Biochimica della nutrizione fornisce un supporto chiaro e omogeneo per studenti e professionisti interessati ad analizzare i complessi meccanismi di cui si avvale l’organismo umano per utilizzare l’energia dei nutrienti e per mantenere l’alto grado di ordine che contraddistingue la materia vivente.
Il testo è articolato in modo da guidare il lettore all’analisi delle trasformazioni energetiche che permettono all’uomo di utilizzare, sotto forma di adenosina trifosfato, l’energia solare resa disponibile per gli organismi viventi attraverso la fotosintesi clorofilliana.
I cenni di cinetica enzimatica permettono di analizzare le tappe del metabolismo e di comprendere anche i pattern di espressione isoenzimatici e la modulazione necessaria ad assicurare una pronta risposta alle variazioni metaboliche, che contraddistinguono le diverse fasi del ciclo digiuno-nutrizione.
Viene inoltre messo in rilievo il ruolo dei nutrienti per fornire le vitamine: elementi che non hanno alcun ruolo da un punto di vista energetico o da quello plastico, ma sono essenziali nella maggior parte delle reazioni enzimatiche.
Anche alle proteine viene attribuito un rilievo particolare nel quadro metabolico: una volta introdotte con gli alimenti, vengono degradate nei singoli componenti soddisfacendo il fabbisogno proteico quotidiano e la produzione di composti azotati non proteici.
Un capitolo è dedicato alla descrizione dettagliata del metabolismo dell’etanolo e delle bevande nervine, evidenziando le alterazioni metaboliche e le correlazioni patologiche legate a un abuso di alcol. Inoltre, il testo contiene capitoli di grande attualità che trattano la biochimica delle specie reattive dell’ossigeno, degli antiossidanti, degli acidi grassi (in particolare ?-3) e delle sostanze xenobiotiche. Per eventuali approfondimenti, ogni capitolo è corredato da alcune Letture consigliate con riferimenti a testi, articoli o indirizzi web.
Alla fine di alcuni capitoli, il lettore troverà dei richiami sintetici agli aspetti classici della biochimica, necessario substrato su cui articolare la trattazione del metabolismo dei singoli elementi trattati.
Maggiori Informazioni
Autore
Leuzzi Ugo; Bellocco Ersilia; Barreca Davide
Editore
Zanichelli
Anno
2013
Tipologia
Libro
Lingua
Italiano
Indice
Capitolo 1 Gli alimenti nella nutrizione umana 1 1.1 Omeostasi del peso corporeo 5 1.2 Fabbisogno calorico giornaliero 6 1.3 Nutrienti, antinutrienti e nutrizione 7 1.4 Funzione degli alimenti 8 1.5 Alimenti plastici 10 1.6 Alimenti energetici 10 1.7 Alimenti regolatori e protettivi 11 1.8 Alimenti contenenti sostanze indigeribili o con potere antiossidante 12 Capitolo 2 La funzione energetica degli alimenti 15 2.1 Variazione di energia libera 16 2.2 Variazione di energia libera e reazioni spontanee 18 2.3 Composti fosforici ad alto contenuto energetico 20 2.4 Energia libera di idrolisi dell’ATP 23 2.5 Le reazioni endoergoniche sono accoppiate alle reazioni esoergoniche 28 2.6 Produzione di ATP 29 Capitolo 3 Attività enzimatica delle proteine 35 3.1 Composizione e ruolo dei residui amminoacidici nello stato di ionizzazione delle proteine 36 3.2 Fonti alimentari e metabolismo dei d-amminoacidi 39 3.3 La struttura delle proteine è responsabile delle funzioni 40 3.4 Gli enzimi permettono di utilizzare i nutrienti 44 3.5 Elementi di cinetica enzimatica 47 3.6 Classificazione degli enzimi 49 3.7 Modulatori dell’attività enzimatica 50 3.8 Gli isoenzimi permettono alle cellule di utilizzare i metaboliti in modo razionale 52 Capitolo 4 Le vitamine e i sali