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Panoramica sulla nutrizione

Di

Adrienne Youdim

, MD, David Geffen School of Medicine at UCLA

Ultima modifica dei contenuti mag 2019
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Risorse sull’argomento

La nutrizione è la scienza degli alimenti e del loro rapporto con la salute. I nutrienti sono sostanze chimiche presenti negli alimenti; tali sostanze sono impiegate dall'organismo per la crescita, il mantenimento e l'energia.

Le sostanze nutritive che non possono essere sintetizzate dall'organismo e che quindi devono essere assunte con la dieta sono considerate essenziali. Esse comprendono

Le sostanze nutritive che l'organismo può sintetizzare da altri composti, che possono essere ricavate anche dalla dieta, sono definite non essenziali.

I macronutrienti sono necessari per l'organismo in quantità relativamente grandi; i micronutrienti sono necessari in quantità modeste.

La carenza di nutrienti può esitare in malnutrizione, che può indurre sindromi da deficit (p. es., kwashiorkor, pellagra). L'eccessiva assunzione di macronutrienti può portare a obesità e disturbi correlati; l'eccessiva assunzione di micronutrienti, invece, può essere tossica. Inoltre, l'equilibrio di vari tipi di nutrienti, come per esempio il rapporto tra grassi insaturi versus saturi che si consumano, può influenzare lo sviluppo di disturbi.

Macronutrienti

I macronutrienti compongono la maggior parte della dieta e forniscono l'energia e molti nutrienti essenziali. Sono macronutrienti i carboidrati, le proteine (compresi gli aminoacidi essenziali), i grassi (compresi gli acidi grassi essenziali), i macrominerali e l'acqua. I carboidrati, i grassi e le proteine sono interscambiabili come fonti di energia; i grassi forniscono 9 kcal/g (37,8 kJ/g); le proteine ed i carboidrati invece 4 kcal/g (16,8 kJ/g).

Carboidrati

I carboidrati presenti nella dieta sono metabolizzati in glucosio e altri monosaccaridi. I carboidrati aumentano la glicemia, fornendo energia.

I carboidrati semplici sono composti da molecole piccole, in genere monosaccaridi o disaccaridi, che accrescono rapidamente la glicemia.

I carboidrati complessi sono composti da molecole di maggiori dimensioni, che sono successivamente frammentate in monosaccaridi. I carboidrati complessi aumentano la glicemia più lentamente, ma per un periodo più lungo.

Il glucosio e il saccarosio sono carboidrati semplici; l'amido e le fibre sono carboidrati complessi.

L'indice glicemico fornisce una misura di quanto rapidamente il consumo di un determinato tipo di carboidrato aumenti la glicemia. I valori vanno da 1 (più lento) a 100 (l'aumento più veloce, pari a quello provocato dall'ingestione di glucosio puro, vedi tabella Indice glicemico di alcuni alimenti). Tuttavia, la velocità reale di incremento dipende anche dai cibi combinati con il carboidrato.

Tabella
icon

Indice glicemico di alcuni alimenti

Categoria

Alimento

Indice*

Legumi

Fagioli rossi

33

Lenticchie rosse

27

Soia

14

Pane

Pane di segale

49

Bianco

69

Grano intero

72

Cereali

Solo crusca

54

Fiocchi di granturco

83

Farina d'avena

53

Riso soffiato

90

Frumento sminuzzato

70

Latticini

Latte, gelato, yogurt

34-38

Frutta

Mela

38

Banana

61

Arancia

43

Succo d'arancia

49

Fragole

32

Granaglie

Orzo

22

Riso scuro

66

Riso bianco

72

Pasta

38

Patate

Purè istantaneo (bianco)

86

Purè (bianco)

72

Dolci

50

Spuntini

Crostini di mais

72

Biscotti con farina d'avena

57

Patatine fritte

56

Zucchero

Fruttosio

22

Glucosio

100

Miele

91

Zucchero raffinato

64

*I valori possono variare.

I carboidrati con un elevato indice glicemico possono far aumentare rapidamente la glicemia fino a livelli elevati. Si ipotizza che, di conseguenza, i livelli di insulina aumentino, provocando ipoglicemia e appetito, che tendono a far consumare troppe calorie e a far prendere peso. I carboidrati con un basso indice glicemico aumentano lentamente i livelli glicemici, determinando livelli inferiori d' insulina postprandiale e meno fame, rendendo meno probabile il consumo di calorie in eccesso. Questi effetti determinano un assetto lipidico più favorevole e una riduzione del rischio di obesità, di diabete mellito e di eventuali sue complicanze.

