LE BASI MOLECOLARIDELLA NUTRIZIONE

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Addonisio – Invecchiamento cutaneo. Patogenesi, clinica e terapia

Brunett i/Santeusanio – Malatt ie delle ghiandole endocrine, del metabolismo e della nutrizione

Cabras/Martelli – Chimica degli alimentiCabras/Tuberoso – Analisi dei prodott i

alimentariCataliott i – Manuale di chirurgia pediatricaChiaranda – Guida illustrata delle emergenze.

Con DVD interatt ivo multimediale (II ed.)Clay/Pounds – Fondamenti clinici della

massoterapiaCozzani – Alimentazione e saluteCozzani/Dainese – Biochimica degli alimenti e

della nutrizioneEvangelisti/Restani – Prodott i dietetici.

Chimica, tecnologia ed impiegoFerrara – Terapia sclerosante ed

elastocompressiva delle fl ebopatieFitz patrick – Manuale e Atlante di dermatologia

clinicaFoye/Lemke/Williams/Roche/Zito – Principi di

chimica farmaceuticaFranchini/Pisano – Nuove acquisizioni teorico-

pratiche nell’alimentazione del bambinoGarrett /Grisham – Biochimica Gigliott i/Verga – Biotecnologie alimentariKamina – Atlante di anatomiaKatz ung/Masters/Trevor – Farmacologia

Generale e ClinicaKisner/Colby – Esercizio terapeutico.

Fondamenti e tecnicheManuale di Segni & SintomiMassirone – Tratt ato di medicina esteticaMathews – BiochimicaMcMurry – Chimica organicaNicolai – Curarsi con l’alimentazioneNizzoli – Valutazione ed effi cacia dei

tratt amenti del comportamento alimentareOlímpio – Anatomia palpatoria funzionalePetrucci/Herring/Madura/Bissonnett e –

Chimica generalePontieri/Russo/Frati – Patologia generale e fi siopatologia generale

Pulcini – Una vita a strati uniti. Il nutrimento e l’esercizio fi sico per stare meglio oggi e domani

Raimondi – La nutrizione nello sportRohen/Yokochi/Lütjen-Drecoll – Atlante

fotografi co a colori di anatomiaRubin – Anatomia patologica e Patologia

generale (2 voll.)Saladin – Anatomia e fi siologiaSaladin – Anatomia UmanaSiliprandi/Tett amanti – Biochimica medica.

Strutt urale, Metabolica e FunzionaleStamegna - La cellulite. Basi fi siopatologiche

e terapia medica di body contouringTedeschini – Manuale dietetico per

l’autoregolazione del peso corporeoThaler – L’unico libro sull’ECG di cui avrai

bisognoWade – Fondamenti di chimica organicaZangara/Zangara/Koprivec – Dietologia.

Alimenti - Alimentazione nel sano e nel malato - Integratori alimentari

Ziegler – Conoscenze att uali in nutrizione

Collana di DVD di medicina cinese 1. Il tratt amento dell’obesità in medicina

cinese 2. Il tratt amento delle irregolarità mestruali

in medicina cinese 3. Il tratt amento della sciatica in medicina

cinese 4. La palpazione in medicina cinese 5. Tui Na nella spondilosi cervicale 6. Tui Na nelle lesioni dei tessuti molli della

spalla 7. Tui Na nelle più comuni malatt ie

pediatriche 8. Tui Na nelle lombosciatalgie 9. Tui Na in medicina interna10. Agopuntura e moxibustione per

l’endometriosi11. Agopuntura in dermatologia12. Agopuntura per la dismenorrea13. Agopuntura per la cefalea14. Agopuntura per la rinite allergica15. Tecniche di agopuntura 1: tecniche di

manipolazione degli aghi16. Tecniche di agopuntura 2: tecniche

aggiuntive17. Tecniche di maxibustione e coppett azione

Dello stesso Editore

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GIUSEPPE ARIENTI

LE BASI MOLECOLARIDELLA NUTRIZIONE

Quarta edizione

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Tutt i i diritt i sono riservatiÈ vietata per legge la riproduzione in fotocopia e in qualsiasi altra forma.

È vietato riprodurre, archiviare in un sistema di riproduzione o trasmett ere sott o qualsiasiforma o con qualsiasi mezzo elett ronico, meccanico, per fotocopia, registrazione o altro,

qualsiasi parte di questa pubblicazione senza autorizzazione scritt a dell’Editore.Ogni violazione sarà perseguita secondo le leggi civili e penali.

ISBN 978-88-299-2698-5

Stampato in Italia© 2015, by Piccin Nuova Libraria S.p.A., Padova

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Indice generale V

Quando il dott or Piccin mi propose di scrivere una quarta edizione di questo libro, accett ai ben volentieri. Tutt avia, passati diversi anni dalle edizioni precedenti, mi sono trovato in un mare tempestoso. Non ci voleva molta fatica a capire che molti dati e molte idee sulla biochimi-ca della nutrizione erano cambiati. Ho dovuto quindi rivedere quanto avevo precedentemente scritt o. I capitoli sono stati mantenuti il più possibile nell’ordine in cui erano stati presentati nella terza edizione mentre il materiale in loro contenuto è stato riveduto.

In questi ultimi anni, l’aspett o della regolazione metabolica è stato studiato in maniera pro-fonda, anche grazie ai notevoli progressi della biologia molecolare. Ne sono venute fuori alcu-ne idee di fondamentale importanza che impegneranno la ricerca anche in futuro. Mi riferisco, sopratt utt o, alla capacità dei nutrienti di regolare l’espressione genica: la scoperta di questi fatt i ha svelato un tessuto di regolatori che si unisce e si integra a quanto già si sapeva sulla regolazione intracellulare per mezzo di metaboliti e sulla regolazione da parte di ormoni. In altri termini, l’organismo è in grado di riprogrammarsi in relazione ai nutrienti assunti.

Molta ricerca si sta facendo sugli alimenti in relazione ai possibili benefi ci sulla salute, oltre al ruolo di fornire energia e nutrienti. Queste indagini sono ancora ai loro inizi e si presenta-no come molto impegnative, a causa dell’elevatissimo numero delle molecole da esaminare e degli eff ett i a lungo termine. Sott o certi punti di vista, ci troviamo oggi di fronte a queste tematiche nella situazione cui si trovavano gli scopritori dei ruoli delle vitamine un secolo fa.

Il campo della biochimica nutrizionale è stato uno di quelli che si è sviluppato in maniera più grande; ciò non stupisce, date le relazioni profonde tra nutrizione, alimentazione e medi-cina preventiva. Le aspett ative della gente sono molte: ci si att ende dalla scienza che ci siano indicati quali cibi consumare con la sicurezza di prevenire eff ett i indesiderati o tossici e di evi-tare quelli dannosi. Molto spesso, le risposte scientifi che sono soltanto frammentarie e parziali. La ricerca richiede molto tempo e molto denaro.

Spero, che l’opera possa essere gradita a molti e che lo sforzo (notevole) di aggiornamento che è stato qui compiuto sia un pochino apprezzato. Affi do, quindi, questo testo ai miei lett ori.

Perugia, ott obre 2015

Prefazione allaquarta edizione

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VI Indice generale

“…l’uomo non può vivere soltanto di pane…” Dt 8,3

Ho messo, come mott o iniziale di questo libro, una frase del Deuteronomio (l‘uomo non può vivere di solo pane” Dt 8,3). È evidente che il testo biblico sott olinea la prevalenza della spiritua-lità dell’uomo sugli aspett i puramente materiali.

Oggi, questa frase può essere rielaborata in molti modi diversi, ma continua a conservare la sua verità. Se la nutrizione è un aspett o importante e irrinunciabile per il benessere dell’uomo, non si può né si deve dimenticare quanto possano incidere sulla stessa nutrizione situazioni di emarginazione, di povertà, di abbandono e di mancanza di motivazioni verso la vita. Ciò mi porta a rifl ett ere sulla frase biblica. Sì, non di solo pane vive l’uomo e non solo perché la va-rietà dei cibi è necessaria al suo benessere, non solo perché la parte spirituale non deve essere soff ocata dalla pura e semplice ricerca dei beni materiali, ma anche perché se non vi è lo spirito umano, non è possibile nutrire l’uomo nemmeno materialmente, come troppe volte si vede e si percepisce.

Gli anziani abbandonati, gli emarginati, i drogati hanno sicuramente dei problemi nutrizio-nali e hanno veramente bisogno del pane ma, proprio in questi, si vede come il solo pane non basti. Nell’aff rontare problemi come la malnutrizione e i suoi eff ett i sui bambini ho provato pena e angoscia. Quanto è diverso il mondo di molecole che costituisce la macchina umana dal volto di un bambino che soff re!

La nutrizione è un campo in cui ho potuto avvicinare queste considerazioni umane al mondo biologico dei miei studi. Ancora oggi, dopo tanti anni, la vita non cessa di meravigliarmi. La materia vivente è un mondo chimico così straordinariamente complesso che nessun chimico serio vi crederebbe se non fosse un vivente egli stesso. Non so dire in quale misura gli aspett i scientifi ci e quelli umani abbiano giocato nel farmi apprezzare il campo della nutrizione. Cer-to, quando un ragazzo intuisce in quali e quante maniere sorprendenti e ingegnose i viventi riescono a gestire l’energia e la materia del mondo non vivente che li circonda, gli è diffi cile poi dimenticarsene e guardare altrove.

La biochimica c’insegna come interpretare la vita in senso molecolare ed è avvincente il vede-re come il vivente giochi con le leggi della chimica e della fi sica come gli uccelli con il vento. Ciò che sembra impossibile diventa realtà sott o i nostri occhi. Il fascino della nutrizione sta anche nella scoperta di questo gioco senza fi ne che ci tiene tutt i in vita con la forza impalpabile di un raggio di sole.

L’interesse non è limitato al campo meramente speculativo. Infatt i, la nutrizione è intima-mente connessa al benessere dell’uomo e non si può parlare di buona salute se la nutrizione non è adeguata. Per questo, la nutrizione deve essere vista in senso preventivo, ma non mancano certamente gli aspett i curativi e l’uso di prescrizioni dietetiche è vecchio quanto l’uomo.

Questo libro vorrebbe fornire le basi biochimiche necessarie per interpretare le situazioni nutrizionali che si possono presentare nella pratica quotidiana. Insomma, vorrebbe essere una

Prefazione allaprima edizione

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Prefazione alla prima edizione VII

specie di trait-d’union tra la biochimica e la pa-tologia o la nutrizione clinica. Per questo, una delle diffi coltà maggiori incontrate nello scrive-re è stata la scelta del materiale da inserirvi. Se questa diffi coltà è vera per tutt i gli autori e per tutt i i libri è particolarmente vera per un’opera come questa che aff ronta un soggett o particola-re. Infatt i, un po’ tutt i gli argomenti di biochi-mica hanno risvolti nutrizionali e, d’altronde, non potevo ripetere in questo volume di carat-tere specialistico, ciò che già si trova in testi di biochimica e di fi siologia. Le ragioni di ciò sono ovvie. Ott imi tratt ati di queste materie già esi-stono in commercio e il tentativo d’emularli mi pare inutile e inopportuno. D’altronde, si dove-va pure, in qualche modo, introdurre il lett ore a quei concett i basilari che potessero permett e-re la comprensione degli aspett i più specifi ca-mente nutrizionali. Per questo, taluni capitoli che si trovano molto ben sviluppati nei libri di biochimica, sono qui soltanto accennati, mentre un’enfasi molto maggiore è concessa agli aspett i di regolazione e di utilizzazione dei nutrienti. Nello scrivere, mi sono dovuto presto rendere conto che operare certe scelte è molto diffi cile e il tentativo di giustifi carle avrebbe richiesto un altro libro. Per carità! Come diceva il Manzoni, di libri ne basta uno alla volta, quando non ne è di troppo.

Il lavoro è diviso idealmente in più parti. Dapprima, aff ronto questioni di caratt ere mol-to generale, come la termodinamica e la sua applicazione ai viventi, il metabolismo e la sua logica, i nutrienti e i loro bisogni. Passo quindi a considerare un’introduzione al metabolismo e alla sua regolazione, per esaminare quali siano le regole generali cui tutt a la materia vivente ubbidisce. Poi esamino i macronutrienti capa-ci di donare energia e presento la regolazione dell’utilizzazione e le caratt eristiche metaboli-

che di ciascuno. Dopo ciò, considero i minerali e le vitamine. Cambiando punto di vista, prendo successivamente in esame alcune particolari si-tuazioni fi siologiche.