minerali nell’alimentazione 53 4.1 Vitamine e alimenti 56 4.2 Diete sbilanciate e fenomeni di ipovitaminosi o ipervitaminosi 56 4.3 Caratteristiche delle vitamine liposolubili 57 4.3.1 La vitamina A è essenziale per la visione notturna 57 4.3.2 La vitamina D combatte il rachitismo 60 4.3.3 La vitamina E antiossidante protegge i lipidi dalla perossidazione 62 4.3.4 La vitamina K è essenziale per i processi di coagulazione 64 4.4 Caratteristiche delle vitamine idrosolubili 66 4.4.1 La carenza dietetica di vitamina B1 è rara nella popolazione occidentale 67 4.4.2 La vitamina B2, costituente dei coenzimi flavinici 69 4.4.3 La vitamina B3 evita l’insorgenza della pellagra 71 4.4.4 La vitamina B5 74 4.4.5 La vitamina B6 76 4.4.6 La vitamina B9, essenziale per gli organismi in via di sviluppo 78 4.4.7 La vitamina B12 combatte l’anemia perniciosa 81 4.4.8 La vitamina C 82 4.4.9 La vitamina H 85 4.5 Elementi indispensabili per lo svolgimento delle funzioni biologiche 87 4.6 Macroelementi 88 4.6.1 Calcio 88 4.6.2 Fosforo 89 4.6.3 Magnesio 89 4.6.4 Zolfo 90 4.6.5 Sodio, potassio e cloro 92 4.7 Microelementi 92 4.7.1 Ferro 92 4.7.2 Zinco 93 4.7.3 Rame 93 4.7.4 Manganese 93 4.7.5 Selenio 93 4.7.6 Cromo 94 4.7.7 Iodio 94 4.7.8 Fluoro 95 Capitolo 5 I carboidrati 97 5.1 I carboidrati semplici e complessi 98 5.2 I monosaccaridi poliidrossialdeidi e poliidrossichetoni 99 5.3 I centri stereogenici dei carboidrati 99 5.4 Glucosio e fruttosio, i principali monosaccaridi degli alimenti 103 5.5 I disaccaridi sono costituiti da due monosaccaridi 106 5.6 Più unità glucidiche formano gli oligosaccaridi 109 5.7 I polisaccaridi, principali costituenti dei vegetali 111 5.7.1 Omopolisaccaridi 112 5.7.2 Eteropolisaccaridi 114 5.8 Biosintesi dei carboidrati presenti negli alimenti 116 5.9 Digestione e assorbimento dei carboidrati 120 5.10 Destino e funzioni biologiche dei glucidi 121 5.11 Metabolismo di galattosio, fruttosio e mannosio 125 Approfondimenti 1. La glicolisi 130 2. Trasformazione del piruvato in acetil-CoA 132 3. Ciclo degli acidi tricarbossilici 133 4. Ciclo dei pentosi 134 Capitolo 6 I lipidi, molecole polifunzionali 137 6.1 Gli acidi grassi degli alimenti 139 6.2 La composizione in acidi grassi e lo stato fisico degli oli e dei grassi 144 6.3 Allungamento della catena carboniosa degli acidi grassi e inserimento di doppi legami 146 6.4 Gli acidi grassi della serie ω-9 148 6.5 Gli acidi grassi polinsaturi (PUFA) delle serie ω-6 e ω-3 149 6.6 Fosfolipidi 156 6.7 Steroli 157 6.8 Digestione e assorbimento dei grassi 161 6.9 Utilizzazione delle riserve lipidiche a scopi energetici 162 6.9.1 β-ossidazione degli acidi grassi a catena molto lunga 163 6.9.2 ω-ossidazione degli acidi grassi 164 6.9.3 α-ossidazione degli acidi grassi 165 6.10 Fabbisogno lipidico 165 Approfondimenti 1. La β-ossidazione 168 2. Biosintesi degli acidi grassi 172 3. Biosintesi del colesterolo 176 Capitolo 7 Le molteplici funzioni delle proteine 181 7.1 Composizione e turnover 182 7.2 Fabbisogno proteico giornaliero 183 7.3 Proprietà nutrizionali delle proteine 185 7.4 L’avidina impedisce l’assorbimento della biotina 186 7.5 Digestione delle proteine e destino degli amminoacidi 187 7.6 Biosintesi di composti azotati non proteici 190 7.6.1 Glutatione 190 7.6.2 Taurina 193 7.6.3 Porfobilinogeno e creatina 194 7.6.4 S-adenosilomocisteina e S-adenosilmetionina 195 7.6.5 Carnitina 195 7.6.6 Neurotrasmettitori 196 7.6.7 Istamina e ossido nitrico 199 7.6.8 Composti derivanti da serina e glicina 200 7.7 Energia dalla catena carboniosa degli