Biochimica della nutrizione, lezione 31, Unibo

Introduzione al corso di Biochimica della Nutrizione

Anna Bertolotti Alessia Maria Argatu Luca Bruno Cavaliere 06/05/2023 Biochimica della nutrizione, lezione 31 Prof. Carla Pignatti

La professoressa annuncia l'inizio del modulo di biochimica della nutrizione, che conclude il percorso nell'apprendimento della biochimica generale e metabolica. Questa parte può essere correlata alle nozioni già apprese di biochimica metabolica e delle vie metaboliche dell'organismo intero, strettamente legate allo stato di nutrizione. Le vie metaboliche che avvengono dopo un pasto sono infatti antitetiche rispetto a quelle che avvengono a digiuno: già questo può dare un'idea di quanto la nutrizione possa condizionare il metabolismo generale e gli aspetti che vi sono collegati.

Contatti e Materiale Didattico

La mail della professoressa è carla.pignatti@unibo.it La professoressa annuncia che nei lunedì dopo la fine delle lezioni vi è una terza ora che può essere utilizzata dai docenti: lei la utilizza e la partecipazione è facoltativa. In questo tempo lei non va avanti con il programma ma chiarisce eventuali dubbi e ritratta aspetti non chiari. Lunedì 6 maggio la professoressa usa l'ora aggiuntiva per mostrare con slide la composizione degli alimenti, che lei dà per scontata. Presuppone inoltre che noi sappiamo quali sono gli alimenti che contengono le proteine, quali contengono lipidi o acidi grassi insaturi. La prof consiglia dunque di restare per chi ha dubbi e informa di avere già pubblicato su virtuale le slide a riguardo, oltre che ad altro materiale didattico come, per esempio, delle Review che riguardano questi argomenti.

Concetti Base e Aggiornamenti

La nutrizione parte da concetti base che riguardano alimenti e nutrienti, ossia le molecole che effettivamente l'organismo può utilizzare: si parte dunque trattando gli alimenti. La biochimica della nutrizione è molto studiata negli ultimi anni e di conseguenza vi sono continui aggiornamenti dei libri di testo che riguardano soprattutto aspetti come la nutrigenomica, ossia quella parte della biochimica che tratta l'effetto che hanno i nutrienti sul genoma.

Contenuti del Corso e Prevenzione

Nel corso verranno trattati i nutrienti, le loro funzioni, l'omeostasi energetica, la regolazione del bilancio energetico e delle vie dei sensori nutrizionali. Queste ultime sono le vie che fanno capire in che modo i nutrienti esercitano effetti favorevoli o non favorevoli sul nostro organismo. Tutto ciò riguarda lo stato di salute e aspetti molto importanti di prevenzione, alla quale la professoressa volge una particolare attenzione perché il nostro comportamento nutrizionale e l'attività fisica incidono molto sullo stato di salute. Purtroppo, non si presta ancora tanta attenzione ma le prospettive si traducono nello sviluppo o meno di patologie, strettamente legate alla nutrizione: è importante rendersene conto, secondo la professoressa non c'è ancora abbastanza consapevolezza. Alcune patologie molto comuni, come il diabete di tipo 2, vedono prospettive drammatiche (tra 20 anni 1 persona su 5 avrà il diabete).

Meccanismi Biochimici e Obiettivi Didattici

La prof.ssa si soffermerà in particolare sui meccanismi biochimici (la parola chiave è meccanismo, dobbiamo sapere quali sono i meccanismi) Per esempio, una dieta iperglucidica, ossia ricca di glucidi, può portare ad un aumento della trigliceridemia e ciò è ormai assodato. Noi dobbiamo riuscire a dare un'interpretazione e spiegare quali sono i meccanismi che portano una certa manifestazione clinica. Il suo obiettivo è quello di darci concetti che ci rimangano per il futuro e possano esserci utili per la futura professione.

Importanza di Alimentazione e Stile di Vita

Anna Bertolotti Alessia Maria Argatu Luca Bruno Cavaliere 06/05/2023 Biochimica della nutrizione, lezione 31 Prof. Carla Pignatti

Un'alimentazione corretta e uno stile di vita sano sono importantissimi: non c'è nessun altro intervento che possa avere un impatto così forte nella prevenzione dallo sviluppo di patologie croniche e che sia, soprattutto, privo di effetti collaterali.

Definizioni Chiave

Definizioni: Gli ALIMENTI o CIBI hanno valore perché l'organismo può ricavare da essi NUTRIENTI *(molecole). L'alimentazione è quindi necessaria per la nutrizione.

