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ETANOLO (a)ETANOLO (a)
Università di Roma Tor Vergata - Scienze della Nutrizione UmanaBiochimica della Nutrizione
Prof.ssa Luciana Avigliano2011
METABOLISMO DELL’ETANOLO CH3-CH2OHViene assunto attraverso le bevande alcoliche ottenute dallafermentazione ( facoltativa) di zuccheri da parte di lieviti.
in presenza di ossigeno: lievito si riproduceconsumato l’ossigeno: si ha la fermentazione1. glucosio piruvato acetaldeide + CO2 (bollicine spumante)2. acetaldeide + alcol deidrogenasi + NADH + H+ etanolo + NAD+
Vino, brandy, cognac, grappa (uva)Birra (orzo)Rhum (canna da zucchero)Whisky (orzo e avena)Vodka (frumento, segale , patate)Calvados (mele)Gin (frutta, cereali, bacche di ginepro)
L’etanolo non è un componente necessario della dieta ma è uncomponente importante nella vita quotidiana nei paesi occidentali
Può essere un
• NUTRIENTE
• AGENTE TOSSICO - tossicità acuta e tossicità cronica
• DROGA PSICOATTIVA - causa disturbi comportamentali, inducedipendenza
a seconda di diverse circostanze qualia seconda di diverse circostanze quali quantità assoluta frequenza di assunzione ingestione con altri nutrienti differenze individuali
genetiche socialiassunzione di farmaci
gli effetti dell’etanolo sono pertanto variabili
importante fonte energetica1 grammo = 7,1 kcal (29,7 kJ)
ma le bevande alcoliche mancano in genere di altri nutrienti
Etanolo rappresenta 1-3% dell’introito calorico giornaliero(forti bevitori anche 50%)
per la potenziale tossicità e per l’ incapacità di accumularlo, l’organismo lo elimina il più rapidamente possibile.
la priorità metabolica dell’etanolo rispetto agli altri nutrienti è lacausa principale degli effetti metabolici dell’alcol su quasi tutti i
nutrienti e sul rischio di malattia
differente genotipo porta a differente metabolismo:minore velocità di eliminazione porta a maggior danno diretto ed indiretto
CARATTERISTICHE NUTRIZIONALIDELLE BEVANDE ALCOLICHE
• COMPLETAMENTO DELL’ ALIMENTAZIONE• COMPLETAMENTO DELLA VITA DI RELAZIONE• FONTE DI PIACERE
INGERITE CON MODERAZIONE FAVORISCONO LA DEGUSTAZIONE DELLE PIETANZE STIMOLANO LA DIGESTIONE ESTINGUONO LA SETE
INGERITE IN QUANTITA’ ECCESSIVERISCHIO DI:
PATOLOGIE DANNI INDIRETTI (INCIDENTI STRADALI, INFORTUNI SUL
LAVORO E DOMESTICI) PROBLEMATICHE PERSONALI, FAMILIARI E SOCIALI
RUOLO DELLE BEVANDE ALCOLICHE NELLA DIETA
BEVANDA ALCOLICA Grado alcolico(% vol)
Misurastandard
(ml)
Quantitàdi alcol
(g)
Apportocalorico
(kcal)
Vino 12 125 12 84
Birra 4,5 330 12 100
Birra doppio malto 8 200 12 170Vermouth dolce 16 75 10 113Porto, aperitivi 20 75 12 115Brandy,cognac, grappawhisky, vodka, rhum 40 40 13 94
CONTENUTO ALCOLICO DI ALCUNE BEVANDE
% vol = ml di alcol / 100 ml di bevanda
Per calcolare i grammi di alcol contenuti in una bevandabisogna moltiplicare la % vol per 0,8 (peso specifico dell’alcol)
UNITÀ ALCOLICA = 12 grammi di alcol
40
20
8
4,5
12
Grado alcolico(% vol)
Apportocalorico
(kcal)
Quantitàdi alcol
(g)
Misurastandard
(ml)BEVANDA ALCOLICA
941340Brandy,cognac, grappawhisky, vodka, rhum
1151275Porto, aperitivi
17012200Birra doppio malto
10012330Birra
8412125Vino
grammi di alcol = % vol per 0,8
(peso specifico dell’alcol)
% vol = ml di alcol/ 100 ml di bevanda
VINO
• Glucidi 1-10 g/l• Polifenoli• Minerali (ferro)• Vitamine
VALORE NUTRIZIONALE DI BEVANDE ALCOLICHE
BIRRA
• Glucidi ~ 30 g/l• Vitamine• Proteine
VODKA, WHISKY
• Glucidi 0,0 g/l
Le bevande alcoliche sono prive di nutrienti e il metabolismo dellLe bevande alcoliche sono prive di nutrienti e il metabolismo dell‘‘alcolalcolnonnon è soggetto a regolazione: è soggetto a regolazione:
perciò le calorie dell perciò le calorie dell‘‘alcol sono calorie alcol sono calorie ““vuotevuote““
Le bevande alcoliche contengono altre sostanze che possono contribuire aldanno organico nei forti bevitori - metanolo e butanolo, aldeidi, istamina, tannini,piombo, cobalto.