Devo confessare che uno dei momenti più diffi cili è stato quello in cui ho dovuto decidere quando smett ere di scrivere. Infatt i, gli argo-menti sono un po’ come le ciliegie del prover-bio: uno tira l’altro. Così facendo, mi sarei però troppo spostato verso tematiche di patologia, di dietologia e di dietoterapia che non era mia intenzione includere in questo volume. Perciò ho cercato un att erraggio di fortuna e ho po-sto la conclusione dopo i capitoli dedicati a particolari situazioni fi siologiche e allo sport, senza aff rontare alcuni argomenti interessanti per i loro risvolti nutrizionali come il diabe-te, l’immunità, la relazione tra alimentazione e tumori, e così di seguito. Sono convinto che alcuni penseranno che avrei dovuto includere anche questi capitoli, altri saranno persuasi che avrei dovuto escluderne anche altri che ho in-vece incluso e, temo, qualche altro penserà che avrei fatt o meglio a escluderli tutt i e non ini-ziare nemmeno a scrivere queste faticate carte. Nella speranza che questi ultimi non siano una maggioranza, affi do il manoscritt o all’Editore e il lavoro ai Lett ori.

Sono certo che il lett ore att ento troverà degli errori e ciò, credo, è vero per tutt i i testi. Tutt a-via, mi auguro che questo libro serva a coprire un campo del sapere oggi più che mai in espan-sione, fornendo al lett ore le basi biochimiche necessarie. Non so ancora se questo tentativo avrà successo; secondo me, un successo anche parziale sarebbe un risultato notevole.

L’Autore

Perugia, aprile 1995

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VIII Indice generale

AA Acido arachidonicoABCA1 ATP-binding cassett e transporter A1 (trasportatore A1 a cassett a legante l’ATP)ac Acido ACTH Ormone corticotropoADH Adiuretina ADP Adenosina difosfatoAI Adequate intake (assunzione adeguata)ALA Amminolevulinato sintasiALT Alanina amminotrasferasiAMDR Acceptable macronutirent distribution range (ambito di distribuzione accett abile di macronutrienti)AMP Adenosina monofosfato (ac adenilico)Apo ApolipoproteinaAR Average requirements (fabbisogno medio)ART ADP-ribosiltrasferasiATP Adenosina trifosfatoATPasi ATP fosfoidrolasiBCCA Branched-chain aminoacids (amminoacidi a catena ramifi cata)BCKA Branched-chain ketoacids (chetoacidi a catena ramifi cata)BCKDH Branched-chain ketoacid dehydrogenase (complesso della deidroigenasi dei chetoacidi a catena ramifi cata)BH4 Tetraidrobiopterinabp Coppia di basi (nel DNA)BEE Basal energy expenditure (metabolismo basale estrapolato alle 24 ore)BGP Osteocalcina

BMI Body mass index (vedi IMC)BMR Basal metabolic rate (metabolismo basale)BSEP Bile salt export pump (pompa per l’esportazione dei sali biliari)BV Biological value (valore biologico)cAMP AMP ciclicoCBP Proteina legante il CREBCDP Citidina difosfatoCETP Cholesterol ester transfer protein (proteina capace di trasferire gli esteri di colesterolo)cGMP GMP ciclicoCHD Coronary hearth disease (malatt ia cardiaca coronarica)ChRE Carbohydrate responsive element (elemento di risposta ai carboidrati)ChREBP Carbohydrate responsive element binding protein (proteina legante l’elemento di risposta ai carboidrati)CoA Coenzima A CoQ Coenzima Q (ubichinone)COX CiclossigenasiCMP Citidina fosfatoCP Creatina fosfatoCPK Creatine phosphokinase (creatina fosfochinasi)CPS1 Carbammilfosfato sintetasi 1CRABP Cellular retinoic acid binding protein (proteina cellulare legante l’ac retinoico)CRALBP Cellular retinaldehyde binding protein (proteina cellulare legante il retinale)CRBP Cellular retinol binding protein (proteina cellulare legante il retinolo)

Principaliabbreviazionie acronimi

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Principali abbreviazioni e acronimi IX

CRE cAMP-responsive elements (elemento di risposta al cAMP)CREBP CRE binding protein (proteina legante il CRE)CRH Ormone ipotalamico rilasciante l’ormone adrenocorticotropoCT CalcitoninaCTP Citidina trifosfatoCYP Superfamiglia dei geni che codifi cano per idrossilasi dipendenti dal cit P450. Il primo numero arabo indica la famiglia, la lett era la sott ofamiglia e il secondo numero arabo il gene specifi coCYP27 Sterol-27 hydroxylase (sterolo 27-idrossilasi)CYP3A Cytochrome P4503A (citocromo p4503A)CYP7A1 Cholesterol 7α-hydroxylase (colesterolo 7α-idrossilasi)DAG Diacilglicerolo DBP Vitamin D binding protein (proteina legante la vit D)DCP Des-γ-carbossi protrombinaDHA DocosaesaenoatoDHPR Deidropiridina DIT DiiodotirosinaDMT Divalent metal transporter (trasportatore di metalli divalenti)DRI Dietary reference intake (assunzioni giornaliere di riferimento)DXA Dual-energy X-ray absorptionEAR Estimated average requirements (bisogno medio stimato)EER Estimated energy requirements (bisogno stimato di energia)EFT Electron-transfering fl avoprotein (fl avoproteina trasferente elett roni)EGH Epidermal growth factor (Fatt ore di crescita dell’epidermide)EM Equivalenti metabolici – multipli del dispendio energetico a riposo corrispondenti a un consumo di ossigeno pari a 3,5 ml.kg-1 di peso corporeo.min-1.EPA EicosapentaenoatoEPO EritropoietinaEPOC Excess post-exercise oxygen consumption (consumo extra di ossigeno legato all’esercizio)

ER Reticolo endoplasmaticoES Errore standardFABP Fatt y acid binding protein (proteina legante gli acidi grassi)FAD Flavin adenin dinucleotideFAT Fatt y acid translocase (trasportatore degli acidi grassi)FATP Fatt y acid transport protein (proteina trasportatrice di acidi grassi)FFA Free fatt y acids (acidi grassi liberi)FIGLU FormimminoglutammatoFMN Flavin adenin mononucleotideFR Folate receptorFSH Follicle stimulating hormone (ormone follicolo stimolante)FXR Farnesol X receptor (recett ore X per il farnesolo)GABA γ-amminobutirratoGDP Guanosina fosfatoGH Growth hormone (ormone della crescita)GHIH SomatostatinaGHRH Ormone ipotalamico rilasciante il GHGIP Peptide gastroinibitorioGla CarbossiglutammatoGLK-1 Glucagon-like petide 1 (peptide 1 simile al glucagone)GLUT Glucose transporters (trasportatori di glucosio)GMP Guanosina monofosfatoGnRH Ormone ipotalamico rilasciante le gonadotropineGSHPx Glutatione perossidasiGTP Guanosina trifosfatoHb EmoglobinaHDL High-density lipoproteins (lipoproteine a densità alta)HMB β-idrossi-β-metil butirratoHMG-CoA 3-idrossi-3-metilglutaril-CoAHNF Fatt ore nucleare degli epatociti (Hepatocyte nuclear factor)HPETE IdrossiperossieicosapentaenoatoHRE Hormone responsive elements (tratt o di DNA capace di rispondere agli ormoni)IDD Iodine defi ciency disorders (disordini da defi cienza iodica)IGF Insulin-like growth factor (fatt ore di crescita insulinosimile)IL InterleuchinaIL-1β Interleuchina 1-β

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X Principali abbreviazioni e acronimi

IMC Indice di massa corporeaIMP Inosina monofosfatoimTG Triacilgliceroli intramuscolariIP3 Inositolo 1,4,5-trisfosfatoIRE Iron responsive elements (elementi di risposta al ferro)IREBP Iron responsive elements bindign protein (proteina che si lega agli elementi di risposta al ferro)I-κB Inibitore κB JAK Chinasi JanusLA Linoleato LAF Livello di att ività fi sicaLCA Lithocholic acid (litocolato)LCAT Lecithin:cholesterol acyltransferase (lecitina:colesterolo aciltrasferasi)LCFA Long chain fatt y acids (acidi grassi a catena lunga)LCT Long-chain triacylglycerol (triacilgliceroli con acidi grassi a catena lunga)LDL Low-density lipoproteins (lipoproteine a densità bassa)LH Luteinizing hormone (ormone luteinizzante)LOAEL Lowest observed adverse eff ect level (livello più basso osservato di eff ett i avversi)5LO 5-lipossigenasiLPL Lipoprotein lipase (lipasi lipoproteica)LRAT Lecithin:retinol acyltransferase (lecitina:retinolo aciltrasferasi)LRH-1 Liver receptor homolog-1 (omologo 1 del recett ore epatico)LRNI Lower reference nutrient intake (livello di riferimento basso dell’apporto di nutrienti)LT LeucotrieneLXR Recett ore epatico X (liver X receptor)LXRE Elemento della risposta dello LXR (LXR response element)Mb MioglobinaMCFA Medium chain fatt y acids (acidi grassi a catena media)MCP-1 Monocyte chemoatt ractant protein 1 (Proteina di chemoatt razione dei monociti, tipo 1)MCT Monocarboxylate transporters (trasportatori di acidi monocarbossilici)

MCT Medium-chain triacylglycerol (triacylglyceroli con acidi grassi a catena media)MeAIB MetilamminoisobutirratoMET Metabolic equivalents (vedi EM)MFT Fatt ore che si lega all’elemento di risposta dei metalliMGF Mechanical growth factor (Fatt ore meccanico di crescita)MIT MonoiodotirosinaMK-0 Menadione (vit K3)MK-n Menachinone-n (vit K2)MMP Metalloproteinasi della matrice (Matrix metalloproteinases)MRE Metabolic responsive element (elemento di risposta metabolica)MSH Ormone melanocita stimolanteMT MetallotioneinamTOR Mammalian target of rapamycin (bersaglio della rapamicina nei mammiferi)MUFA Acidi grassi monoinsaturiNAD Nicotinammide adenina dinucleotideNF-Y Fatt ore nucleare YNF-κB Fatt ore nucleare κBNMR Nuclear magnetic resonance (risonanza magnetica nucleare)NOAEL No observed adverse eff ect level (livello per cui non si osservano eff ett i tossici)NOS Nitric oxide synthase (NO sintasi)NPD1 Neuroprotett ina 1NPT Nutrizione parenterale totaleNPU Net protein utilization (utilizzazione proteica neta)NTCP Sodium taurocholate cotransporting polipeptide (polipeptide del cotrasporto di taurocolato sodico)OATP Organic anion transporting polipeptide (polipeptide del trasporto degli anioni organici)PAL Physical activity level (vedi LAF)PAPS 3’-fosfoadenosil-5’-fosfosolfato PARP Poli(ADP-ribosio)polimerasiPDH Piruvato deidrogenasiPER Protein effi ciency ratio (rapporto di effi cienza proteica)PG ProstaglandinaPGI ProstaciclinaPi Fosfato inorganicoPIP Fosfatidilinositolo fosfato

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Principali abbreviazioni e acronimi XI

PIP1 Fosfatidilinositolo bisfosfatoPIP2 Fosfatidilinositolo trisfosfatoPKA Proteina chinasi APKC Proteina chinasi CPLP Piridossale fosfatoPLTP Phospholipid transfer protein (proteina che trasferisce i fosfolipidi)PPAR Recett ore per il proliferatore dei perossisomi (Peroxisome proliferator receptor)PPRE Elemento di risposta del PPARPQQ Pirrolo chinolin chinone PRC Prolatt ina PRI Assunzione di riferimento per la popolazione (Population reference intake)PTH ParatormonePUFA Polyunsaturated fatt y acids (acidi grassi polinsaturi)PXR/SXR Rodent pregnane X receptor/ human steroid and xenobiotic receptor (recett ore X per il pregano nei roditori/recett ore umano per gli steroidi e gli xenobiotici)RAE Retinol activity equivalents (equivalenti di att ività retinolica)RAR Retinoid acid receptor (recett ore per l’ac retinoico)RARE Retinoic acid responsive element (elemento di risposta all’ac retinoico)RARX Retinoid X responsive element (elemento di risposta al retinoide X)RCFT Proton-coupled folate transporterREE Retinol equivalents (Equivalenti di retinolo)RXR Retinoid X receptor (recett ore per il retinoide X)RBP Retinol binding protein (proteina legante il retinolo)RCT Reverse cholesterol transport (trasporto inverso di colesterolo)RDA Recommended dietary allowance (razione giornaliera raccomandata)RFC Reduced folate carrierRE Retinolo-equivalentiRE Response element (elemento di risposta)REE Resting energy expenditure (Metabolismo a riposo estrapolato alle 24 ore)

