PROTEINE E AMINOACIDI (Enrico Finotti).

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1 PROTEINE E AMINOACIDI (Enrico Finotti)

2 DNA RNA + Aminoacidi Proteina
Le proteine sono molecole complesse formate da aminoacidi; esplicano moltissime funzioni vitali e in pratica sono il risultato dell’espressione genica, cioè l’informazione genetica che risiede nel DNA DNA RNA + Aminoacidi Proteina

3 Digestione proteica Proteina ingerita Nuova proteina sintetizzata Ala
Arg Leu Val Ala-Val-Leu-Arg-Val-Ala Val-Arg-Ala-Ala-Leu-Val Proteina ingerita Nuova proteina sintetizzata

4 Il Turover Proteico Le proteine nel corpo umano ammontano a circa 12 Kg 250 g di proteine sono soggette a turnover proteico Una quantità che è circa tre volte superiore a quella dei normali consumi alimentari

5 (LARN) Livelli di assunzione Raccomandata di proteine
Età in Anni Livello di Sicurezza (L.S.) g di proteine/Kg di peso corporeo/die L.S. corretto per la qualità proteica 0.50 – 0.75 1.65 2.09 0.75 – 1.00 1.48 1.87 1.5 1.17 2.5 1.13 1.43 3.5 1.09 1.38 4.5 1.06 1.34 5.5 1.02 1.29 6.5 1.01 1.28 7.5 8.5 9.5 0.99 1.25

6 (LARN) Livelli di assunzione Raccomandata di proteine (Maschi)
Età in Anni Livello di Sicurezza (L.S.) g di proteine/Kg di peso corporeo/die L.S. corretto per la qualità proteica 10.5 0.99 1.25 11.5 0.98 1.24 12.5 1.00 1.27 13.5 0.97 1.23 14.5 0.96 1.22 15.5 0.92 1.17 16.5 0.90 1.14 17.5 0.86 1.09

7 (LARN) Livelli di assunzione Raccomandata di proteine (Femmine)
Età in Anni Livello di Sicurezza (L.S.) g di proteine/Kg di peso corporeo/die L.S. corretto per la qualità proteica 10.5 1.00 1.27 11.5 0.98 1.24 12.5 0.96 1.22 13.5 0.94 1.19 14.5 0.90 1.14 15.5 0.87 1.10 16.5 0.83 1.05 17.5 0.80 1.01

8 (LARN) Livelli di assunzione Raccomandata di proteine
Livello di Sicurezza (L.S.) g di proteine/Kg di peso corporeo/die L.S. corretto per la qualità proteica Adulto 0.75 0.95 Gestazione 6 Allattamento 17

9 VALORE BIOLOGICO DELLE PROTEINE
Aminoacidi essenziali: aminoacidi che necessitano di essere assunti con la dieta Isoleucina Leucina Lisina Metionina Fenilalanina Treonina Triptofano Valina Aminoacidi non essenziali: aminoacidi che sono sintetizzati dall’organismo Arginina Cistina Istidina Tirosina Alanina Ac. Aspartico Ac. Glutammico Glicina Prolina Serina Idrossiprolina

10 mg di aa in 1 g di proteina test mg di aa in 1 g di proteina campione
AMINOACID SCORE mg di aa in 1 g di proteina test mg di aa in 1 g di proteina campione

11 AMINOACIDI (mg/g di proteina)
AA FAO Uovo Latte Latte (mucca) (umano) Istidina Isoleucina Leucina Lisina Metionina+Cistina Fenilalanina+Tirosina Treonina Triptofano Valina

12 l’aminoacido limitante
L’aminoacido che presenta il valore più basso è definito come l’aminoacido limitante

13 PROBLEMI ASSOCIATI ALLE PROTEINE CELIACHIA E ACRILAMIDE

14 La celiachia provoca un’atrofia dei villi intestinali
La celiachia è un’intolleranza permanente al glutine, sostanza proteica presente in avena, frumento, farro, kamut, orzo, segale, spelta e triticale. La celiachia provoca un’atrofia dei villi intestinali Le persone affette da celiachia presentano bassi valori di emoglobina, albumina serica, ferritina serica, folati eritrocitari, calcio, potassio, magnesio e ferro. Una deficienza di ferro e folati porta ad anemia. Indipendentemente dallo stato di atrofia dei villi intestinali la carenza di queste sostanze, in pazienti celiaci, è costante e ciò incide sulla loro altezza, peso, massa grassa e stato nutrizionale.