DEFINIZIONI: SCIENZA DELL'ALIMENTAZIONE: studia gli aspetti relativi alla composizione degli alimenti e alla loro validità nutrizionale anche al fine di indicarne le scelte più idonee per soddisfare i bisogni nutrizionali BIOCHIMICA DELLA NUTRIZIONE: studia le interazioni dei NUTRIENTI (energetici e non) con cellule e tessuti dell'organismo, le funzioni biochimiche di queste biomolecole e gli effetti sull' omeostasi metabolica (metabolomica) e sull'espressione genica (nutrigenomica) a livello molecolare. Studia inoltre i meccanismi biochimici attraverso i quali la nutrizione può influenzare lo sviluppo di talune patologie. *NUTRIENTI: Glucosio (e altri monosaccaridi), aminoacidi, acidi grassi, vitamine

Relazione tra Alimentazione e Nutrizione

L'alimentazione è necessaria per la nutrizione in quanto negli alimenti che compongono la nostra dieta sono presenti nutrienti, ossia molecole necessarie per l'organismo.

Ambiti della Scienza dell'Alimentazione e Biochimica della Nutrizione

La scienza dell'alimentazione riguarda la composizione degli alimenti e la loro validità nutrizionale. La biochimica della nutrizione riguarda gli aspetti biochimici dei nutrienti, ossia l'impatto che questi hanno sull'omeostasi metabolica (metabolomica) e sulla espressione genica (nutrigenomica)

Evoluzione della Disciplina

È un momento di grande sviluppo di questa disciplina perché fino a qualche anno fa la biochimica della nutrizione riguardava soprattutto l'identificazione dei nutrienti essenziali. Vi sono infatti alcuni nutrienti che non possono essere sintetizzati dall'organismo e pertanto vengono chiamati "essenziali", come, per esempio, acidi grassi essenziali e vitamine.

Correlazioni Nutrizione-Salute

Studio delle correlazioni NUTRIZIONE-SALUTE I NUTRIENTI contenuti negli alimenti influenzano l'omeostasi dell'organismo agendo sia indirettamente attraverso la produzione di biomolecole regolatorie (ormoni) e/o influenzando il microbiota, sia direttamente interagendo con specifici sensori nutrizionali (fattori di trascrizione, enzimi)

Nutrigenomica e Regolazione

NUTRIGENOMICA: studia l'influenza dei NUTRIENTI sull'intero genoma: Meccanismi di regolazione dell'omeostasi energetica e metabolica -Azione indiretta (ormoni) coordinatori dell'attività di cellule e tessuti -Azione diretta: NUTRIENTI Sensori cellulari Azione epigenetica; Vie dei sensori nutrizionali Geni Proteine Intermedi metabolici e attività enzimi Indiretto: secrezione ormoni modificazione del microbiota Diretto: Sensori cellulari, fattori di trascrizione

Ricerca e Lifespan

I ricercatori cercano di capire gli effetti di questi nutrienti su genoma e metabolismo per cercare di migliorare lo stato di salute, ossia la lifespan.

Durata e Qualità della Vita

Anna Bertolotti Alessia Maria Argatu Luca Bruno Cavaliere 06/05/2023 Biochimica della nutrizione, lezione 31 Prof. Carla Pignatti

La lifespan è la durata biologica della vita, che mediamente è di (20 anni: noi siamo organizzati per poter vivere così a lungo. In realtà la nostra aspettativa di vita è la life expectancy ed è diversa tra i vari paesi, in via di sviluppo e sviluppati; in Italia si aggira intorno agli 83 anni. La longevità è la possibilità di vivere più a lungo rispetto all'aspettativa di vita.

Determinanti della Salute

DETERMINANTI DELLA SALUTE Ogni individuo è responsabile per il 70% della propria salute e della qualità del proprio invecchiamento Stile di vita (60-80 %) Ambiente Comportamento Nutrizione Capitale genetico (20-30 %) Medicina Salute Durata e qualità della vita

Microbioma e Healthspan

*Microbioma: genoma complessivo dei microrganismi residenti * "Nell'intestino si trova la culla della morte e della vita" paracelso xvi sec. Bisogna soprattutto tener presente il concetto di healthspan. Sicuramente la nostra vita si è allungata molto negli ultimi anni, la scoperta di antibiotici ed interventi medici hanno fatto tanto ma purtroppo l'allungamento della vita non è andato di pari passo con la qualità di essa e della salute, ossia la healthspan. È proprio qui che bisogna intervenire perché purtroppo gli ultimi anni della vita sono periodi in cui non si vive in buona salute per la maggior parte della popolazione.