RES Richiesta energetica stimataRMR Resting metabolic rate (metabolismo a riposo)RNI Reference nutrient intake (apporto di riferimento di nutrienti)ROS Reactive oxygen species (specie reatt ive dell’ossigeno)RXR Retinoid X receptor (recett ore X per i retinoidi)RyR1 Ryanodine receptor (recett ore per la rianodina) S Svedberg (coeffi ciente di sedimentazione, s-1)SAMe S-adenosilmetioninaSCAP Cleavage activating protein (proteina att ivatrice per scissione)SCPx Sterol carrier protein x (proteina x trasportatrice di steroli)SDT Obiett ivo nutrizionale per la prevenzione (Suggested dietary target)SGLT Sodium glucose transportes (trasportatori di sodio e glucosio)SH2 Sequenza SH2SHP Small heterodimer partner (partner eterodimerico piccolo)SMVT Sodium-dependent multivitamin transporter (trasportatore multivitaminico dipendente da sodio)SOCC Store-operated calcium channels (canali del calcio azionati dai depositi)snRNP Small nuclear ribonucleotides (piccoli ribonucleotidi nucleari)SRBP Signal recognition protein (proteine di riconoscimento del segnale)SRE Sterol regulatory element (elemento capace di rispondere agli steroidi)SREBP Sterol regulatory-element-binding protein (proteina capace di legarsi allo SRE)SVCT Sodium-dependent vitamin C transporter (trasportatore sodio- dipendente di vit C)T3 TriiodotironinaT4 Tetraiodotironina (tiroxina)TAC Tomografi a assiale computerizzataTAF TBP associate factors (fatt ori associati al TBP)

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XII Principali abbreviazioni e acronimi

TBG Thyroxine binding globulin (globulina legante la tirossina)TBP TATA binding proteinTC TranscobalamminaTEE Total energy expenditure (Consumo totale di energia)THF TetraidrofolatoTIBC Total iron binding capacity (capacità totale di legare il ferro)TIMP Inibitori tessutali delle metallo proteinasi (tissue inhibitors of metalloproteinases)TNF Fatt ore di necrosi tumorale (Tumor necrosis factor)TPP Tiamina pirofosfatoTRH Ormone ipotalamico rilasciante l’ormone tireotropoTSH Ormone tireostimolanteTTR Thyroxin binding globulin (transiteretina)TX Trombossano

UI Unità internazionaleUL Tolerable upper intake level (livello massimo tollerabile)UDP Uridina difosfatoUMP Uridina monofosfatoUTP Uridina trifosfatoVDR Vitamin D receptor (recett ore per la vit D)VEGF Vascular endothelial growth factor (fatt ore di crescita degli endoteli vascolari)VHDL Very high density lipoproteins (lipoproteine a densità molto alta)vit Vitamina VLDL Very low density lipoproteins (lipoproteine a densità molto bassa)WHO World health organization (Organizzazione mondiale della sanità - OMS)

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Il contenuto di questo volume è idealmente diviso in diverse sezioni. Dapprima pongo al-cuni capitoli introdutt ivi che richiamano brevemente alcune notizie di base che non possono essere ignorate. In alcuni casi, ciò è fatt o per sommi capi, in altri (quelli di più rilevante inte-resse nutrizionale, come la composizione corporea, gli standard nutrizionali, ecc.) mi diff ondo maggiormente.

Passo poi a visitare il metabolismo e la sua regolazione. Rispett o all’edizione precedente amplio la parte dedicata alla biologia molecolare e al meccanismo di azione degli ormoni. In seguito, esamino le vie metaboliche per poi passare alla discussione dei micronutrienti e ai ruoli biochimici e fi siologici. Termino considerando alcuni aspett i biochimico-funzionali come il digiuno, l’att ività fi sica, ecc.

Ho preferito aggiungere la bibliografi a al termine di ciascun capitolo piutt osto che alla fi ne perché ho pensato che ciò fosse più comodo. Una breve passeggiata in Internet mett e a di-sposizione di chiunque e in tempi brevissimi una quantità enorme di materiale bibliografi co. L’espansione della ricerca avvenuta negli ultimi decenni ha determinato un aumento notevole dei lavori pubblicati. Ho scelto di citare soltanto alcuni lavori lasciando non citati molti altri. Innanzitutt o cito i documenti delle agenzie internazionali, come la FAO, l’OMS e l’ONU. Cito anche documenti nazionali (o internazionali) di notevole rilievo, come le tabelle di assunzione di riferimento di nutrienti. Una gran parte di questo materiale è scaricabile (spesso gratuita-mente) dalla rete. Infi ne cito alcuni lavori per interesse storico o perché particolarmente signi-fi cativi.

Oltre ai lavori citati, ha consultato molti manuali di diverse materie, alcuni italiani, altri stranieri. Faccio presente che nuovi libri escono in continuazione nel mondo e, spesso in tra-duzione, anche in Italia.

Le “Basi molecolari della nutrizione” sono centrate sopratt utt o sugli aspett i biochimici e fi siologici. Gli aspett i tipicamente nutrizionali (assunzioni di riferimento) e i risvolti medici e clinici sono utilizzati essenzialmente come mezzi per capire i primi e/o come esempi. Per que-sto, invito i lett ori a rivolgersi anche ad altre pubblicazioni (come le tabelle pubblicate da varie agenzie) e a opportuni testi di medicina e di clinica.

Spero che questo libro possa essere utile alla comprensione di tematiche nutrizionali a li-vello molecolare. I lett ori interessati agli aspett i clinici e terapeutici dovranno anche utilizzare opere che aff rontino gli aspett i della patologia e della terapia che qui sono aff rontati soltanto per cenni.

Note per il lettore

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XIV Indice generale

Lettera greca Nome greco Equivalente latinoΑ, α alfa A, aΒ, β beta B, bΓ, γ gamma G, gΔ, δ delta D, dΕ, ε epsilon E, ëΖ, ζ zeta Z, zΗ, η eta E, e

Θ, θ theta Th, thΙ, ι iota I, iΚ, κ kappa K, kΛ, λ lambda L, lΜ, μ mu M, mΝ, ν nu N, nΞ, ξ xi X, xΟ, ο omicron O, oΠ, π pi P, pΡ, ρ rho R, rΣ, σ sigma S, sΤ, τ tau T, tΥ, υ upsilon Y, yΦ, ϕ phi Ph, phΧ, χ chi Ch, chΨ, ψ psi Ps, psΩ, ω omega O, o

Multipli SottomultipliNome Simbolo Fattore Nome Simbolo FattoreExa E 1018 Milli m 10-3

Peta P 1015 Micro μ 10-6

Tera T 1012 Nano n 10-9

Giga G 109 Pico p 10-12

Mega M 106 Femto f 10-15

Chilo k 103 Atto a 10-18

AppendiciAlfabeto greco

Tabella dei multipli e dei sottomultipli

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L’Autore

Giuseppe Arienti è nato Lissone, in provincia di Milano (ora Monza Brianza), il 12 ott obre 1946. Trovatosi in possesso di un diploma di Maturità Classica, verso la metà degli anni ‘60, decise di iscriversi alla Facoltà di Farmacia, presso l’Università di Pavia, ove si laureò in Far-macia prima e in Scienze Biologiche poi.

Intanto, cominciò a frequentare il laboratorio di Biochimica, allora dirett o dal prof. Alfredo Ruff o. Da allora, l’amore per la biochimica non passò più.

Fu anche soldato nel corpo di Sanità Militare ma non è dato sapere se fu considerato un buon uffi ciale, oppure no; più probabilmente no. Gli diedero il grado di sott otenente e da allo-ra l’Esercito non s’interessò più a lui.

In quegli anni, cominciò a giracchiare in vari laboratori in Italia e all’estero per dare un’oc-chiata alle cose che si facevano là. Visitò laboratori tedeschi e svedesi e, per qualche mese, mise il piede nel laboratorio di farmacologia dell’Università di Milano.

L’esperienza più cara al suo cuore fu quella dei dodici mesi passati in Inghilterra, nel labo-ratorio di biochimica dello Institute of Animal Physiology a Babraham. Per chi non lo sapesse, Babraham è un villaggett o di pochi abitanti, a circa 10 chilometri da Cambridge. Lì, una bellis-sima villa in mezzo alla campagna inglese era stata riadatt ata a centro di ricerche. I visitatori scapoli potevano avere una camera in villa. Distrazioni non ce n’erano troppe (a meno che uno non amasse passare il tempo con mucche, pecore e maiali, di cui c’era una grande abbon-danza). Quanto a night club, discoteche e simili cose non ce n’era nel raggio di 10 chilometri. In ogni caso, il bramito del cervo in amore che saluta l’alba (alle tre di nott e) non ha niente da invidiare ai decibel delle discoteche nostrane.

Tornato dall’Inghilterra, dove studiò il metabolismo lipidico nel ruminante, si stabilì a Pe-rugia come Assistente ordinario (ora la fi gura dell’assistente è scomparsa) ed ebbe l’incarico d’insegnamento di Fisiologia Generale per la Facoltà di Farmacia dell’Università di Perugia. A Perugia si laureò in Medicina e Chirurgia e si specializzò in Endocrinologia sott raendo ore preziose ai suoi sonni e ai suoi svaghi. In questi anni prese moglie, o meglio una moglie prese lui e ancora lo tiene anche se non è ben chiaro il perché.

Agli anni ’70 risale la conoscenza con il prof. Flaminio Fidanza che lo appassionò ad argo-menti di nutrizione e con il quale collaborò anche a studi sulla niacina. Si occupò anche di stu-di sulla biochimica del sistema nervoso e sopratt utt o degli eff ett i dell’alcol sulle ratt e gravide e sui loro neonati.

Verso la metà degli anni ‘80 vinse un concorso per professore di prima fascia in Biochimica ed ebbe l’insegnamento di Chimica Biologica per il corso di Laurea in Odontoiatria e Protesi Dentaria dell’Università di Perugia, corso che non ha più lasciato.

Accanto a questo insegnò in altri corsi di laurea e in corsi di specializzazione materie bio-chimiche o biochimico-nutrizionali.

Certamente una biografi a, pur breve, non può terminare in questo modo perché ancora mancano i dati circa la sua morte. Nella speranza che questi rimangano ignoti ancora per un po’, termina qui questa presentazione.

