si trova un numero unico}, per percepire il deficit nutrizionale saranno coperti da un intervallo di misurazione che va da un minimo e da un massimo, tutti corrispondenti a carenza di sintomi radiologici.
• I LARN sono valori di riferimento, un valore medio, che non necessariamente corrispondono alle situazioni dei singoli. Tra l'altro ci possono essere situazioni di stili di vita, tipo di attività lavorativa, attività fisica sportiva, per cui un gruppo di soggetti con queste caratteristiche, con un proprio stile di vita, evidentemente avrà delle richieste diverse rispetto a quelle dei LARN;
• In soggetti sani, a causa di deficit nutrizionali, si possono instaurare patologie diverse per le variabilità della risposta individuale. Ad esempio: la carenza di Vitamina C in un soggetto se l'apporto quotidiano è di 30mg, il suo bisogno è coperto, in un altro soggetto si può trovare che non è coperto il bisogno e compaiono determinati sintomi che puo essere l'insonnia.

Fonti alimentari di vitamine

Le fonti alimentari introdotte nella dieta devono essere molto varie per fornire tutti i nutrienti necessari, poiché non esiste un alimento globalmente completo. Principali sorgenti alimentari di vitamine: dalla tiamina alla Vitamina C sono vitamine idrosolubili, la vitamina A, D e K sono liposolubili.

• TIAMINA -> cereali, fegato, uova, maiale, lievito
• RIBOFLAVINA -> latte, formaggio, uova, getto, carne, lievito
• NIACINA -> fegato, carne, legumi, verdura fresca
• PIRIDOSSINA -> farina, uova, spinaci, ampiamente distribuita in molti alimenti
• Vit B12 -> alimenti di origine naturale
• FOLATI -> tutte le verdure in foglia, fegato, rene
• PANTOTENATO -> latte, carne, verdure, incluse le patate
• BIOTINA -> uova, latte, tè, alcune bevande alcoliche, prodotti di pasticceria
• Vit C -> patate (specialmente le novelle), verdure in foglia, peperoni, agrumi. Viene aggiunta ad alcuni succhi di frutta ed è usata come additivo nell'industria alimentare
• Vit A -> latte, formaggio, burro

Ci sono alcuni elementi portatori di diverse vitamine come per esempio il LATTE: ciò da un indicazione sulla completezza di quell'alimento e quindi buona norma introdurlo nell'alimentazione. Ci sono alimenti che in genere corrispondono ad organi in cui il metabolsimo è molto attivo, il fegato ad esempio è il laboratorio biochimico di tutto il corpo umano e anche degli animali e quindi è un organo in cui si svolgono tante reazioni biochimiche e per questo è in grado di fornire poi le vitamine da cui derivano i coenzimi per il metabolismo energetico. La vitamina B12 è importante perché è coinvolta in poche reazioni che però sono fondamentali. È presente solo negli alimenti di origine animale quindi chi decide di seguire un reagire alimentare vegano, più o meno rigido, dovrà assolutamente introdurre la vitamina B12 con integratori, come anche altre vitamine che un'alimentazione vegana non fornisce in quantità sufficiente. Le proteine di origine animale e quelle di origine vegetale non hanno lo stesso valore biologico: quelle di origine animale contengono tutti gli amminoacidi essenziali (che non siamo in grado di sintetizzare) nelle quantità necessarie per coprire il bisogno; le proteine di origine vegetale invece mancano di apporti significativi di alcuni amminoacidi essenziali soprattutto metionina e lisina. La scelta degli alimenti quindi deve essere appropriata e bisogna conoscere la composizione degli alimenti perché se sono carenti di qualcosa, quella carenza deve essere coperta con l'introduzione per esempio di integratori. La Vitamina D è sintetizzata nel nostro organismo ma c'è necessità di un'esposizione sufficiente alla luce solare e ai raggi UV di tipo B perché questo irraggiamento fa sì che avvengano delle reazioni fotochimiche cioè da un precursore inattivo presente nell'organismo, si passi alla forma attiva della vitamina. Se questo non accade, per ridotta esposizione, diventa molto importante la somministrazione di Vitamina D già pronta attraverso l'attivazione. 4