Proteine

Le proteine nella dieta sono scomposte in peptidi e in aminoacidi. Le proteine sono necessarie per il mantenimento, la sostituzione, il funzionamento e la crescita dei tessuti. Tuttavia, se l'organismo non dispone di una quantità sufficiente di calorie provenienti dalle riserve tissutali (particolarmente dei grassi) o da fonti dietetiche, può usare le proteine a scopo energetico.

Quando l'organismo utilizza le proteine della dieta per formare i tessuti, c'è un guadagno netto di proteine (bilancio azotato positivo). Durante gli stati catabolici (p. es., digiuno, infezioni, ustioni), possono essere utilizzate più proteine (a causa del catabolismo dei tessuti) di quante ne vengano assorbite, provocando una perdita netta di proteine (bilancio azotato negativo). Il bilancio azotato è determinato al meglio sottraendo la quantità di azoto escreta nell'urina e nelle feci dalla quantità di azoto introdotta con gli alimenti.

Su 20 aminoacidi, 9 sono aminoacidi essenziali; non possono essere sintetizzati e devono essere introdotti con la dieta. Tutti hanno bisogno di 8 aminoacidi essenziali; i lattanti necessitano, oltre a questi, di istidina.

Il fabbisogno dietetico di proteine, calcolato in base al peso, si correla al tasso di crescita, che si riduce dall'infanzia all'età adulta. Il fabbisogno proteico giornaliero diminuisce da 2,2 g/kg nei lattanti di 3 mesi di età a 1,2 g/kg nei bambini di 5 anni e a 0,8 g/kg nei soggetti adulti. Il fabbisogno proteico deve coprire la richiesta di aminoacidi essenziali (vedi tabella Fabbisogno di aminoacidi). Negli adulti, per l'aumento della massa muscolare è necessaria una piccola quantità extra di proteine, rispetto a quella riportata nella tabella.

La composizione in aminoacidi delle proteine varia ampiamente. Il valore biologico riflette la somiglianza tra la composizione in aminoacidi delle proteine e quella dei tessuti animali; pertanto, il valore biologico indica la percentuale di proteine alimentari che fornisce aminoacidi essenziali per l'organismo:

  • La migliore corrispondenza è quella delle proteine dell'uovo che hanno un valore di 100.

  • Le proteine animali in latte e carne hanno un alto valore biologico (~ 90).

  • Le proteine in cereali e verdura hanno un valore biologico inferiore (~ 40)

  • Alcune proteine derivate (p. es., gelatina) hanno un valore biologico pari a 0.

La misura in cui le proteine della dieta apportano l'un l'altra gli aminoacidi mancanti (complementarietà degli alimenti) determina il valore biologico totale della dieta. Le dosi giornaliere raccomandate per le proteine presuppongono che mediamente la dieta mista abbia un valore biologico di 70.

Tabella
icon

Fabbisogno di aminoacidi in mg/kg di peso corporeo

Fabbisogno

Neonati (4-6 mesi)

Bambini (10-12 anni)

Adulto

Istidina

29

Isoleucina

88

28

10

Leucina

150

44

14

Lisina

99

49

12

Metionina e cistina

72

24

13

Fenilalanina e tirosina

120

24

14

Treonina

74

30

7

Triptofano

19

4

3

Valina

93

28

13

Totale aminoacidi essenziali (esclusa l'istidina)

715

231

86

Lipidi

I lipidi vengono scissi in acidi grassi e glicerolo. I lipidi sono necessari per la crescita dei tessuti e la produzione di ormoni. Gli acidi grassi saturi, comuni nei grassi animali, tendono a essere solidi a temperatura ambiente. A esclusione dell'olio di palma e di cocco, i grassi derivati dalle piante si presentano prevalentemente liquidi a temperatura ambiente; essi contengono elevati livelli di acidi grassi monoinsaturi o di acidi grassi polinsaturi.

La parziale idrogenazione di acidi grassi insaturi (come avviene durante la produzione alimentare) produce acidi grassi trans, che sono solidi o semisolidi a temperatura ambiente. Negli Stati Uniti, la principale fonte alimentare di acidi grassi trans è rappresentata dagli oli vegetali parzialmente idrogenati, utilizzati nella produzione di alcuni alimenti (p. es., biscotti, cracker, patatine) per prolungare la conservazione del prodotto. Gli acidi grassi trans possono aumentare il colesterolo LDL e ridurre le lipoproteine ad alta densità (HDL); essi inoltre aumentano indipendentemente il rischio di malattia coronarica.