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1 UOMO E NUTRIENTI. . . . . . . . . . . . . . . 1

2 LA CELLULA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Classifi cazione delle cellule . . . . . . . . . . . . . . 6 L’approccio citologico: la microscopia . . . . . 6 La microscopia ott ica. . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 La microscopia elett ronica . . . . . . . . . . . . . 6 L’approccio biochimico: il frazionamento cellulare. . . . . . . . . . . . . . . . 7 Centrifugazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Organelli isolati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Membrana plasmatica . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Nucleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Reticolo endoplasmatico . . . . . . . . . . . . . . 9 Apparato di Golgi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Vescicole secretorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Lisosomi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Mitocondri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Perossisomi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Citosol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 La strutt ura delle cellule batt eriche . . . . . . 11 I virus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3 LA CHIMICA DELLA VITA. . . . . . . . . 13 Il carbonio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Alcune reazioni di gruppi funzionali. . . . . 14 Gli isomeri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 L’acqua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Il pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Legami deboli in biologia. . . . . . . . . . . . . . . 17 Caratt eristiche molecolari dei viventi . . . . 18 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4 RICHIAMI DI TERMODINAMICA . 21 La termodinamica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Il primo principio della termodinamica . . 22 Il secondo principio della termodinamica . 23 Gli equilibri chimici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Reazioni accoppiate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 I composti del fosfato ad alto contenuto energetico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Il potenziale di trasferimento del fosfato . 25 L’idrolisi di ATP nelle condizioni cellulari. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 La carica energetica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 5 LA COMPOSIZIONE DEL CORPO UMANO IN VIVO. . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Metodi per lo studio della composizione corporea . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Grasso corporeo a partire dalla densità . 31 [40K] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Assorbimento di raggi X a doppia energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Tomografi a assiale computerizzata e risonanza magnetica. . . . . . . . . . . . . . . . 32 Att ivazione neutronica . . . . . . . . . . . . . . . 32 Bioimpedenza. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Antropometria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Misura dei compartimenti fl uidi . . . . . . . 35 Scelta della tecnica da utilizzare . . . . . . . 35 Modelli del corpo umano . . . . . . . . . . . . . . . 36 Modelli a vari livelli. . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 La persona di riferimento . . . . . . . . . . . . . . . 38 Infl uenza dell’att ività fi sica sulla composizione corporea . . . . . . . . . . . . 39 Peso corporeo e altezza . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Indice generale

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XVI Indice generale

Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

6 IL BISOGNO DI ENERGIA . . . . . . . . . . . 45 Energia ott enibile dai vari substrati . . . . . . . . 46 Il consumo di energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Consumo energetico basale e a riposo . . . . 47 Termogenesi indott a dagli alimenti . . . . . . 49 Termoregolazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Att ività fi sica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Att ività fi sica e stile di vita . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Misura della potenza erogata. . . . . . . . . . . . 55 Determinazione del consumo energetico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Spirometria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Metodo dell’acqua doppiamente marcata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Il bisogno di energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Modelli matematici del metabolismo energetico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Gestione dell’energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Relazione tra peso e composizione corporea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Bilancio energetico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

7 LA NUTRIZIONE ADEGUATA. . . . . . . . 71 Nutrienti essenziali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Il concett o di essenzialità condizionata . . . 73 Modifi cazione dei bisogni di nutrienti essenziali . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Benefi ci per la salute non legati all’essenzialità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Eff ett i farmacologici dei nutrienti . . . . . . . . 76 La biodisponibilità. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 La variabilità del bisogno: l’approccio probabilistico . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Concett o di bisogno. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Le Tabelle di Assunzione di Riferimento (raccomandata) di Nutrienti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 Criteri di adeguatezza dell’assunzione di nutrienti in rapporto allo sviluppo di una defi cienza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Valutazione dello stato di nutrizione . . . . . 84 Determinazione dei bisogni . . . . . . . . . . . . . 85 Bisogni di gruppi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 L’energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 Quando i nutrienti diventano tossici . . . . . 86 La qualità della dieta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Usi delle tabelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Le linee guida alimentari . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 La fortifi cazione dei cibi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

8 L’INTESTINO: STRUTTURA E FUNZIONI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Canale gastroenterico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Regolazione dell’att ività intestinale . . . . . . . . 99 L’enterocita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Le secrezioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 La fl ora batt erica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Att ività metaboliche della fl ora batt erica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Interazioni tra componenti alimentari . . . . . 103 Caratt eristiche di alcuni tratt i del canale gastroenterico. . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Stomaco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Intestino tenue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Colon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 L’infl uenza di alimenti e nutrienti sulla funzione intestinale . . . . . . . . . . . . . . . . 107 Glutammina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Glutammato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Arginina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Glutatione e altri antiossidanti alimentari nei disordini intestinali . . . . . . 109 Acidi grassi a corta catena . . . . . . . . . . . . . 109 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

9 GLICIDI: STRUTTURA . . . . . . . . . . . . . 111 Natura chimica e classifi cazione . . . . . . . . . . 111 Monosaccaridi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Oligosaccaridi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Polisaccaridi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 Polisaccaridi di deposito. . . . . . . . . . . . . . . 118 Polisaccaridi strutt urali. . . . . . . . . . . . . . . . 119 Glicosamminoglicani. . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

10 DIGESTIONE E ASSORBIMENTO DEI GLICIDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 Idrolisi dell’amido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 Digestione degli oligosaccaridi e dei disaccaridi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 Risposta glicemica agli alimenti . . . . . . . . . . 123 Indice glicemico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 Trasportatori di glucosio (GLUT) . . . . . . . . . 125 GLUT1 (cervello - globuli rossi) . . . . . . . . 125 GLUT2 (fegato). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 GLUT3 (cervello) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 GLUT4 (sensibile all’insulina) . . . . . . . . . . 126 GLUT5 (trasportatore di frutt osio) . . . . . . 126 GLUT6 (sequenza tipo pseudogene) . . . . 127 GLUT7 (trasportatore microsomiale epatico) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 Altri GLUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 Trasporto intestinale di glicidi . . . . . . . . . . . 127 I cotrasportatori di Na+ e glucosio (sodium-glucose transporters; SGLT) . . . .127 Il GLUT2 apicale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

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Indice generale XVII

Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

11 FIBRA ALIMENTARE E ALIMENTI FUNZIONALI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Defi nizione di fi bra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 Composizione chimica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Cellulosa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Chitina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 β-glucani . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Gomme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Emicellulose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Inulina e oligofrutt osio . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Lignina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Pectine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Polidestrosio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Destrine resistenti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Amido resistente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Altre sostanze associate alla fi bra alimentare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Proprietà fi siche e chimiche della fi bra . . . . 137 Capacità di tratt enere acqua. . . . . . . . . . . . 137 Viscosità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Capacità di adsorbimento. . . . . . . . . . . . . . 138 Eff ett i fi siologici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Eff ett i della fi bra sulla fi siologia gastrointestinale e sull’energia. . . . . . . . . . 138 Svuotamento gastrico e senso di sazietà . 138 Intestino tenue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Intestino crasso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Usi terapeutici dei vari tipi di fi bra. . . . . . . . 139 Gli alimenti funzionali . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 Probiotici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Prebiotici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

12 LIPIDI: ASPETTI STRUTTURALI . . . . 145 Acidi grassi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Triacilgliceroli. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 Fosfolipidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 Colesterolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 Altre sostanze presenti nei grassi alimentari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

13 DIGESTIONE E ASSORBIMENTO DEI LIPIDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Lipasi linguale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 Lipasi gastrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 Lipasi pancreatica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 Assorbimento di acidi grassi e monoacilgliceroli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 Steroidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 Fatt ori che possono infl uenzare l’assorbimento di colesterolo . . . . . . . . . . . 160

Inibitori del trasporto intestinale del colesterolo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 Malassorbimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 Metabolismo lipidico negli enterociti . . . . . 162 Trasporto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

14 STRUTTURA DI AMMINOACIDI E PEPTIDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 Gli amminoacidi delle proteine . . . . . . . . . . 167 Le catene laterali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 Classifi cazione degli amminoacidi . . . . . . . . 171 Piccoli amminoacidi neutri: glicina e alanina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 Amminoacidi a catena ramifi cata: valina, leucina, isoleucina. . . . . . . . . . . . . . 171 Amminoacidi aromatici: triptofano, tirosina e fenilalanina . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 Amminoacidi che contengono gruppi idrossilici: serina e treonina . . . . . 172 Amminoacidi solforati: cisteina e metionina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 Imminoacido: prolina . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 Catene laterali acide: aspartato e glutammato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 Ammidi: asparagina e glutammina . . . . . 172 Amminoacidi con catene laterali basiche: istidina, lisina e arginina . . . . . . . 173 Modifi cazioni post-traduzionali . . . . . . . . . . 173 Amminoacidi non presenti nelle proteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 Peptidi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

15 STRUTTURA DELLE PROTEINE. . . . . 175 Strutt ura delle proteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Strutt ura primaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 Strutt ura secondaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 Strutt ura terziaria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 Strutt ura quaternaria. . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 Il ripiegamento (folding) delle proteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

16 DIGESTIONE DELLE PROTEINE E ASSORBIMENTO DEGLI AMMINOACIDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 Enzimi digestivi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 Digeribilità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 Assorbimento degli amminoacidi. . . . . . . . . 187 Trasporto degli amminoacidi att raverso le membrane . . . . . . . . . . . . . . . 188 Trasporto di di- e tripeptidi . . . . . . . . . . . . 189 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

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17 LE MEMBRANE BIOLOGICHE . . . . . . 191 Strutt ura delle membrane . . . . . . . . . . . . . . . 192 Organizzazione dei lipidi . . . . . . . . . . . . . . 192 Organizzazione delle proteine. . . . . . . . . . 193 L’organizzazione strutt urale delle membrane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 Passaggio di nutrienti att raverso le membrane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 I trasportatori - Diff usione facilitata . . . . . 195 Trasporto att ivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 Cotrasporto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

18 GLI ENZIMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 Enzimi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 Il sito att ivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 Specifi cità delle reazioni enzimatiche . . . . . 203 Classifi cazione degli enzimi. . . . . . . . . . . . 203 Alcuni fatt ori che infl uenzano la velocità delle reazioni catalizzate da enzimi . . . . . . . 203 Relazione tra velocità delle reazioni enzimatiche e concentrazione del substrato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 Alcuni commenti sul modello di Michaelis e Menten . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 Misura dell’att ività enzimatica. . . . . . . . . . 206 Reazioni a più substrati . . . . . . . . . . . . . . . 206 Meccanismi di catalisi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 Regolazione e controllo dell’att ività enzimatica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 Allosteria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 Modifi cazioni covalenti. . . . . . . . . . . . . . . . 208 Appendice: Il modello di Michaelis e Menten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

19 INTRODUZIONE AL METABOLISMO . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Anabolismo e catabolismo . . . . . . . . . . . . . . . 213 Scambi di materiali tra organi . . . . . . . . . . . . 214 I tempi del metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 Regolazione e controllo di vie metaboliche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 Considerazioni termodinamiche . . . . . . . . 217 Considerazioni cinetiche. . . . . . . . . . . . . . . 218 Principi di regolazione e controllo . . . . . . 218 La teoria dell’analisi del controllo metabolico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Strutt ure di controllo nel metabolismo. . . 220 I cicli futili . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 Pool metabolici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 Depositi e riserve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 Il bilancio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 Come si studia il metabolismo . . . . . . . . . . . 222

Appendice: Teoria dell’analisi del controllo metabolico . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226

20 FUNZIONE GENETICA DEGLI ACIDI NUCLEICI. . . . . . . . . . . . 227 Cromosomi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 Nucleosomi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 Strutt ure di ordine più elevato. . . . . . . . . . 229 Flusso dell’informazione genetica . . . . . . . . 229 La strutt ura degli acidi nucleici . . . . . . . . . . . 230 La strutt ura covalente . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 La strutt ura a doppia elica del DNA. . . . . 230 Proprietà fi siche del DNA . . . . . . . . . . . . . . . 232 Separazione dei fi lamenti . . . . . . . . . . . . . 232 La duplicazione del DNA . . . . . . . . . . . . . . . . 233 La replicazione semi-conservativa . . . . . . 233 Gli enzimi coinvolti nella duplicazione del DNA . . . . . . . . . . . . . . . . 234 Fasi della duplicazione del DNA . . . . . . . . . 234 Trascrizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 Terminazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 Modifi cazioni dello RNA nascente . . . . . . . . 238 Modifi cazioni all’estremità terminale 3’ . . 238 Il cappuccio all’estremità 5’ . . . . . . . . . . . . 238 Lo “splicing” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

21 SINTESI DELLE PROTEINE . . . . . . . . . 241 Strutt ura del ribosoma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 Sintesi dei ribosomi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 RNA messaggero (mRNA) e codice genetico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 Natura del codice genetico . . . . . . . . . . . . 242 RNA transfer (tRNA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 Strutt ura del tRNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 Come il tRNA riconosce i codoni . . . . . . . 244 Att ivazione degli amminoacidi . . . . . . . . . . . 245 Le amminoacil-tRNA sintetasi. . . . . . . . . . 245 La traduzione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 Successione degli eventi nella traduzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 Iniziazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 Allungamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 Terminazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 Richieste energetiche per la sintesi proteica . 249 Sintesi proteica mitocondriale . . . . . . . . . . . . 249 Processi post-traduzionali nella sintesi di proteine. . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 Maturazione di proteine per scissione idrolitica . . . . . . . . . . . . . . . . 249 Altre modifi cazioni post-traduzionali. . . .250 Sintesi di proteine destinate alla secrezione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

XVIII Indice generale

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Indice generale XIX

22 REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA. . . . . . . 253 Topografi a del gene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 Regolazione dell’espressione genica e diff erenziazione cellulare . . . . . . . . . . . . . . 256 L’induzione e la soppressione dell’espressione genica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Interazione tra proteine e acidi nucleici come base per una regolazione specifi ca del gene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Motivi strutt urali di proteine leganti il DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 Ruolo della conformazione del DNA nelle interazioni tra DNA e proteine . . . . . 257 I principi della regolazione della trascrizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 Regolazione dell’att ività degli att ivatori della trascrizione . . . . . . . . . . . . . . . 260 Repressione specifi ca della trascrizione . . 263 Strutt ura della cromatina e att ivazione della trascrizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 Metilazione del DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 Regolazione post-trascrizionale dell’espressione genica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 Modifi cazioni alle estremità 5’- e 3’- del pre-mRNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 Splicing alternativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 Stabilità dello mRNA . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 La regolazione a livello di traduzione . . . 265 I micro-RNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