Stile di Vita Corretto per Qualità della Vita

UNO STILE DI VITA CORRETTO E' NECESSARIO NON SOLO PER PROLUNGARE LA DURATA DELLA VITA (Lifespan) MA ANCHE PER: MIGLIORARE LA QUALITA' DELLA VITA (Healthspan)

Definizioni di Durata della Vita

LIFESPAN: durata biologica della vita (la lifespan max è attualmente circa 122 anni*) LIFE EXPECTANCY: aspettativa di vita (attualmente in Italia in media circa 83 anni*) Developed countries: 77-90 years (e.g. Canada: 81.29 years, 2010 est.) Developing countries: 32-80 years (e.g. Mozambique: 41.37 years, 2010 est.) LONGEVITY: la possibilità di vivere più a lungo rispetto alla media della popolazione (life expectancy) per un certo contesto. La maggior parte degli individui ha un limite naturale alla longevità a causa dell'invecchiamento HEALTHSPAN: periodo della vita trascorso in buona salute (è pertanto più corta o al massimo uguale alla lifespan) YOUTHSPAN: periodo della massima funzionalità cellulare e minor incidenza di patologie (fino 40 anni) * Nei paesi occidentali ad alto reddito

Luoghi di Lunga Vita e Abitudini

Anna Bertolotti Alessia Maria Argatu Luca Bruno Cavaliere 06/05/2023 Biochimica della nutrizione, lezione 31 Prof. Carla Pignatti

Zone Blu e Alimenti Comuni

I LUOGHI DOVE SI VIVE PIÙ A LUNGO SARDEGNA ITALIA LEGUMI À MANDORLE . POMODORO NICOYA COSTA RICA OKINAWA GIAPPONE --- TOFU PATATA DOLCE IKARIA LOMA LINDA BANANE GRECIA CALIFORNIA PAPAYA --- FORMAGGIO FETA LEGUMI . PESCE FUNGHI + MELONE CEREALI INTEGRALI LIMONE PESCE & LEGUMI

L'immagine mostra i paesi in cui si vive più a lungo: ci sono le zone blu che riguardano anche parte dell'Italia (Sardegna). È molto studiata la popolazione di Okinawa in Giappone. Riguardo a queste zone blu come California, Grecia, Costa Rica, sono state studiate le caratteristiche e le abitudini della popolazione per evidenziare alcuni aspetti comuni e condizioni che bisognerebbe cercare di perseguire.

Attività Fisica e Modello Alimentare

Un esempio è l'attività fisica: bisognerebbe fare almeno 4000 passi al giorno con una velocità di circa 6 km all'ora, almeno 150 minuti alla settimana. È stato studiato anche il modello alimentare: queste popolazioni non mangiano molto, hanno infatti una leggera denutrizione calorica. Dal punto di vista delle calorie complessive, c'è una riduzione del 15% circa del fabbisogno calorico giornaliero: questo è un aspetto importante. Alcuni alimenti sono comuni tra queste popolazioni come l'olio d'oliva, composti fenolici, la fonte proteica è principalmente quella del pesce, il rapporto proteine/glucidi è 1/10 e quindi ci sono più glucidi del bisogno a patto che siano glucidi di un certo tipo (i migliori sono quelli a basso assorbimento o basso indice glicemico, che è un aspetto da tenere ben presente quando si parla di alimenti) e poi vegetali a foglia verde, pochi cereali raffinati e grassi saturi.

Healthspan e Metabolismo

La healthspan è strettamente correlata allo stato di salute metabolica, ed è una conseguenza di essa. Ci sono alcune caratteristiche del metabolismo positive relativamente allo stato di salute metabolica. Di contro ci sono altre caratteristiche negative, ossia condizioni in cui è favorito lo sviluppo di alcune patologie.

Controllo dell'Insulina e IGF-1

Cosa dovrebbe essere limitato e tenuto sotto controllo? E fondamentale il metabolismo legato all'insulina e la sensibilità dei tessuti ad essa. L'insulina è un ormone essenziale che serve a ridurre la glicemia dopo un pasto perché è importante che quest'ultima rimanga entro un certo intervallo. L'insulina oltre a questo ha altre funzioni sia nelle vie anaboliche (favorisce tutte le vie anaboliche, biosintesi proteica, lipogenesi, biosintesi di trigliceridi) che come fattore di crescita: stimola infatti la crescita cellulare. Non solo l'insulina ha questo effetto, ci sono altri fattori come IGF 1, fattore di crescita insulino simile, prodotto nei tessuti in seguito a stimolazione da parte di ormone della crescita. Se IGF 1 è prodotto in eccesso può predisporre alla crescita cellulare incontrollata e allo sviluppo di neoplasie. La produzione di IGF 1 deve quindi essere stimolata il meno possibile, tenendo basso il livello di ormone della crescita e di insulina, compatibilmente alla necessità che hanno questi ormoni di regolare omeostasi metaboliche. Alcuni nutrienti hanno la capacità di stimolare la