  • Acido linoleico, un acido grasso omega-6 (n-6)

  • Acido linolenico, un acido grasso omega-3 (n-3)

Altri acidi grassi omega-6 (p. es., l'acido arachidonico) e altri acidi grassi omega-3 (p. es., l'acido eicosapentaenoico e l'acido docosaesaenoico) sono necessari per l'organismo, ma possono essere sintetizzati a partire dagli acidi grassi essenziali.

Gli acidi grassi essenziali sono necessari per la formazione di vari eicosanoidi (lipidi biologicamente attivi), compresi prostaglandine, trombossani, prostacicline, e leucotrieni. Il consumo di acidi grassi omega-3 sembra ridurre il rischio di malattia coronarica.

Le richieste di acidi grassi essenziali variano a seconda dell'età. Gli adulti necessitano di quantitativi di acido linoleico pari ad almeno il 2% del fabbisogno calorico totale e di acido linolenico pari ad almeno lo 0,5%. Gli oli vegetali sono una fonte di acido linoleico e acido linolenico. Oli ottenuti dal cartamo, dal girasole, dal granturco, dalla soia, dalla primula, dalla zucca e dal germe di grano forniscono grandi quantità di acido linoleico. Gli oli di pesce di mare e gli oli ottenuti dai semi di lino, dalla zucca, dalla soia e dalla canola (varietà di colza) apportano grandi quantità di acido linolenico. Gli oli di pesce di mare inoltre forniscono in grandi quantità alcuni altri acidi grassi omega-3.

Macrominerali

I macrominerali Na, Cl, K, Ca, P e Mg sono necessari in dosi giornaliere relativamente elevate (vedi tabelle Macrominerali, Apporto dietetico di riferimento consigliato e Linee guida per la dose giornaliera).

Tabella
icon

Macrominerali

Nutriente

Fonti principali

Funzioni

Ca

Latte e prodotti caseari, carne, pesce, uova, cereali, fagioli, frutta, verdure

Formazione di ossa e denti, coagulazione, trasmissione nervosa, contrattilità muscolare, conduzione miocardica

Cloruro

Molti cibi, soprattutto prodotti animali ma anche alcuni vegetali; simile a Na

Equilibrio acido-base ematico ed intracellulare, pressione osmotica, funzione renale

Potassio

Molti alimenti, compresi latte intero e scremato, banane, prugne, uva passa, carni

Contrazione muscolare, trasmissione nervosa, equilibrio acido-base intracellulare, equilibrio idrico

Magnesio

Foglie verdi, nocciole, cereali integrali, legumi, frutta secca, frutti di mare

Formazione di ossa e denti, trasmissione nervosa, contrazione muscolare, attivazione enzimatica

Sodio

Molti cibi, compresi carne bovina, carne suina, sardine, formaggio, olive verdi, pane di grano, patatine fritte, crauti

Equilibrio acido-base ematico ed intracellulare, pressione osmotica, contrattilità muscolare, trasmissione nervosa, mantenimento dei gradienti delle membrane cellulari

Fosforo

Latte, formaggio, carne, pollame, pesce, cereali, nocciole, legumi

Formazione di ossa e denti, equilibrio acido-base ematico ed intracellulare, produzione di energia

Tabella
icon

Apporto dietetico di riferimento consigliato* per macronutrienti, (Recommended Dietary Reference Intakes for Some Macronutrients, Food and Nutrition Board, Institute of Medicine of the National Academies)

Categoria

Età (anni)

Proteine (g/kg)

Energia (kcal/kg)

Calcio (mg/kg)

Fosforo (mg/kg)

Magnesio (mg/kg)

Lattanti

0,0-0,5

2,2

108,3

66,7

50,0

6,7

0,5-1,0

1,6

94,4

66,7

55,6

6,7

Bambini

1-3

1,2

100,0

61,5

61,5

6,2

4-6

1,2

90,0

40,0

40,0

6,0

7-10

1,0

71,4

28,6

28,6

6,1

Uomini

11-14

1,0

55,6

26,7

26,7

6,0

15-18

0,9

45,5

18,2

18,2

6,1

19-24

0,8

40,3

16,7

16,7

4,9

25-50

0,8

36,7

10,1

10,1

4,4

51+

0,8

29,9

10,4

10,4

4,5

Donne

11-14

1,0

47,8

26,1

26,1

6,1

15-18

0,8

40,0

21,8

21,8

5,5

19-24

0,8

37,9

20,7

20,7

4,8

25-50

0,8

34,9

12,7

12,7

4,4

51+

0,8

29,2

12,3

12,3

4,3

In gravidanza

0,9

4,6

18,5

18,5

4,9

Allattamento al seno

1o anno

1,0

7,9

19,0

19,0

5,4

*Questi quantitativi, espressi come media giornaliera di assunzione nel corso del tempo, hanno lo scopo di fornire le variazioni individuali tra la maggior parte delle persone sane che vive negli Stati Uniti in condizioni di stress ambientali normali.