15 Che cosa sono le prolamine?
Che cosa è il glutine? Il glutine è una fazione proteica del grano, della segale, dell’orzo, dell’avena o delle sue varietà (Triticale) e derivati a cui qualche persona è intollerante e che è solubile in una soluzione di NaCl allo 0.5% Che cosa sono le prolamine? Le prolamine sono definite come la frazione del glutine che può essere estratta con una soluzione di etanolo/acqua (40-70%). Le prolamine del grano sono dette gliadine, quelle della segale: secaline, quelle dell’orzo: ordeine e quelle dell’avena: avenine

16 L’ACRILAMIDE Durante questi ultimi anni in molti alimenti, che avevano
subito dei processi termici, è stata trovata l’ACRILAMIDE CH2=CH-CONH2 che probabilmente è un carcinogeno (IARC 1994). Questa sostanza si forma, attraverso la reazione di Maillard, dal glucosio o fruttosio con l’asparagina, a temperature di °C (Mottram D.S. 2002)

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18 I LIPIDI (Enrico Finotti)

19 Funzione degli acidi grassi
Gli acidi grassi sono sintetizzati nell’organismo umano a partire dai grassi alimentari, dai grassi di deposito e dai lipid endogeni. La degradazione degli acidi grassi avviene tramite la beta-ossidazione in acetilcoenzimaA, il quale viene utilizzato per la biosintesi di nuovi acidi grassi oppure degradato nel ciclo di krebs (con ossigeno) in acqua e anidride carbonica liberando energia. si nota che le proteine, i glucidi e i lipidi alimentari sono trasformabili tutti in acidi grassi. i lipidi organici e quelli alimentari vengono smaltiti senza resti (tramite il ciclo dell’acidi citrico) con l’uso di ossigeno in energia, acqua e anidride carbonica.

20 Ruolo degli acidi grassi
Gli acidi grassi saturi hanno prevalentemente un ruolo energetico Gli acidi grassi monoinsaturi (acido oleico) hanno un ruolo Energetico e favorirebbero la formazione delle HDL Gli acidi grassi polinsaturi hanno importanti ruoli strutturali e metabolici

21 Apporto di acidi grassi totali 35% - 40% fino al secondo anno di vita
(LARN) 35% - 40% fino al secondo anno di vita 30 % nell’adolescenza 25% nell’età adulta

22 (LARN) Livelli di assunzione raccomandati di acidi grassi essenziali
Categoria Età v6 v3 Anni g/die Lattanti 0.5 –1 4 0.5 Bambini 1 –3 0.7 4 – 6 1 7 – 10 Maschi 11 – 14 5 15 – 17 6 1.5 >= 18 Femmine >=18 4.5 Gestanti Nutrici 5.5

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24 Acidi grassi cis e trans
Gli acidi grassi trans non dovrebbero superare i 5 g/die. Infatti, studi recenti suggeriscono un ruolo negativi degli acidi grassi trans nell’ambito del processo aterogenetico

25 C18:1 cis C16:0 C18:1 trans C18:1 C22:0 C16:1 C18:2

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27 Trans

28 PEROSSIDAZIONE DI UN ACIDO GRASSO POLINSATURO
XH . LOO. Radicale Perossile LH LOOH X. idroperossido lipidico

29 Formazione degli Idroperossidi
HNE = 4 hydroxynon-2-enal, ONA = 9-oxononanoic acid

30 Formazione degli Idroepossidi
HNE = 4 hydroxynon-2-enal, ONA = 9-oxononanoic acid

31 TRIPLETTO Energia = 0 SINGOLETTO Delta g Energia = 96 Kj SINGOLETTO Sigma g Energia = 160 Kj Il singoletto dell’ossigeno reagisce direttamente con i doppi legami senza la formazione di radicali liberi