METABOLISMOMETABOLISMO
ASSORBIMENTO
Etanolo: molecola debolmente polare che si muove facilmente tra lemembrane e raggiunge facilmente l’equilibrio fra sangue e tessuti
Rapidamente assorbito per diffusione lungo tutto il trattodigerente: esofago, stomaco ed intestinomax assorbimento alcol diluito (20% ) e con l’aggiunta di anidridecarbonica (spumanti e champagne)
a digiuno assorbito per 80-90%.Picco alcolemico
30- 45 minuti a digiuno60-90 minuti in concomitanza del pasto
Diffonde immediatamente in tutti i tessuti e fluidi corporei in quantitàproporzionale al loro contenuto in acqua
10% eliminato con respiro, sudore, urina
90 % Metabolizzato nel fegatoin piccola parte nella mucosa gastrica: M>F, cala con l’età,
CH3
ICH2OH
CH3
IH-C=O
- alcol deidrogenasi citosolica
- MEOS microsomiale
NAD+ NADH + H+
NAD+
NADH + H+
acetalaldeide deidrogenasi
CH3
IHO-C=O
CH3
IC=O~SCoA
acetil CoA sintasi
1. Consumo moderatoALCOL DEIDROGENASI (enzima costitutivo)
Enzima citosolico Zn2+ dipendente; Km = 1mMPuò ossidare anche il metanolo
CH3CH2OH + NAD+ CH3CHO + NADH + H+
Sintesi dell’acetaldeide - due diverse vie metaboliche in base al consumo
2. Consumo elevatoSISTEMA MICROSOMIALE CHE OSSIDA L’ETANOLO(MEOS microsomal ethanol oxidizing system) sistema inducibile
CH3CH2OH + NADPH + H+ + O2 CH3CHO + NADP+ + 2H2OcitP-450 2E1
ACETALDEIDE ALDEIDE DEIDROGENASI. ENZIMA LIMITANTE.
Nel fegato 2 isoenzimi: citoplasmatico Km = 100 mM mitocondriale Km = 3 mM
Polimorfismo genetico
La forma mitocondriale è deficiente in ~ metà della popolazionecinese e giapponese
Gravi effetti tossici a causa dell’accumulo di acetaldeide(arrossamento al volto, nausea, vomito, tachicardia, cefalea)
Circa il 50% dei farmaci metabolizzato da questa via - competizione alcol - farmaco (droga)
ETILISTA aumenta il sistema cit P45 - più rapido metabolismo difarmaci
~ 0,12 g /kg peso corporeo/ora (1 bicchiere di vino pari a 12 gr verrà smaltito dopo circa 1 ora e 25 min da un individuo di 70 kg)
La velocità può raddoppiare nell’alcolismo cronico
Aumento delle dimensioni degli epatociti e proliferazionedel reticolo endoplasmatico liscio
Il MEOS aumenta ma diminuisce l’attività dell’acetaldeidedeidrogenasi
VELOCITA’ DI BIOTRASFORMAZIONE
Interazione tra alcol e farmaci
Il sistema microsomiale che metabolizza l’alcol metabolizzaanche farmaci e xenobiotici in genere
Molti farmaci (tra cui tranquillanti ed ansiolitici, antidolorofici,alcuni antistaminici, perfino sciroppi per la tosse) interagisconocon l'alcol, potenziando reciprocamente gli effetti negativi, connotevoli disturbi a carico dell'attenzione e della percezione
massiccia riduzione del NAD+ a NADH e calo dell’attivitadegli enzimi NAD+ dipendenti
NAD+ /NADH citosolico ~ 1000
NAD+ /NADH citosolico ~ 250-300 in presenza di etanolo
DIMINUISCE IL PIRUVATO ED AUMENTA IL LATTATO
Effetto sul metabolismo dei carboidrati e dei grassi
EFFETTI METABOLICI DA ABUSO DI ALCOL
Il metabolismo dell’alcol non ha meccanismi diregolazione
ETANOLO ACETALDEIDE ACIDO ACETICO
NAD+ NADH + H+ NADH + H+NAD+
Ac. LATTICO
Ac. PIRUVICO
ACIDOSI LATTICA
gluconeogenesiIPOGLICEMIA
Ac. GRASSI
TRIGLICERIDI
IPERLIPIDEMIASTEATOSI EPATICA
lattato compete con uratoper escrezione renale equindi IPERURICEMIAdovuta anche ad aumentatocatabolismo dell’ATP
INDUZIONE DEL MEOS DEFICIT DI O2 DANNO CELLULARE E TISSUTALE RALLENTAMENTO CATENA RESPIRATORIA PRODUZIONE DI ROS
ACETIL CoA
CHETOSI
CICLO DI KREBS
ALCOL E METABOLISMO DEI CARBOIDRATI
abusoabusoaumento del NADH porta a diminuita gluconeogenesi e ipoglicemia