Acqua

L'acqua è considerata un macronutriente poiché è necessaria nella quantità di 1 mL/kcal (0,24 mL/kJ) di energia spesa o di circa 2500 mL/die. I bisogni variano con la febbre, l'attività fisica, e cambiamenti di clima e di umidità.

Micronutrienti

Le vitamine e i minerali necessari in quantità modeste (oligoelementi minerali) sono detti micronutrienti.

Le vitamine idrosolubili sono la vitamina C (acido ascorbico) e gli 8 componenti del complesso vitaminico B: biotina, acido folico, niacina, acido pantotenico, riboflavina (vitamina B2), tiamina (vitamina B1) piridossina (vitamina B6) e vitamina B12 (cobalamina).

Le vitamine liposolubili sono la vitamina A (retinolo), D (colecalciferolo) e l'ergocalciferolo, E (alfa-tocoferolo), K (fillochinone e menachinone).

Solo le vitamine A, E e B12 sono immagazzinate in quantità significative nell'organismo; le altre vitamine devono essere introdotte regolarmente per mantenere la salute dei tessuti.

I microelementi o minerali essenziali in tracce comprendono cromo, rame, iodio, ferro, manganese, molibdeno, selenio e zinco. Escludendo il cromo, ciascuno di questi viene incorporato negli enzimi o negli ormoni necessari per il metabolismo. A eccezione delle carenze di ferro e di zinco, le carenze dei microminerali sono rare nei Paesi sviluppati.

Gli altri minerali (p. es., alluminio, arsenico, boro, cobalto, fluoro, nickel, silicio, vanadio) non si sono dimostrati essenziali per le persone. Il fluoruro, sebbene non essenziale, aiuta a prevenire la carie dentaria formando un composto con calcio (fluoruro di calcio [CaF2]), che stabilizza la matrice minerale nei denti.

Tutti gli oligoelementi minerali sono tossici a livelli elevati e alcuni (arsenico, nickel e cromo) possono essere cancerogeni.

Altre sostanze alimentari

La dieta giornaliera dell'uomo contiene tipicamente più di 100 000 sostanze chimiche (p. es., il caffè ne contiene 1000). Di esse, solo 300 sono nutrienti e solo una parte di queste è essenziale. Tuttavia, molte sostanze non nutrienti nei cibi sono utili. Per esempio, gli additivi alimentari (p. es., i conservanti, gli emulsionanti, gli antiossidanti, gli stabilizzatori) migliorano la produzione e la stabilità dei cibi. Gli oligoelementi (p. es., le spezie, gli aromi, gli odori, i coloranti, le sostanze fitochimiche, molti altri prodotti naturali) migliorano l'aspetto e il gusto del cibo.

Fibra

La fibra alimentare si presenta in varie forme (p. es., cellulosa, emicellulosa, pectine, gomme). Può aumentare la motilità gastrointestinale, prevenire la stipsi e aiutare a controllare la malattia diverticolare. Si pensa che le fibre aumentino l'eliminazione delle sostanze cancerogene prodotte dai batteri nell'intestino crasso. Alcune evidenze di studi epidemiologici recenti supportano l'associazione tra il cancro del colon e la scarsa assunzione di fibre e l'effetto benefico delle fibre sulle patologie funzionali dell'intestino, sul morbo di Crohn, sull'obesità o sulle emorroidi. Le fibre solubili (presenti nella frutta, nelle verdure, nell'avena, nell'orzo, e nei legumi) riducono l'incremento postprandiale della glicemia e dell' insulinemia e possono ridurre i livelli di colesterolo.

La tipica dieta occidentale è povera in fibre alimentari (circa 12 g/die) a causa di un'elevata assunzione di farina di grano altamente raffinata e di una scarsa assunzione di frutta e verdure. Generalmente si raccomanda una maggiore assunzione di fibre, fino a 30 g/die, attraverso un aumentato consumo di verdure, di frutta e di cereali integrali, a elevato contenuto di fibre. Tuttavia, un consumo molto alto di fibre può interferire con l'assorbimento di alcuni minerali e vitamine.

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