32 2S+1=L 2x(1/2+1/2)+1= 3 2x(+1/2 -1/2)+1= 1 Le regole di Hund:
1) lo stato fondamentale ha sempre il massimo valore della molteplicità di spin 2) se esistono più stati aventi la massima molteplicità di spin fra di essi il più stabile è quello che ha il valore L più elevato. 3) per uno stato derivante da una configurazione riferentesi a un guscio pieno meno che a metà, le energie dei sottostati crescono al crescere di J mentre accade l’opposto quando il guscio è pieno più che a metà. (Chimica inorganica, A. Cotton – G. Wilkinson) Dove S = ± ½ Spin L = Molteplicita’ dello Spin 2S+1=L 2x(1/2+1/2)+1= 3 2x(+1/2 -1/2)+1= 1 Luce U.V. o Catalizzatori

33 Dalle regole quanto meccaniche della conservazione dello spin le reazioni fra specie in stato di tripletto e quelle in stato di singoletto sono spin-forbidden perciò possiedono una alta barrieria cinetica di reazione. Per questa ragione l’ossigeno non reagisce facilmente con i composti organici, benché energeticamente la reazione sia molto favorita. luce e i catalizzatori metallici servono a bypassare la regola dello spin-forbidden Non a caso la natura nel citocromo c ossidasi usa il ferro, e il tetramanganese nei sistemi fotosintetici. Il life time del singoletto dipende dalla matrice organica in cui si trova. In una soluzione acquosa è di circa 3 microsecondi, un life time piuttosto alto, conseguentemente le reazioni del singoletto sono altamente specifiche se comparate ad altre forme ossidanti derivanti dall’ossigeno molto più reattive. Per esempio il singoletto reagisce selettivamente con la guanina che possiede il più basso potenziale redox fra i nucleotidi costituenti il DNA

34 ROS (Reactive Oxygen Species)
Come ci si difende dai ROS (Reactive Oxygen Species) La superossido dismutase (SOD) converte due anioni superossido In una molecola di perossido di idrogeno e ossigeno, la catalasi, converte il perossido d’idrogeno in ossigeno e acqua. La vitamina E può rompere il legame covalente che i ROS hanno formato tra le catene di acidi grassi dei lipidi di membrana

35 .O o L. LH LO2 LOOH LO2. dimero Ossidazione a catena radicale
C16H33 o OH O a-tocoferolo L. LH LO2 LOOH LO2. dimero radicale a-tocoferossile E. Ossidazione a catena Propagazione a catena Inibizione Inibizione dell’ossidazione dei lipidi dall’a-tocoferolo

36 Fig. 1 STRESS OSSIDATIVO NELLA SALUTE E NELLA MALATTIA
Danno al DNA Deplezione di GSH Danno diretto alle proteine Danno al Citoscheletro Inibizione della sintesi di ATP Sintetasi Deplezione di NAD(H) della membrana Perossidazione e distruzione Aumento del Ferro intracellulare Cessione di ioni metalli ai tessuti circostanti e danno alle cellule adiacenti Aumento del danno al DNA, Proteine e Lipidi Fig. 1 STRESS OSSIDATIVO NELLA SALUTE E NELLA MALATTIA Stress Ossidativo Aumento della Perossidazione Lipidica Aumento del Ca2+ intracellulare libero Attivazione del poli(ADP)Ribosio Rigonfiamento