23 MECCANISMI DELL’AZIONE ORMONALE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 Il recett ore per gli ormoni . . . . . . . . . . . . . . . . 269 Ormoni del gruppo I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 Schema fondamentale della trasduzione del segnale att raverso il meccanismo dei recett ori nucleari . . . . . 271 Classifi cazione e strutt ura dei recett ori nucleari . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 Dimeri dei recett ori degli ormoni steroidei. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 I domini del recett ore che legano l’ormone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 Ormoni del gruppo II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 Tipi di recett ori. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 Aggregazione di recett ori e internalizzazione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 La superfamiglia delle GTPasi (proteine G): funzioni generali e meccanismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 I secondi messaggeri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 Il sistema dello AMP ciclico (cAMP). . . . . 277 Il sistema del fosfatidilinositolo. . . . . . . . . 278 Il calcio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280

Sistemi che agiscono tramite un’att ività tirosina chinasica legata al recett ore . . . . . 283 Sistemi che att ivano una tirosina chinasi separata dal recett ore. . . . . . . . . . . 283 Sistemi che dipendono dal GMP ciclico (cGMP) e dal monossido di azoto (NO) . . 284 Regolazione dei trasportatori di membrana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285

24 NUTRIGENOMICA . . . . . . . . . . . . . . . . 287 Defi nizioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 Scopi della nutrigenomica . . . . . . . . . . . . . . . 289 Segnali nutrizionali: dal nutriente al gene . 289 Recett ori e sensori metabolici . . . . . . . . . . . . 291 Polimorfi smo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 Gli strumenti molecolari per la ricerca in nutrizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 Nutrigenetica e diete personalizzate . . . . 292 Biologia dei sistemi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293

25 IL METABOLISMO TERMINALE . . . . 295 L’acetil-CoA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 Il ciclo citrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 Regolazione del ciclo citrico. . . . . . . . . . . . . . 298 Decarbossilazione ossidativa del piruvato . 299 Regolazione della decarbossilazione ossidativa del piruvato . . . . . . . . . . . . . . . . 301 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301

26 LA CATENA RESPIRATORIA E LA FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA. . . . 303 Reazioni di ossidoriduzione . . . . . . . . . . . . . 303 Catena respiratoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 Fosforilazione ossidativa . . . . . . . . . . . . . . . . 307 Accoppiamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308 Trasporto di metaboliti att raverso la membrana mitocondriale . . . . . . . . . . . . . . 308 Regolazione del metabolismo energetico . . 310 Regolazione in vitro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 Regolazione nell’animale in toto . . . . . . . . 312 Importanza nutrizionale della regolazione negli organismi superiori . . . 312 Accoppiamento ossidazione/ fosforilazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313

27 METABOLISMO DEL GLUCOSIO: GLICOLISI, NEOGLUCOGENESI E VIA OSSIDATIVA DIRETTA. . . . . . . 315 Glucosio libero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 La fosforilazione del glucosio . . . . . . . . . . . . 315

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XX Indice generale

Glicolisi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 Le tappe della glicolisi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 Neoglucogenesi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322 Regolazione della glicolisi e della neoglucogenesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 Regolazione allosterica . . . . . . . . . . . . . . . . 324 Regolazione tramite espressione genica. . 326 La via dei pentosi fosfati. . . . . . . . . . . . . . . . . 326 Fase ossidativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326 Fase non ossidativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 Signifi cato metabolico della via ossidativa dirett a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329

28 IL METABOLISMO DEL GLICOGENO . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 Metabolismo del glicogeno . . . . . . . . . . . . . . 331 Biosintesi del glicogeno . . . . . . . . . . . . . . . 332 Demolizione del glicogeno. . . . . . . . . . . . . 333 Regolazione della glicogenolisi e della glicogenosintesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 Ipoglicemia e iperglicemia . . . . . . . . . . . . . . . 336 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337

29 METABOLISMO DI ZUCCHERI DIVERSI DAL GLUCOSIO . . . . . . . . . . 339 Il frutt osio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 Metabolismo del sorbitolo . . . . . . . . . . . . . . . 341 Utilizzazione del galatt osio . . . . . . . . . . . . . . 342 Conversione galatt osio/glucosio . . . . . . . . 343 Vie alternative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 Amminozuccheri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344

30 CONSIDERAZIONI NUTRIZIONALI SUL METABOLISMO DEI GLICIDI . . 345 Pool di glucosio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 Concentrazione ematica di glucosio . . . . . . . 346 Ormoni del metabolismo glicidico . . . . . . 346 Ruolo del fegato nell’omeostasi glicidica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 Glicogenolisi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 Neoglucogenesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 Produzione di glucosio durante il digiuno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 Esercizio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349 Importanza alimentare . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349 Il bisogno di glicidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350

31 IL CATABOLISMO DEGLI ACIDI GRASSI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 Ingresso di acidi grassi a lunga catena nelle cellule: trasporto e diff usione . . . . . . . 352

Determinanti del trasporto degli acidi grassi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 Formazione degli acil-CoA . . . . . . . . . . . . . . . 354 Il sistema della carnitina . . . . . . . . . . . . . . . . . 354 La β-ossidazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 La β-ossidazione nei mitocondri . . . . . . . . 356 La β-ossidazione nei perossisomi . . . . . . . 358 Vie minori per l’ossidazione di acidi grassi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 α-ossidazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 ω-ossidazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 Regolazione della β-ossidazione . . . . . . . . . . 359 Ossidazione degli acidi grassi insaturi . . . . 361 Ossidazione di acidi grassi con un numero dispari di atomi di carbonio . . . . . . 362 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364

32 CORPI CHETONICI . . . . . . . . . . . . . . . . 365 Formazione dei corpi chetonici . . . . . . . . . . . 365 Regolazione della chetogenesi. . . . . . . . . . . . 366 Funzione dei corpi chetonici . . . . . . . . . . . . . 366 Vie di utilizzazione dei corpi chetonici . . . . 368 Chetosi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369

33 BIOSINTESI DEGLI ACIDI GRASSI . .371 Formazione del malonil-CoA. . . . . . . . . . . . . 371 Acido grasso sintasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 Allungamento degli acidi grassi . . . . . . . . . . 375 Origine degli equivalenti riducenti e dell’acetato per la biosintesi degli acidi grassi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 Controllo della biosintesi degli acidi grassi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377 Regolazione dell’acetil-CoA carbossilasi . 378 Regolazione dell’acido grasso sintasi . . . . 380 Lipogenesi e carboidrati . . . . . . . . . . . . . . . . . 380 Regolazione ormonale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381

34 METABOLISMO DEI TRIACILGLICEROLI E DEI FOSFOLIPIDI . . . . . . . . . . . . . . . . 383 Enzimi della biosintesi di triacilgliceroli e fosfolipidi. . . . . . . . . . . . . . . 383 Glicerolo 3-fosfato aciltrasferasi . . . . . . . . 383 Lisofosfatidato aciltrasferasi . . . . . . . . . . . 384 Fosfatidato fosfoidrolasi . . . . . . . . . . . . . . . 385 Diidrossiacetone fosfato aciltrasferasi . . . 385 Monoacilglicerolo aciltrasferasi. . . . . . . . . 385 Diacilglicerolo aciltrasferasi . . . . . . . . . . . . 385 Vie alternative per la biosintesi dei triacilgliceroli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 Catabolismo degli acilgliceroli . . . . . . . . . . . 386

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Indice generale XXI

Metabolismo dei triacilgliceroli nel tessuto adiposo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387 Lipasi ormono-sensibile . . . . . . . . . . . . . . . 387 Regolazione a breve termine della lipolisi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 Controllo nutrizionale del metabolismo dei glicerolipidi . . . . . . . . . . . . 389 Insulina, glucagone, ormoni tiroidei. . . . . 389 SREBP (steroid regulatory element binding protein) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 Leptina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390 Ruolo della PPARγ negli adipociti e nella sensibilità al glucosio . . . . . . . . . . . 391 Il tessuto adiposo integra l’omeostasi energetica e il controllo metabolico. . . . . . 391 Regolazione coordinata nella membrana mitocondriale esterna . . . . . . . . . 391 Regolazione a livello delle ramifi cazioni metaboliche . . . . . . . . . . . . . . . 392 Pool e canalizzazioni metaboliche di lipidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392 Metabolismo di alcuni fosfolipidi . . . . . . . . 392 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395

35 BIOSINTESI E DEGRADAZIONE DEL COLESTEROLO . . . . . . . . . . . . . . . 397 Assorbimento del colesterolo. . . . . . . . . . . . . 397 Contenuto corporeo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 Generalità sul metabolismo del colesterolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 Biosintesi del colesterolo . . . . . . . . . . . . . . . . 398 Catabolismo del colesterolo e formazione degli acidi biliari . . . . . . . . . . . . 399 Formazione delle HDL e trasporto inverso del colesterolo. . . . . . . . . . . . . . . . . 405 Recett ori nucleari e metabolismo delle HDL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406 Altri eff ett i dei recett ori nucleari sul trasporto inverso di colesterolo. . . . . . 406 PXR/SXR e il metabolismo di endo- e xenobiotici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406 Colesterolo alimentare e colesterolo plasmatico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407 Eff ett i degli acidi grassi sul colesterolo plasmatico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409

36 ACIDI GRASSI INSATURI . . . . . . . . . . 411 Le desaturasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411 Funzioni delle desaturasi . . . . . . . . . . . . . . . . 413 Stearoil-CoA desaturasi . . . . . . . . . . . . . . . 413 Funzioni della Δ5 e della Δ6 desaturasi . . . 414 Alcune funzioni dei PUFA . . . . . . . . . . . . . 415 Via della desaturasi e implicazioni sui bisogni alimentari di PUFA . . . . . . . . . . . 415

Regolazione delle desaturasi tramite lipidi alimentari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415 Eicosanoidi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416 Sintesi degli eicosanoidi . . . . . . . . . . . . . . . 416 Eicosanoidi, funzione endoteliale, trombosi, infi ammazione e aterosclerosi . 418 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420

37 REGOLAZIONE DI GENI DEL METABOLISMO LIPIDICO. . . . . . . . . . 421 Recett ori nucleari metabolici e fatt ori di trascrizione: distribuzione tra tessuti . . . 422 PPAR (recett ore att ivato del proliferatore dei perossisomi) . . . . . . . . . . 422 LXR (recett ore epatico X) . . . . . . . . . . . . . . 423 FXR (recett ore per i farnesoidi) . . . . . . . . . 423 PXR (recett ore X per il pregnano) . . . . . . . 423 LRH-1 (omologo 1 del recett ore epatico) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 SHP (partner eterodimerico piccolo) . . . . 423 C/EBP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 Regolazione del metabolismo lipidico tramite l’espressione genica . . . . . . 424 PPAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426 SREBP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427 ChREBP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429 Recett ori epatici X (Liver X Receptors; LXR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430 Recett ore nucleare 4α degli epatociti (hepatocyte nuclear factor 4α; HNF-4α). . 430 Inibitore-κB/Fatt ore nucleare-κB . . . . . . . . 430 MicroRNA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430 Regolazione epatica di fatt ori di trascrizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431

38 LE LIPOPROTEINE . . . . . . . . . . . . . . . . . 433 Composizione e classifi cazione . . . . . . . . . . . 433 Le apolipoproteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435 Il metabolismo delle lipoproteine . . . . . . . . 436 Chilomicroni. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437 VLDL (very low density lipoproteins) . . . 439 LDL (low density lipoproteins) . . . . . . . . . 439 HDL (high density lipoproteins) . . . . . . . . 441 Prodott i catabolici delle lipoproteine. . . . . . 443 Il colesterolo LDL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 Regolazione alimentare delle lipoproteine plasmatiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445 Colesterolo alimentare . . . . . . . . . . . . . . . . 445 Bilancio energetico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446 Iperlipidemie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447