amminoacidi 201 7.7.1 Prolina, arginina, istidina e glutammina 203 7.7.2 Serina, treonina e glicina 204 7.7.3 Metionina e cisteina 205 7.7.4 Leucina, isoleucina e valina 207 7.7.5 Fenilalanina, tirosina e triptofano 208 7.7.6 Lisina 211 Approfondimenti 1. Organicazione dell’azoto 213 2. Destino metabolico delle proteine 214 3. Transaminazione 215 4. Deaminazione 215 5. Ciclo dell’urea 217 Capitolo 8 Il valore nutrizionale delle bevande alcoliche e nervine 219 8.1 Il metabolismo dell’etanolo 221 8.2 Un eccesso di etanolo causa alterazioni metaboliche 223 8.3 Dal metabolismo dell’etanolo possono avere origine specie radicaliche 225 8.4 Le bevande nervine contengono alcaloidi 225 Approfondimenti 1. La legislazione dei paesi europei stabilisce valori limite di alcolemia per la guida 228 2. L’etilometro 228 3. Il paradosso francese 229 Capitolo 9 La trasduzione del segnale 231 9.1 I recettori enzimatici nella trasduzione del segnale 235 9.2 I recettori a serpentina 239 Capitolo 10 La regolazione metabolica nel ciclo alimentazione-digiuno 247 10.1 Con l’alimentazione vengono immagazzinati composti con funzioni energetiche 248 10.1.1 Il glucosio viene convertito in glicogeno nel fegato e nel muscolo 252 10.1.2 Il glucosio in eccesso può essere convertito in acidi grassi 254 10.1.3 La versatilità del glucosio ne permette la conversione anche in colesterolo, acidi nucleici e NADPH 257 10.1.4 Utilizzazione di altri nutrienti nel periodo postprandiale e correlazioni metaboliche tra organi 257 10.2 Nel periodo di digiuno vengono utilizzate le scorte energetiche 260 10.2.1 I triacilgliceroli costituiscono la riserva energetica che permette di superare i periodi di digiuno 263 10.2.2 Correlazioni metaboliche tra organi durante il digiuno 265 Approfondimenti 1. Il glicogeno e l’omeostasi del glucosio 266 2. Glicogenosintesi 266 3. Glicogenolisi 267 4. Gluconeogenesi 268 5. Corpi chetonici 269 Capitolo 11 L’ossigeno e la formazione di composti tossici 273 11.1 Produzione di specie reattive dell’ossigeno a livello cellulare 275 11.2 L’ossigeno e le specie reattive dell’ossigeno 278 11.2.1 L’ossigeno tripletto 278 11.2.2 L’ossigeno singoletto 279 11.2.3 Il radicale anione superossido 280 11.2.4 Il perossido di idrogeno 281 11.2.5 Il radicale ossidrile 282 Capitolo 12 Gli alimenti, ricca fonte di antiossidanti 285 12.1 Gli antiossidanti endogeni 287 12.1.1 La superossido dismutasi 287 12.1.2 La catalasi 288 12.1.3 La glutatione perossidasi 289 12.1.4 Il glutatione 290 12.2 Gli antiossidanti esogeni 290 12.2.1 L’ascorbato 291 12.2.2 L’ergotioneina 292 12.2.3 La vitamina E 293 12.2.4 Il resveratrolo 295 12.2.5 I carotenoidi 295 12.2.6 L’ubichinone 296 12.2.7 Il lipoato 296 12.2.8 I composti fenolici 297 12.2.9 Caratteristiche dei flavonoidi e correlazioni struttura/funzione 299 12.2.10 Biosintesi dei flavonoidi 303 12.2.11 Rete di connessione degli antiossidanti e rigenerazione dei cofattori riducenti 305 Capitolo 13 Gli xenobiotici 309 13.1 Fase I e fase II 310 13.2 Farinacei e derivati del latte possono contenere tossine di origine fungina o batterica 313 13.3 Pesci, crostacei e molluschi possono contenere tossine pericolose 316 13.4 I contaminanti alimentari di origine chimica 320 13.4.1 I processi di cottura a fiamma viva possono indurre la formazione di idrocarburi policiclici aromatici e ammine eterocicliche 320 13.4.2 Acrilammide e furano 321 13.4.3 Diossina e composti diossino-simili 322 13.4.4 Fitofarmaci 323 13.4.5 Residui da trattamenti farmacologici 323 13.4.6 Metalli pesanti 323 Indice analitico 325