37 LA CAPACITA’ ANTIOSSIDANTE
Molecola bersaglio ROO antiossidante Capacità Tempo

38 LA CAPACITA’ ANTIOSSIDANTE
Scudo antiossidante Molecola bersaglio ROO antiossidante Capacità Tempo

39 Misura della capacità antiossidante Bleaching della crocina
Schema reazioni: R-N=N-R  2R + N2 R + O2  ROO ROO + Crocina  ROOH + Crocina ROO + antiOX  ROOH + antiOX antiOX + Crocina  antiOX + Crocina

40 I CARBOIDRATI (Enrico Finotti)

41 I carboidrati semplici
Monosaccaridi: glucosio e fruttosio Disaccaridi: saccarosio, maltosio e lattosio I carboidrati composti (polisaccaridi) Amido: amilosio (glucosio lineare) amilopectina (glucosio ramificato) Fibra alimentare: cellulosa, pectine, gomme, emicellulose, mucillagini

42 proteine e lipidi quindi non si può parlare
FABBISOGNO di CARBOIDRATI L’uomo come la maggior parte dei mammiferi è in grado di trasformare alcuni aminoacidi e il glicerolo in glucosio, e non vi è quindi uno specifico fabbisogno alimentare per i carboidrati una volta garantito un sufficiente apporto di proteine e lipidi quindi non si può parlare di essenzialità

43 sano sono necessari circa
FABBISOGNO di CARBOIDRATI Per un soggetto adulto sano sono necessari circa 180 g/die di glucosio

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45 AZIONE ANTIBATTERICA DEL MIELE
OSMOLARITA’ PEROSSIDO DI IDROGENO (H2O2) ALTRI COMPOSTI NON PEROSSIDICI Basso pH

46 DEL PEROSSIDO DI IDROGENO
AZIONE ANTIBATTERICA DEL PEROSSIDO DI IDROGENO H2O + O2 Ghiandola Ipofaringea Catalasi Perossido d’Idrogeno H2O2 Glucosio Ossidase GLUCOSIO H2O2 Residuale

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49 CONSERVANTI ALIMENTARI CHIMICI
Propionato di calcio o di sodio Pane Benzoato di sodio Bevande gassose, frutta, succhi di frutta, sottaceti, conserve, margarina Acido sorbico Prodotti derivati da agrumi, sottaceti,formaggi Anidride solforosa, solfiti e bisolfiti Frutta secca, verdura, vino Formaldeide (da processi di affumicatura) Carne pesce Ossidi di etilene e propilene Spezie e frutta secca Nitrito di sodio Prosciutto e pancetta

50 IRRADIAZIONE Consiste nel sottoporre gli alimenti all’azione di radiazione elettromagnetiche come i raggi X, raggi γ e raggi U.V. E’ la tecnica piu’ discussa perche si pensa che rende gli alimenti radioattivi. In realta’ non e’ vero perche’ queste radiazioni non vengono trattenute La dose utilizzata e’ in genere bassa e media tale da non determinale la formazione di residui radioattivi nei prodotti trattati

51 Questi trattamenti servono a:
Ridurre la carica microbica (aumentando la shelf life) Distruggere i parassiti e gli insetti infestanti Inibire la germinazione (tuberi e bulbi)

52 Alcuni alimenti non possono essere irradiati perche’ il procedimento genera effetti indesiderati. Nel gusto, nell’aspetto, e nell’odore dei prodotti. L’irradiazione infatti puo’ scurire alcuni tipi di carni, puo’ peggiorare il sapore e la consistenza, ossidare i grassi insaturi (irrancidendo il prodotto) e se usata in dosi elevate, scurire il pesce.

53 STERILIZZAZIONE AD ALTE PRESSIONI
Una pressione esercitata su un liquido incomprimibile si distribuisce uniformemente In tutte le direzioni con la medesima intensita’ In tutti i punti del liquido (pressione idrostatica) e anche sulla superficie di un corpo (alimento) Immerso in quel liquido (principio di Pascal) Nel settore industriale le pressioni idrostatiche sono dell’ordine di Milioni di Pascal