più pericolosa:- Forti bevitori con dieta inadeguata e scarse riserve di glicogeno- Diabetici con assunzione di ipoglicemizzanti orali o insulina
Pancreatite alcolicaPancreatite alcolica: insufficienza del pancreas esocrino e quindi: insufficienza del pancreas esocrino e quindicattiva digestione e malassorbimentocattiva digestione e malassorbimento
assunzione moderatascarso effetto, in particolare se alcol assunto col pasto in quantol’effetto ipoglicemizzante è compensato da assunzione di carboidrati
assunzione moderata inversamente correlata a livelli di insulina post-prandiale (fra i fattori di protezione da bassa assunzione)
assunzione di alcol dopo esercizio intenso aumenta rischio di ipoglicemiaassunzione di alcol dopo esercizio intenso aumenta rischio di ipoglicemia
fattore di rischio di obesità se le calorie dell‘alcol sono aggiunte a quelledella dieta (in genere ciò avviene nei bevitori moderati).
Valutazione complicata dal fatto che l‘alcol ha un notevole effetto termogenico
20-25% vs 12% di un pranzo misto
La sostituzione del cibo con l‘alcol si ha nei forti bevitori con malnutrizione e perdita di peso.
LL’’alcol induce un bilancio positivo dei grassialcol induce un bilancio positivo dei grassi, non per lipogenesi ex novo, non per lipogenesi ex novoma in quanto lma in quanto l’’acetato è usato come fonte energetica a speseacetato è usato come fonte energetica a spesedelldell’’ossidazione dei grassi: soppressione dei grassi epatici ed aumentatoossidazione dei grassi: soppressione dei grassi epatici ed aumentatoflusso di grassi dai tessuti perifericiflusso di grassi dai tessuti periferici
Il blocco della ossidazione lipidica porta a sviluppo del fegato grasso,Il blocco della ossidazione lipidica porta a sviluppo del fegato grasso,iperlipidemia alcolica, aumento secrezione VLDL, ridotta rimozione VLDL.iperlipidemia alcolica, aumento secrezione VLDL, ridotta rimozione VLDL.Questi effetti aumentati dalla assunzione di una dieta ricca in grassiQuesti effetti aumentati dalla assunzione di una dieta ricca in grassi
METABOLISMO DEI LIPIDI
Modificazione delle lipoproteine plasmatiche
VLDL (aumenta la secrezione epatica di VLDL e si riduce la rimozione periferica da parte della lipoproteina lipasi)
HDL (riduzione del catabolismo, aumento della produzione e secrezione epatica di apo-proteine
LDL effetto minore (anche effetto polifenoli del vino su minore ossidazione LDL non dimostrato)
30 g/die associati ad una riduzione del 25% di rischio cardiovascolare,forse legato ad aumento HDL
assunzione di alcol dà sensazione di calore
I. vasodilatazione dei vasi periferici per rilascio di
catecolammine,
II. rapida dissipazione di calore,
III. diminuzione della temperatura interna,
IV. rischio di assideramento alle basse temperature
Azione dell’alcol sui neuroni
Azione su recettori e trasportatori:Aumento dei recettori per l’acido γ-amminobutirrico (GABA) einibizione dei recettori del N-metil-D-aspartato (NMDA)
Una dose accettabile giornaliera da consumarsi durante i pasti puòessere indicata entro il limite di :
2-3 unità alcoliche per gli uomini 1-2 unità alcoliche per le donna 1 unità alcolica per gli anziani
≤ 10% calorie totali
Per gli adolescenti fino a 15 anni, l’OMS raccomanda l’astensionetotale dal consumo di alcol
Uno degli obiettivi dell’OMS per il 2010 è ridurre a zero la quota diragazzi minori di 15 anni che consuma alcol
Controindicazioni:Gravidanza, Allattamento, Alcune patologie
LINEE GUIDA INRAN e OMS