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XXII Indice generale

39 ETANOLO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449 Bevande alcoliche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450 Il paradosso francese. . . . . . . . . . . . . . . . . . 451 Assorbimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453 Metabolismo e valore nutrizionale dell’etanolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453 Velocità del metabolismo dell’etanolo . . . 454 La via dell’alcol deidrogenasi (ADH) e i disordini metabolici associati a questo sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455 Isoenzimi dell’alcol deidrogenasi (ADH) . 455 ADH extraepatica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455 Ruolo patogenetico del polimorfi smo dell’ADH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456 Sistema microsomiale per l’ossidazione dell’etanolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456 Metabolismo dell’etanolo e suoi eff ett i biochimici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457 Acetaldeide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457 Acetato. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458 Etanolo ed espressione genica . . . . . . . . . . 458 Infi ammazione – Malatt ia epatica alcolica . 459 Relazione tra steatosi e infi ammazione . . 459 La malatt ia epatica alcolica. . . . . . . . . . . . . 459 Eff ett i sistemici dell’alcol . . . . . . . . . . . . . . . . 460 Eff ett i sul tratt o gastroenterico. . . . . . . . . . 460 Sistema cardiovascolare . . . . . . . . . . . . . . . 460 Pancreas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461 Altri organi e sistemi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461 Alcol e cancro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461 Sindrome alcolica fetale . . . . . . . . . . . . . . . 462 Eff ett i farmacologici dell’alcol . . . . . . . . . . . . 462 Eff ett i metabolici dell’alcol . . . . . . . . . . . . . . . 463 Eff ett i sul metabolismo dei carboidrati . . 463 Eff ett o sul metabolismo dell’urato . . . . . . 464 Eff ett o sul metabolismo dei lipidi . . . . . . . 464 Stato nutrizionale degli alcolisti . . . . . . . . . . 464 Osservazioni generali . . . . . . . . . . . . . . . . . 464 Vitamina A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465 Amminoacidi e proteine . . . . . . . . . . . . . . . 466 Tiamina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466 Vitamina B6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466 Vitamina C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466 Folato e S-adenosilmetionina. . . . . . . . . . . 466 Altre vitamine e minerali . . . . . . . . . . . . . . 467 Terapia nutrizionale dell’alcolismo . . . . . . . 467 Identifi cazione degli alcolisti . . . . . . . . . . . . 468 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468

40 CONSIDERAZIONI NUTRIZIONALI SUI GRASSI ALIMENTARI. . . . . . . . . . 471 Grassi alimentari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472 Assunzione inadeguata di grassi. . . . . . . . . . 473 Acidi grassi polinsaturi. . . . . . . . . . . . . . . . 474 Eff ett i degli eccessi di consumo . . . . . . . . . . . 474 Considerazioni nutrizionali . . . . . . . . . . . . . . 474

Acidi grassi essenziali . . . . . . . . . . . . . . . . . 475 Colesterolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476 Salute cardiovascolare e relazione con acidi grassi ω3 e ω6 . . . . . . . . . . . . . . . . . 476 Acido linoleico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476 Acido α-linolenico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477 Acidi eicosapentaenoico (EPA) e docosaesaenoico (DHA). . . . . . . . . . . . . . 477 Acidi grassi essenziali e sviluppo . . . . . . . . . 478 Acidi grassi e funzioni nervosa e visiva . . . 478 Tossicità di alcuni lipidi alimentari . . . . . . . 479 Perossidazioni lipidiche . . . . . . . . . . . . . . . 480 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482

41 AMMINOACIDI: IL DESTINO DELL’AZOTO AMMINICO. . . . . . . . . . 485 Caratt eristiche generali del metabolismo dell’azoto di proteine e amminoacidi . . . . . . 485 Degradazione specifi ca delle proteine nella via ubiquitina-proteasomi. . . . . . . . . 486 Rimozione del gruppo amminico . . . . . . . . . 487 Reazioni di transamminazione . . . . . . . . . . . 487 Ruolo catabolico delle transamminasi . . . 488 Ruolo anabolico delle transamminasi . . . 488 Reazioni di deamminazione. . . . . . . . . . . . . . 489 Deamminazioni ossidative . . . . . . . . . . . . . 489 Deamminazioni non ossidative . . . . . . . . . 489 Ammoniaca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490 Glutammato deidrogenasi . . . . . . . . . . . . . 490 Glutammina sintetasi . . . . . . . . . . . . . . . . . 490 Sintesi del carbammilfosfato . . . . . . . . . . . 490 Il ciclo dell’urea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490 Connessioni tra ciclo dell’urea e ciclo citrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492 Regolazione del ciclo dell’urea . . . . . . . . . 493 Compartimentazione del ciclo dell’urea . 494 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494

42 METABOLISMO DEI SINGOLI AMMINOACIDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495 Amminoacidi che formano piruvato. . . . . . . 496 Glicina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496 Serina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497 Alanina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497 Cisteina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497 Treonina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497 Idrossiprolina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498 Amminoacidi che formano acetil-CoA. . . . . 498 Fenilalanina e tirosina . . . . . . . . . . . . . . . . . 498 Triptofano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499 Lisina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500 Amminoacidi che formano chetoglutarato . 501 Glutammato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501 Arginina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501 Istidina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501

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Indice generale XXIII

Amminoacidi che formano succinil-CoA . . 501 Metionina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502 Degradazione degli amminoacidi a catena ramifi cata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503 Il frammento monocarbonioso . . . . . . . . . . . 503 Biosintesi degli amminoacidi . . . . . . . . . . . . 505 Amminoacidi non essenziali . . . . . . . . . . . 505 Amminoacidi essenziali . . . . . . . . . . . . . . . 505 Derivati del metabolismo degli amminoacidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507

43 METIONINA E CISTEINA: METABOLISMO DEGLI AMMINOACIDI SOLFORATI . . . . . . . 509 Assorbimento degli amminoacidi solforati. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 509 Metionina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510 Rimetilazione dell’omocisteina . . . . . . . . . 511 Transulfurazione dell’omocisteina . . . . . . 511 Decarbossilazione della S-adenosilmetionina . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512 Regolazione della rimetilazione e della transulfurazione . . . . . . . . . . . . . . . 512 Cisteina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514 Glutatione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516 Cisteinsulfi nato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516 Taurina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516 Biosintesi della taurina . . . . . . . . . . . . . . . . 516 Taurina alimentare. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517 Defi cienza di taurina . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517 Stress ossidativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518 Tossicità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518 Zolfo inorganico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519 Solfuro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519 Eff ett i fi siologici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520 Solfato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521

44 GLUTAMMINA E PROLINA . . . . . . . . 523 Glutammina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523 Digestione, assorbimento, biodisponibilità ed escrezione . . . . . . . . . . 524 La glutammina trasportatore di azoto . . . 524 La glutammina come intermedio del metabolismo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524 Cause ed eff ett i della defi cienza di glutammina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525 Prolina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527

45 ARGININA E NO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529 Metabolismo dell’arginina . . . . . . . . . . . . . . . 530 Metabolismo della citrullina . . . . . . . . . . . . . 531 La via dell’ossido nitrico . . . . . . . . . . . . . . . . . 531

Ruoli biologici dello NO . . . . . . . . . . . . . . . . 532 Stabilità e reatt ività dello NO. . . . . . . . . . . 533 Reazioni di S-nitrosilazione . . . . . . . . . . . . 533 Arginine metilate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534

46 CONSIDERAZIONI NUTRIZIONALI SUGLI AMMINOACIDI. . . . . . . . . . . . . 535 Metabolismo degli amminoacidi liberi . . . . .536 Amminoacidi essenziali . . . . . . . . . . . . . . . . . 536 Turnover delle proteine. . . . . . . . . . . . . . . . . . 538 Regolazione del turnover proteico . . . . . . 538 Amminoacidi e turnover proteico. . . . . . . 539 Misura del turnover proteico . . . . . . . . . . . . . 540 Metodo fatt oriale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 540 Diff erenze arterovenose . . . . . . . . . . . . . . . 541 Il metodo del prodott o terminale . . . . . . . 541 Bisogno di proteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542 Terminologia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542 Esigenze metaboliche di amminoacidi . . . 542 Valutazione del bisogno . . . . . . . . . . . . . . . 544 RDA per le proteine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545 Bisogno di amminoacidi essenziali . . . . . . . 546 Metodo dell’ossidazione dirett a . . . . . . . . 546 Metodo dell’ossidazione di un amminoacido indicatore . . . . . . . . . . . . 546 Metodo del bilancio del tracciante per 24 ore. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546 Casi particolari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547 Valore nutrizionale delle proteine: la qualità proteica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548 Eff ett i clinici della malnutrizione proteica . 551 Eff ett i avversi degli amminoacidi e delle proteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551 Eff ett i avversi di singoli amminoacidi . . . 552 Alcune caratt eristiche del metabolismo degli amminoacidi. . . . . . . . . . 552 Il fegato nel metabolismo degli amminoacidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552 Interazioni tra organi nel metabolismo degli amminoacidi . . . . . . . . 553 Metabolismo degli amminoacidi durante l’assorbimento intestinale . . . . . . 553 Periodo postassorbitivo . . . . . . . . . . . . . . . 555 Incorporazione di amminoacidi in altri composti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559

47 PURINE E PIRIMIDINE . . . . . . . . . . . . . 561 Metabolismo delle purine . . . . . . . . . . . . . . . 562 Sintesi de novo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562 Interconversioni di nucleotidi . . . . . . . . . . 563 Vie di recupero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565 Catabolismo delle purine e formazione di urato . . . . . . . . . . . . . . . . . 567

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XXIV Indice generale

Iperuricemia e gott a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569 Biosintesi dei desossiribonucleotidi . . . . . . 570 Biosintesi delle pirimidine . . . . . . . . . . . . . . 570 Catabolismo delle pirimidine . . . . . . . . . . . . 571 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571

48 INTEGRAZIONE METABOLICA DI GLICIDI, LIPIDI E PROTIDI. . . . . . 573 Schemi metabolici generali . . . . . . . . . . . . . . 573 Il metabolismo in diversi organi . . . . . . . . . . 574 Fegato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 574 Muscolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575 Tessuto adiposo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576 Sistema nervoso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576 Regolazione ormonale del metabolismo . . . 576 Ormoni pancreatici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576 Catecolammine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583 Ormoni tiroidei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583 Glicocorticoidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584 Somatotropo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585 Eicosanoidi e citochine . . . . . . . . . . . . . . . . 585 Ormoni intestinali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585 Ormoni cardiovascolari . . . . . . . . . . . . . . . 586 Ormoni sessuali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587 Nutrienti ed espressione genica . . . . . . . . . . 587 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590

49 INTRODUZIONE ALLE VITAMINE . .591 Defi nizioni e nomenclatura . . . . . . . . . . . . . . 593 Metodi di analisi e di dosaggio . . . . . . . . . . . 595 Biodisponibilità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596 Bisogno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 597 Assunzioni di riferimento . . . . . . . . . . . . . . . 598 Sorgenti alimentari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598 Le vitamine come coenzimi . . . . . . . . . . . . . . 598 Stato di nutrizione vitaminico nell’uomo . . 601 Tossicità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604

50 VITAMINA C (ASCORBATO E DEIDROASCORBATO). . . . . . . . . . . . 605 Strutt ura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605 Biosintesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607 Azioni riducenti dell’ascorbato . . . . . . . . . . . 607 Ruoli proossidanti e antiossidanti dell’ascorbato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609 Cofatt ore per enzimi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609 Reazioni di idrossilazione cui partecipa il ferro . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609 Reazioni di idrossilazione cui partecipa il rame . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611 Metabolismo del ferro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 614 Eliminazione dei radicali liberi e interazione con la vit E . . . . . . . . . . . . . . . . . 614

Interrelazioni tra ascorbato e NO . . . . . . . 615 Interazione con i metalli pesanti . . . . . . . . 615 Altri eff ett i possibili o ipotizzati della vitamina C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615 Inibizione della formazione di nitrosammine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615 Funzioni immunologiche . . . . . . . . . . . . . . 616 Profi lassi e cura del raff reddore . . . . . . . . 616 Presenza nei cibi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616 Assorbimento e distribuzione . . . . . . . . . . . . 616 Contenuto corporeo ed escrezione . . . . . . . . 617 Fatt ori che infl uenzano il metabolismo della vitamina C . . . . . . . . . . . . 617 Defi cienza di vitamina C. . . . . . . . . . . . . . . . . 618 Defi cienza marginale. . . . . . . . . . . . . . . . . . 618 Scorbuto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 618 Valutazione dello stato di nutrizione . . . . . . 619 Escrezione urinaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 619 Livelli plasmatici e leucocitari . . . . . . . . . . 619 Marker del danno ossidativo del DNA . . 620 Considerazioni per stabilire il livello raccomandato di assunzione . . . . . . . . . . . . . 620 Considerazioni particolari . . . . . . . . . . . . . 622 Controindicazioni e tossicità . . . . . . . . . . . . . 622 Individui suscett ibili a eff ett i avversi . . . . 622 Interazioni con altri nutrienti . . . . . . . . . . . . 622 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623

