ACQUA 60% Principi Nutritivi Protidi Vitamine Glucidi Minerali Lipidi Oligoelementi ACQUA 60%

COMPOSIZIONE CHIMICA MEDIA DEL CORPO UMANO (ADULTO) MACRONUTRIENTI MICRONUTRIENTI Protidi: 18% 60% 1% 4% 17% 18% Vitamine: tracce Lipidi: 17% Sali minerali: 4% Glucidi: 1% Acqua: 60%

Macronutrienti: possono essere utilizzati dall’organismo solo dopo la digestione che li trasforma in composti semplici e facilmente assimilabili Micronutrienti: introdotti in piccole quantità non vengono modificati dalla digestione né dall’assorbimento e sono indispensabili per il regolare svolgimento dei processi vitali

PROTEINE o PROTIDI Sono costituenti fondamentali degli organismi viventi e occupano una posizione primaria nell 'architettura e nelle funzioni della materia vivente. Rappresentano oltre il 50% dei componenti organici e circa il 14-18% (a seconda dell'età) del peso corporeo totale. Sono costituite da amminoacidi (formati da C, H, 0, N) legati insieme a formare catene peptidiche. Gli AA sono numerosi in natura , ma solamente 20 sono utilizzati dall’organismo. Nove AA non sono sintetizzabili e pertanto vengono detti "essenziali " e devono essere assunti esclusivamente con gli alimenti.

CLASSIFICAZIONE DELLE PROTEINE Insulina, tireotropina in base alla funzione biologica che svolgono Classe funzionale Esempi Enzimi Ribonucleasi,catalasi Proteine di regolazione Insulina, tireotropina Proteine di trasporto Emoglobina, albumina serica Proteine di riserva Ovoalbumina, ferritina Proteine deputate alla mobilità ed alla contrattilità Actina, miosina Proteine strutturali Collagene, fibroina Proteine con funzioni di difesa Trombina, fibrinogeno, Ab

Struttura dei 20 amminoacidi presenti nelle proteine LEGAME PEPTIDICO Amminoacidi idrofobi con gruppo R di natura idrocarburica Amminoacidi idrofili con gruppi R polari Nel gruppo C i gruppi R sono carichi negativamente o positivamente ai valori di pH della cellula

Peptidi e proteine •Il prodotto della polimerizzazione degli amminoacidi è detto polipeptide. •Una proteina è una catena polipeptidica (o numerose catene) che ha raggiunto una forma tridimensionalmente unica e stabile ed è biologicamente attiva. •Le proteine sono monomeriche se costituite da una singola catena peptidica •Le proteine sono dette multimeriche se sono costituite da due o più subunità polipeptidiche Mioglobina Emoglobina

Struttura delle proteine: • primaria: numero e sequenza degli AA • secondaria: disposizione spaziale delle catene peptidiche • terziaria: assetto tridimensionale dovuto a legami tra catene diverse (legami disolfuro, legami a idrogeno) • quaternaria: possibile aggregazione a grappolo di diverse molecole

Denaturazione: è il processo di alterazione della struttura della proteina che si verifica in seguito a riscaldamento o per azione di agenti chimici. Digestione: le proteine subiscono una demolizione graduale per idrolisi catalizzata da enzimi proteolitici (pepsina, tripsina). I prodotti finali sono gli amminoacidi.

Proteine semplici: costituite di soli AA; esempio gli anticorpi Proteine coniugate: contengono anche elementi non peptidici; esempio l’emoglobina Proteine complete: contengono tutti gli AA essenziali in quantità adeguata. Quelle animali sono complete, quelle vegetali sono incomplete.

LIPIDI o GRASSI Gruppo di sostanze insolubili in acqua e solubili nei solventi organici. Hanno basso peso specifico e bassa tensione superficiale per cui tendono a formare delle emulsioni. Grassi - solidi a temperatura ambiente Olii - liquidi a temperatura ambiente Le proprietà biologiche dei lipidi dipendono da: • struttura • tipo di legame chimico presente nelle molecole degli acidi grassi • forma spaziale della molecola. I lipidi alimentari sono stabili al pH acido dello stomaco e vengono quindi digeriti nel tratto intestinale grazie alla presenza dei sali biliari che hanno potere emulsionante e alla lipasi pancreatica che li idrolizza ad acidi grassi e glicerolo.

Rappresentano l'alimento energetico per eccellenza: 1 grammo di lipidi fornisce circa 9 Kcalorie. Vengono utilizzati dall 'organismo soprattutto per fini energetici ma possono essere depositati nel tessuto adiposo. É importante che i grassi siano presenti in quantità sufficiente nella dieta in quanto apportano sostanze indispensabili all'organismo quali acidi grassi essenziali e vitamine liposolubili.