51 BIOTINA (VIT H). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625 Strutt ura chimica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625 Digestione e trasporto . . . . . . . . . . . . . . . . . 626 Aspett i biologici e metabolici . . . . . . . . . . . . 627 Funzioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 628 Acetil-CoA carbossilasi . . . . . . . . . . . . . . . . 629 Piruvato carbossilasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 630 Propionil-CoA carbossilasi. . . . . . . . . . . . . 630 Metilcrotonil-CoA carbossilasi . . . . . . . . . 630 Altre azioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 631 Defi cienza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 631 Defi cienze di enzimi che metabolizzano la biotina. . . . . . . . . . . . . . . 631 Defi cienza in specie diverse dall’uomo . . 632 Valutazione dello stato nutrizionale. . . . . . . 632 Bisogni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632 Situazioni in cui si può presentare una defi cienza di biotina. . . . . . . . . . . . . . . . . 632 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633

52 NIACINA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635 Assorbimento ed escrezione. . . . . . . . . . . . . . 636 Metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 637 Sintesi nett a dal triptofano . . . . . . . . . . . . . 637 Vie di recupero. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 639 Ossidoriduzioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 639 Enzimi che consumano il NAD . . . . . . . . . 640

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Indice generale XXV

Reazioni cataboliche a carico di nicotinato e nicotinammide con formazioni di prodott i di rifi uto . . . . . . . . 644 Pellagra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645 Defi cienza di altri nutrienti nell’etiologia della pellagra . . . . . . . . . . . . 647 Eff ett i pellagrogeni dell’eccesso di leucina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647 Pellagra iatrogena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647 Errori del metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . 647 Usi non nutrizionali della niacina . . . . . . . . 647 Stato nutrizionale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648 Bisogni di niacina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649

53 TIAMINA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 651 Caratt eristiche della tiamina . . . . . . . . . . . . . 651 Tiamina alimentare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653 Assorbimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653 Tiaminasi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654 Metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654 Ruoli metabolici della tiamina . . . . . . . . . . . 655 Defi cienza di tiamina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656 Beri-beri. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657 Alcolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657 Senilità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659 Valutazione dello stato di nutrizione . . . . . . 659 Bisogni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 660 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 660

54 PANTOTENATO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663 Assorbimento ed escrezione. . . . . . . . . . . . . . 663 Metabolismo e ruoli metabolici . . . . . . . . . . 664 Defi cienza. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 665 Usi farmacologici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666 Tossicità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666

55 RIBOFLAVINA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 667 Digestione e assorbimento . . . . . . . . . . . . . . . 668 Metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 671 Ruoli biochimici della ribofl avina . . . . . . . . 672 I coenzimi fl avinici: FAD e FMN . . . . . . . . 673 Defi cienza. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 676 Bisogni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677 Stato nutrizionale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677 Usi farmacologici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678 Tossicità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679

56 VITAMINA B6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 681 Assorbimento e biodisponibilità . . . . . . . . . 682 Sorgenti alimentari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 682

Assorbimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 682 Biodisponibilità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 682 Metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683 Vit B6 nel muscolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683 Modalità di azione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683 Ruoli metabolici fondamentali del piridossal fosfato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686 α-decarbossilazione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 687 Racemizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 687 Transamminazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 687 Reazioni di eliminazione . . . . . . . . . . . . . . 688 Frammenti monocarboniosi e transulfurazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688 Lipidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688 Glicogenolisi e gluconeogenesi . . . . . . . . . 688 Biosintesi dell’eme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688 Funzione immune . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689 Interazioni con altri nutrienti e con farmaci. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689 Piridossal fosfato, ormoni steroidei ed espressione genica . . . . . . . . . . . . . . . . . 689 Valutazione dello stato di nutrizione . . . . . . 689 Bisogni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 690 Defi cienza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 691 Tossicità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 691 Usi farmacologici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 691 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692

57 FOLATO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693 Chimica e strutt ura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693 Assorbimento e distribuzione . . . . . . . . . . . . 694 Metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698 Coenzimi folici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698 Caricamento del tetraidrofolato con il frammento monocarbonioso . . . . . . 698 Gestione dell’eccesso di frammenti monocarboniosi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 701 N5-metiltetraidrofolato . . . . . . . . . . . . . . . . 701 N5,N10-metilentetraidrofolato. . . . . . . . . . . 701 Altri coenzimi del folato . . . . . . . . . . . . . . . 701 Interconversioni di coenzimi folici a diversi stati di ossidazione del frammento monocarbonioso . . . . . . . . 702 Utilizzazione del frammento monocarbonioso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702 Timidilato sintasi e diidrofolato ridutt asi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702 Sintesi dell’anello purinico . . . . . . . . . . . . . 703 Ruolo del folato nel metabolismo della metionina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703 Considerazioni generali sul metabolismo dei frammenti monocarboniosi . . . . . . . . . . . 705 Compartimentazione subcellulare dei coenzimi folici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 705 Metabolismo dei frammenti monocarboniosi nel citosol. . . . . . . . . . . . . 705

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XXVI Indice generale

Metabolismo dei frammenti monocarboniosi nei mitocondri. . . . . . . . . 706 Reazioni nucleari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 707 Sindromi da defi cienza . . . . . . . . . . . . . . . . . . 707 Cause di defi cienza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 707 Tratt amento della defi cienza folica . . . . . . 710 Stato di nutrizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 710 Test di soppressione con dUMP . . . . . . . . 710 Bisogni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 710 Usi terapeutici e tossicità . . . . . . . . . . . . . . . . 711 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 711 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 712

58 VITAMINA B12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 715 Chimica e biochimica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 715 Assorbimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 717 Trasporto ed escrezione. . . . . . . . . . . . . . . . . . 717 Metabolismo e ruoli biochimici . . . . . . . . . . 718 Bisogni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 720 Stato nutrizionale della vit B12 . . . . . . . . . . . . 720 Test di Schilling per misurare l’assorbimento di vit B12 . . . . . . . . . . . . . . . 721 Defi cienza. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 721 Defi cienza primaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722 Defi cienze secondarie . . . . . . . . . . . . . . . . . 722 Defi cienza di cobalammina e di folato . . . 723 Anemia megaloblastica. . . . . . . . . . . . . . . . 723 Anemia perniciosa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 724 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 724 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 724

59 COLINA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725 Assorbimento intestinale . . . . . . . . . . . . . . . . 725 Metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726 Biosintesi della fosfatidilcolina . . . . . . . . . 726 Conseguenze della defi cienza colinica. . . . . 727 Eff ett i tossici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728 Assunzione consigliata . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728

60 VITAMINA A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731 Chimica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 732 Unità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 734 Digestione e assorbimento . . . . . . . . . . . . . . . 734 Digestione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 734 Assorbimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 735 Riesterifi cazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 735 Ossigenasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 735 Gestione delle sostanze ad att ività vitaminica A nell’intestino . . . . . . . . . . . . . 736 Proteine leganti e recett ori per i retinoidi . . 736 Proteine leganti i retinoidi . . . . . . . . . . . . . 737 Metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 739 Funzioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742 Visione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742 Diff erenziazione cellulare. . . . . . . . . . . . . . 744

Morfogenesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744 Apoptosi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744 Risposta immune . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745 Azioni non genomiche dell’acido retinoico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745 Mancanza di vitamina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 746 Eccesso di vitamina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 747 Intossicazione acuta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 747 Intossicazione cronica . . . . . . . . . . . . . . . . . 747 Eff ett i teratogenici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 747 Latt anti e bambini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748 Usi farmacologici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748 Considerazioni alimentari . . . . . . . . . . . . . . . 748 Considerazioni speciali . . . . . . . . . . . . . . . . 749 Stato di nutrizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 749 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 750 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 750

61 VITAMINA D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753 Biosintesi nell’organismo . . . . . . . . . . . . . . . . 755 Eff ett o dell’invecchiamento . . . . . . . . . . . . 756 Creme solari protett ive . . . . . . . . . . . . . . . . 756 Assorbimento e metabolismo . . . . . . . . . . . . 756 Assorbimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 756 Produzione del 25-OH derivato. . . . . . . . . 756 Produzione dello 1,25-diidrossiderivato (calcitriolo) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757 Catabolismo del del 25(OH)D3 e dello 1,25(OH)2D3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757 Regolazione del metabolismo della vitamina D. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 759 Ruoli biologici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 759 Controllo del metabolismo del calcio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 759 Azioni non calcemiche . . . . . . . . . . . . . . . . 760 Defi cienza di vit D: rachitismo e osteomalacia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 760 Soggett i a rischio di defi cienza . . . . . . . . . 761 Osteoporosi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 761 Stato di nutrizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 761 Raccomandazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762 Tossicità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763

62 VITAMINA E. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 765 Nomenclatura e terminologia . . . . . . . . . . . . 765 Assorbimento e distribuzione . . . . . . . . . . . . 767 Proteine leganti il tocoferolo . . . . . . . . . . . 769 Distribuzione nei tessuti . . . . . . . . . . . . . . . 769 Att ività biologica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 770 Prodott i di escrezione . . . . . . . . . . . . . . . . . 771 Valutazione dello stato di nutrizione . . . . . . 771 Interazioni con altri nutrienti . . . . . . . . . . . . 771 Assunzione raccomandata, usi e tossicità . . 771 Defi cienza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773

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Indice generale XXVII

63 VITAMINA K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 775 Chimica e strutt ura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 775 Assorbimento, distribuzione e metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 776 Reazioni cui prende parte la vitamina K . . . 777 Glutammil carbossilasi . . . . . . . . . . . . . . . . 777 Il ciclo della vitamina K . . . . . . . . . . . . . . . 778 Funzioni fi siologiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 778 Coagulazione del sangue . . . . . . . . . . . . . . 778 Osso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 779 Rene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 780 Segnalazione cellulare. . . . . . . . . . . . . . . . . 780 Defi cienza di vitamina K . . . . . . . . . . . . . . . . 780 Emorragia da defi cienza di vit K nel latt ante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 781 Relazione tra la vit K e l’osteoporosi . . . . 781 Valutazione dello stato di nutrizione . . . . . . 781 Bisogni e livelli di assunzione raccomandati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782 Usi farmacologici della vit K . . . . . . . . . . . . . 782 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783

64 COMPOSTI MARGINALI E FITONUTRIENTI . . . . . . . . . . . . . . . . . 785 Inositolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 786 Carnitina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 787 Taurina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 788 Creatina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 788 Fitochimici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 790 Carotenoidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 791 Composti allil solforici . . . . . . . . . . . . . . . . 792 Glucosinolati. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792 Fitoestrogeni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792 Flavonoidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793 Pirrolochinolina chinone (PQQ) . . . . . . . . 795 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 796

65 METABOLISMO IDRICO-SALINO. . . 799 Acqua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 799 Compartimenti idrici. . . . . . . . . . . . . . . . . . 800 Osmolalità. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 801 Bilancio idrico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803 Sete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 804 Disidratazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 804 Sodio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 806 Funzioni del sodio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 806 Contenuto e distribuzione . . . . . . . . . . . . . 807 Bisogni di sodio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 808 Tossicità del sodio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 809 Alterazioni della concentrazione ematica di sodio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 810 Situazioni particolari . . . . . . . . . . . . . . . . . . 811 Potassio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 811 Assunzione e perdite. . . . . . . . . . . . . . . . . . 812 Funzioni biologiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812

Assunzione raccomandata . . . . . . . . . . . . . 813 Tossicità del potassio. . . . . . . . . . . . . . . . . . 814 Stato di nutrizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814 Cloruro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814 Equilibrio acido-base. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814 Il pH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815 Elett roliti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815 Acidosi e alcalosi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 818 Regolazione renale del pH . . . . . . . . . . . . . 821 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 822 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823