L'apporto lipidico ritenuto ottimale è quantitativamente a prevalenza vegetale: infatti un notevole problema nutrizionale è legato ai lipidi di origine animale che se assunti in quantità eccessive comportano l'aumento di colesterolo L’apporto di lipidi, caloricamente, deve essere pari al 30% delle calorie totali assunte per l'uomo e compreso tra il 20-25% per il bambino e l'adolescente

Lipidi semplici: • gliceridi (oli e grassi alimentari) : formati dal glicerolo per esterificazione con acidi grassi • cere: alcool monovalenti ad elevato numero di atomi di carbonio con acidi grassi Lipidi complessi: fosfolipidi, sfingolipidi, glicolipidi, cerebrosidi, solfatidi, gangliosidi (entrano nella composizione delle cellule e sono presenti prevalentemente ne l tessuto nervoso)

Acidi grassi Ne sono stati identificati più di 100 tipi Gli acidi grassi presenti nell’organismo hanno un numero pari di atomi di carbonio (da 14 a 22) a Gruppo carbossilico b w Gli acidi grassi a corta catena carboniosa sono i maggiori componenti dei lipidi della dieta A seconda che contengano o meno doppi legami, sono definiti insaturi oppure saturi

Non ci sono doppi legami Acidi grassi saturi Non ci sono doppi legami Oltre che provenire dalla dieta, possono essere sintetizzati dalla cellula. I più comuni sono l’acido palmitico e l’acido stearico . Tutti i grassi animali hanno un elevato contenuto di acidi grassi saturi che sono pure presenti in alcuni prodotti di origine vegetale come l’olio di palma, l’olio di cocco e il burro di cacao.

Ci sono uno o più doppi legami Acidi grassi insaturi Ci sono uno o più doppi legami La presenza di un doppio legame comporta un notevole abbassamento del punto di fusione rispetto al corrispondente acido grasso saturo. Gli acidi grassi monoinsaturi sono presenti in tutti i grassi animali e vegetali. In natura la configurazione fisiologica più diffusa, del doppio legame, è quella cis. La presenza di doppi legami trans non modifica sostanzialmente il punto di fusione rispetto al corrispondente acido grasso saturo. La conformazione cis conferisce alla catena carboniosa dell’acido grasso una libertà di ripiegamento in corrispondenza del doppio legame.

I doppi legami (insaturazioni) possono, mediante reazioni chimiche, subire una idrogenazione e diventano saturi(le margarine sono grassi di origine vegetale parzialmente saturi) Gli acidi grassi insaturi sono anche più instabili rispetto ai saturi, nei confronti del processo di irrancidimento. Che è un fenomeno di autossidazione favorita dalla luce e dal contatto con l'aria; e' inibita da antiossidanti tra cui la vitamina E. R-CH2-CH=CH-CH2-R’ → R-●CH-CH=CH-CH2-R’ + H● (acido grasso) luce (radicale libero) OO● │ R-●CH-CH=CH-CH2-R’ + O2 → R-CH-CH=CH-CH2-R’ (radicale perossido) OO● OOH │ │ R-CH-CH=CH-CH2-R’ R-CH-CH=CH-CH2-R’ (idroperossido) + → + R’’-CH2-CH=CH-CH2-R’’’ R’’-●CH-CH=CH-CH2-R’’’ (radicale libero)

Acidi grassi essenziali Si tratta degli acidi grassi poliinsaturi linoleico e linolenico. Sono sostanze che l'organismo sia umano che animale non è in grado di sintetizzare e che devono perciò essere introdotte mediante l'alimentazione. Contengono doppi legami in posizione 3 e 6 a partire dal gruppo metilico terminale e quindi sono i capostipiti della serie di acidi grassi ω-6 e ω-3, rispettivamente, e precursori degli eicosanoidi. Gli acidi grassi essenziali sono principalmente presenti nel fitoplancton, nei pesci e anche in alcuni vegetali.

Le principali classi di lipidi I

Le principali classi di lipidi II

Trigliceridi Costituiti da una molecola di glicerolo (alcool a tre atomi di carbonio) a cui sono legati tre acidi grassi mediante legami estere Funzioni dei trigliceridi •Immagazzinamento energia •Funzione isolante contro le basse temperature in quanto componenti del grasso corporeo degli animali •La solidità del grasso è determinato dal fatto che la componente degli acidi grassi è di tipo saturo. •Nelle piante i trigliceridi sono composti da acidi grassi insaturi e sono liquidi a temperatura ambiente dando luogo agli olii vegetali

Fosfolipidi: Comprendono i glicerofosfolipidi e gli sfingolipidi. I glicerofosfolipidi sono costituiti da glicerolo, da due acidi grassi, da una molecola di acido fosforico e da una base come la colina, la serina, l’etanolammina e l’inositolo. Il rappresentante più semplice è l’acido fosfatidico il cui ruolo metabolico è quello precursore degli altri glicerofosfolipidi. Il più comune fosfolipide, fosfatidilcolina, o lecitina, contiene come base la colina. Costituiscono la struttura di base delle membrane cellulari dove si inseriscono sia altre componenti lipidiche come il colesterolo sia componenti proteiche.

Gli sfingolipidi contengono, in sostituzione del glicerolo, l’aminoalcool sfingosina. In tutti gli sfingolipidi un acido grasso a lunga catena si lega all’aminoalcol formando il ceramide. Esso rappresenta il precursore e lo scheletro delle sfingomieline e dei glicolipidi. Le sfingomieline sono presenti nella maggior parte delle membrane cellulari Nei glicolipidi il ceramide è legato a una o più molecole di monosaccaride. Molto abbondanti nel tessuto nervoso

ganglioside

Steroidi Strutturalmente diversi dagli altri lipidi (con cui hanno in comune di essere apolari) derivano dal fenantrene Il colesterolo è lo steroide più diffuso: La sua importanza non è solo strutturale, come componente delle membrane cellulari e delle lipoproteine plasmatiche, ma anche metabolica in quanto precursore degli ormoni steroidei, della vitamina D3 e degli acidi biliari. E’ presente negli alimenti di origine animale, mentre negli alimenti vegetali sono contenuti i fitosteroli.

Terpeni •Sintetizzati a partire dall’isoprene Vengono prodotti da molte piante, soprattutto conifere e da alcuni insetti Sono i componenti principali delle resine e degli oli essenziali, miscele di sostanze che conferiscono a ogni fiore o pianta un caratteristico odore o aroma. Rappresentano anche i precursori biosintetici degli steroidi Molti aromi usati nei cibi o nei profumi sono derivati da terpeni o terpenoidi naturali.

GLUCIDI o ZUCCHERI o CARBOIDRATI Assai diffusi in natura specialmente nel regno vegetale, dove costituiscono materiale di sostegno (cellulosa) o materiale di riserva (amido). Si trovano anche negli organismi animali (sotto forma di glucosio-glicogeno) sia in forma libera, sia in combinazioni con protidi, lipidi e altri composti di interesse biologico. Dal punto di vista chimico sono composti formati da C, H, 0.

I glucidi sono presenti nei cereali, nei legumi, nella frutta, nel latte. Coprono circa la metà del fabbisogno energetico 50-60% e forniscono energia di rapido utilizzo. Vengono bruciati prima dei protidi e dei lipidi. Quando i bisogni di energia dell'organismo sono soddisfatti i glucidi ingeriti in eccedenza in piccola parte vengono immagazzinati dall'organismo come materiale energetico di riserva nel fegato e nei muscoli (glicogeno), per il resto si trasformano in grassi di riserva. Hanno anche una funzione plastica in quanto entrano nella costituzione di strutture essenziali per gli organismi viventi (acidi nucleici, lipidi cerebrali ).

Monosaccaridi GLUCOSIO La maggior parte dei monosaccaridi ha da tre a sette atomi di carbonio Classificazione degli zuccheri in base al numero di atomi di carbonio: •Trioso •Tetroso •Pentoso •Esoso •Eptoso I più importanti sono pentosi ed esosi GLUCOSIO

Per gli zuccheri attivi nei sistemi biologici, lo stato D è fondamentale; nel caso del D-glucosio l’ossidrile, secondo le proiezioni di Fischer, si trova a destra del carbonio chirale.

a D glucosio D glucosio aperto b D glucosio Nella rappresentazione convenzionale gli zuccheri D hanno il CH2OH in alto O H C 2 a D glucosio D glucosio aperto b D glucosio In soluzione esiste un equilibrio tra forma a, forma b e forma aperta Le forme a e b del D glucosio in soluzione acquosa si convertono l’una nell’altra, questo fenomeno di variazione della rotazione ottica prende il nome di MUTAROTAZIONE Gli isomeri a e b si dicono anomeri

Disaccaridi Il glucosio entra a far parte anche dei disaccaridi più comuni Ciascun disaccaride viene formato tramite reazione di condensazione con eliminazione di una molecola d’acqua. Il legame risultante è detto glicosidico

I polisaccaridi: La struttura dell’amido e del glicogeno Entrambi sono costituiti da unità di alfa-D-glucosio uniti da legami alfaglicosidici (1-4) Possono avere anche legami con catene laterali 1-6, pertanto possono essere polimeri ramificati e non ramificati. L’amido non ramificato è detto amilosio.

La struttura della cellulosa polisaccaride strutturale Costituito da unità di beta-D-Glucosio con legame di tipo beta.Tale legame non può essere scisso dai mammiferi che non possono dunque digerire i vegetali poiché non possiedono gli enzimi adatti. Il problema è risolto dagli animali erbivori attraverso una simbiosi con batteri in grado di scindere il legame beta-glicosidico