66 CALCIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 825 Turnover . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 825 Assorbimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827 Assorbimento nett o e assorbimento vero . 828 Depositi e riserve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 830 Escrezione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 830 Funzioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 831 Controllo dei livelli plasmatici . . . . . . . . . . . 831 Sistemi ormonali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 831 Valutazione dello stato di nutrizione . . . . . . 833 Bisogni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833 Variazioni dei bisogni di calcio durante la vita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833 Eff ett i della carenza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834 Osteoporosi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 835 Osso e adiposità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 835 Tossicità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 835 Relazione con altre sostanze . . . . . . . . . . . . . 837 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 837 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 837

67 MAGNESIO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 839 Funzioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 839 Omeostasi intracellulare . . . . . . . . . . . . . . . . . 840 Turnover . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 840 Assorbimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 840 Eliminazione urinaria . . . . . . . . . . . . . . . . . 841 Stato di nutrizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 842 Assunzione raccomandata . . . . . . . . . . . . . 842 Defi cienza. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 842 Tossicità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 844 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 845 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 845

68 FOSFORO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 847 Funzioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 848 Digestione e assorbimento . . . . . . . . . . . . . . . 849 Escrezione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 850 Omeostasi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 850 Controllo del fosfato nel plasma . . . . . . . . 851 Stato di nutrizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 853 Tossicità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 853 Casi particolari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 854 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 854 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 855

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XXVIII Indice generale

69 FERRO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 857 Caratt eristiche chimiche importanti in biologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 857 Funzioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 858 Assorbimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 859 Trasporto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 860 Biologia cellulare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 861 Regolazione degli scambi di ferro tra cellule e ambiente extracellulare . . . . . 861 Regolazione dell’omeostasi intracellulare del ferro . . . . . . . . . . . . . . . . 862 Metabolismo mitocondriale . . . . . . . . . . . . 864 Metabolismo in cellule specializzate . . . . . . 864 Enterociti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 864 Deposito e riciclo del ferro . . . . . . . . . . . . . 865 Eritroblasti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 866 Macrofagi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 868 Turnover . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 869 Bilancio del ferro ed epcidina . . . . . . . . . . 869 Ferro di deposito. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 871 Stato di nutrizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 872 Perdite e valutazione dei bisogni . . . . . . . . . 873 Carenza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 874 Sintomatologia della carenza marziale. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 875 Defi cienza di ferro e immunità . . . . . . . . . 876 Fortifi cazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 876 Sovraccarico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 876 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 877 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 877

70 RAME . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 879 Funzioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 879 Enzimi e proteine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 879 Altre funzioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 881 Assorbimento e distribuzione . . . . . . . . . . . . 881 Valutazione dello stato di nutrizione . . . . . . 883 Valutazione dei bisogni e dei livelli d’assunzione raccomandati. . . . . . . . . . . . . . . 883 Sindromi da defi cienza nell’uomo . . . . . . . . 884 Tossicità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 884 Interazioni con altri nutrienti . . . . . . . . . . . . 885 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 885 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 885

71 ZINCO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 887 Assorbimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 887 Funzioni biochimiche e fi siologiche. . . . . . . 890 Regolazione dell’omeostasi . . . . . . . . . . . . . . 891 Metabolismo intracellulare . . . . . . . . . . . . . . 891 Valutazione dello stato di nutrizione . . . . . . 891 Assunzione raccomandata . . . . . . . . . . . . . . . 892 Defi cienza. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 893 Tossicità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 894 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 895 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 895

72 MANGANESE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 897 Assorbimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 897 Concentrazione nei tessuti . . . . . . . . . . . . . . . 898 Ruolo biologico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 898 Defi cienza. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 898 Tossicità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 898 Assunzione raccomandata . . . . . . . . . . . . . . . 898 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 899 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 899

73 CROMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 901 Assorbimento e trasporto . . . . . . . . . . . . . . . . 901 Funzioni biologiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 902 Eff ett i della defi cienza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 902 Bisogni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 902 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903

74 FLUORO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905 Assorbimento, metabolismo ed escrezione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905 Azione cariostatica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905 Eff ett i dell’assunzione inadeguata . . . . . . . . 906 Assunzione raccomandata . . . . . . . . . . . . . . . 906 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 906 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 907

75 SELENIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 909 Considerazioni alimentari . . . . . . . . . . . . . . . 909 Considerazioni biochimiche . . . . . . . . . . . . . 910 Selenoproteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 911 Att ività biologica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 914 Metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 914 Defi cienza. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 914 Stato di nutrizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 915 Tossicità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 916 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 916 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 916

76 IODIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 919 Metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 919 Defi cienza. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 921 Feto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 922 Il neonato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 922 Il bambino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 923 Gozzigeni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 923 Bisogni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 923 Stato di nutrizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 923 Supplementazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 923 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 924 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 924

77 ELEMENTI IN ULTRATRACCIA . . . . . 925 Assorbimento, trasporto e deposito . . . . . . . 927 Alluminio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 929 Arsenico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 930

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Indice generale XXIX

Boro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 930 Bromo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 931 Cadmio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 931 Germanio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 931 Litio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 932 Molibdeno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 932 Il molibdeno nel corpo umano. . . . . . . . . . 932 Nichel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933 Piombo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 934 Rubidio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 934 Silicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 934 Stagno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 934 Vanadio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 934 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 935 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 935

78 GRAVIDANZA: LA NUTRIZIONE MATERNO-FETALE. . . . . . . . . . . . . . . . . 937 Energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 938 Proteine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 940 Carboidrati. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 941 Grassi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 941 Vitamine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 941 Vitamine liposolubili . . . . . . . . . . . . . . . . . . 941 Vitamine idrosolubili . . . . . . . . . . . . . . . . . 942 Minerali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 943 Alcune situazioni particolari . . . . . . . . . . . . . 944 Conclusioni circa la nutrizione materna . . . 944 La nutrizione dal punto di vista fetale . . . . . 944 Att ività metabolica della placenta. . . . . . . 946 Ruolo del feto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 946 Trasporto transplacentare di nutrienti . . . 946 Problemi particolari e stile di vita. . . . . . . . . 948 Alcol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 948 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 949 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 949

79 ALLATTAMENTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . 951 Il latt e umano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 951 Composizione del latt e . . . . . . . . . . . . . . . . 953 Variazioni della composizione del latt e . . 953 Necessità nutrizionali della nutrice . . . . . . . 954 Energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 956 Proteine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 957 Vitamine e minerali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 957 Malnutrizione e allatt amento. . . . . . . . . . . . . 959 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 959 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 959

80 ACCRESCIMENTO: DAL NEONATO ALL’ADULTO . . . . . . . . . . . 961 Il neonato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 961 Periodo dell’alimentazione complementare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 965 Il bambino da 2 a 10 anni di vita . . . . . . . . . . 965 Adolescente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 966

Appendice: Valori di assunzione di energia e di alimenti proposti dal Food and Nutrition Board (2005) . . . . . . 968 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 968 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 968

81 SENILITÀ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 971 Teorie sull’invecchiamento. . . . . . . . . . . . . . . 972 Apoptosi e necrosi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 972 Mitocondri e stress ossidativo . . . . . . . . . 972 Variazioni degli indici antropometrici. . . . . 973 Att ività sportiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 973 Bisogni nutrizionali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 974 Micronutrienti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 975 Invecchiamento e nutrizione . . . . . . . . . . . 977 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 978 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 978

82 ATTIVITÀ FISICA E SPORT . . . . . . . . . 979 Caratt eristiche strutt urali del muscolo . . . . . 980 Proteine dei fi lamenti sott ili e spessi . . . . . 980 Contrazione muscolare . . . . . . . . . . . . . . . . . . 982 Tipi di fi brocellule muscolari e loro metabolismo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 984 Sintesi di ATP in aerobiosi e in anaerobiosi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 985 Anaerobiosi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 985 Aerobiosi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 986 Alcuni aspett i del controllo della produzione di ATP nel muscolo striato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 986 Substrati consumati durante l’att ività sportiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 988 Relazione del consumo dei substrati con la durata dello sforzo . . . . . . . . . . . . . . 988 Relazione del consumo di substrati con l’intensità dello sforzo . . . . . . . . . . . . . 988 Alcune considerazioni sugli sforzi di lunga durata. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 989 Ruolo delle proteine nel metabolismo muscolare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 990 Triacilgliceroli intramuscolari (IMTG) . . . 991 Altri nutrienti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 992 Nutrizione e allenamento . . . . . . . . . . . . . . . . 993 Regolazione delle masse muscolari . . . . . . . 993 Gli integratori alimentari . . . . . . . . . . . . . . . . 997 Integrazione energetica. . . . . . . . . . . . . . . . 997 Integrazione proteica. . . . . . . . . . . . . . . . . . 997 Integratori vari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 998 Doping. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 998 Att ività fi sica per la popolazione generale . 998 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 998 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 999

83 IL DIGIUNO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1001 Richieste di energia e di nutrienti. . . . . . . . 1002 Fasi del digiuno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1002

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XXX Indice generale

Necessità metaboliche del corpo umano . . 1004 Perdita di peso durante il digiuno . . . . . . . 1005 Substrati ematici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1006 Glicidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1006 Amminoacidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1006 Acidi grassi liberi (NEFA) e corpi chetonici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1008 Ormoni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1009 Morte per fame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1010 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1010 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1011

84 MALNUTRIZIONE CALORICO- PROTEICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1013 Il semidigiuno: adatt amento e accomodamento al digiuno . . . . . . . . . . . . 1014 Defi cienza proteica relativa . . . . . . . . . . . 1016 Ritardo di crescita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1016 Situazione endocrina. . . . . . . . . . . . . . . . . 1016 Zinco e altri micronutrienti . . . . . . . . . . . 1016 Ipoalbuminemia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1017 Ematologia e circolazione. . . . . . . . . . . . . 1018 Edema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1018 Fegato grasso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1019 Funzioni mentali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1019 Diarrea. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1019 Suscett ibilità alle infezioni . . . . . . . . . . . . 1019 Alcuni aspett i clinici . . . . . . . . . . . . . . . . . 1019 La PEM primaria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1021 Patofi siologia e risposte adatt ative alla PEM: marasma e kwashiorkor . . . . . . . 1023 Fatt ori tossico-nutrizionali . . . . . . . . . . . 1026 Malnutrizione nel paziente ospedalizzato (PEM secondaria) . . . . . . . . . 1026 Patogenesi e signifi cato clinico della malnutrizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1027 Deplezione delle riserve corporee. . . . . . 1028 Guarigione delle ferite . . . . . . . . . . . . . . . 1028 Funzioni immunitarie . . . . . . . . . . . . . . . . 1028 Funzioni cardiovascolari. . . . . . . . . . . . . . 1028 Funzioni gastrointestinali. . . . . . . . . . . . . 1029 La mortalità e la morbilità della sott onutrizione . . . . . . . . . . . . . . . . . 1029 Aspett i terapeutici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1029 Nutrizione enterale . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1030 Nutrizione parenterale . . . . . . . . . . . . . . . 1030 Nutrizione e cancro . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1031 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1033 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1033

85 STRESS OSSIDATIVO . . . . . . . . . . . . . 1035 Formazione di radicali liberi . . . . . . . . . . . . 1036 Radicali liberi e lipidi . . . . . . . . . . . . . . . . 1038 Ossidazione di lipoproteine . . . . . . . . . . . 1039 La difesa enzimatica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1039 La superossido dismutasi . . . . . . . . . . . . . 1040 La catalasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1040

La glutatione perossidasi . . . . . . . . . . . . . 1040 Sistemi dipendenti dalla tioredossina . . 1040 Molecole antiossidanti . . . . . . . . . . . . . . . . . 1040 Polifenoli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1041 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1041 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1041

86 ORMONI E RISPOSTE ALL’INFEZIONE E ALLO STRESS. . . 1043 Ormoni e fatt ori di crescita . . . . . . . . . . . . . . 1043 Ormone della crescita o somatotropo. . . 1044 Insulina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1045 Altri fatt ori di crescita . . . . . . . . . . . . . . . . 1045 Citochine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1046 Meccanismi di azione delle citochine . . . 1047 Infl uenza di nutrienti sulla biologia delle citochine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1049 Modulazione della biologia delle citochine da parte di micronutrienti . . . . . . . . . . . . 1050 Funzioni fondamentali delle citochine . . 1051 Eicosanoidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1051 Sintesi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1051 Cortisolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1052 Ormoni del sistema nervoso . . . . . . . . . . . . 1052 Catecolammine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1052 Risposte ormonali a ferite, infezione e cancro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1052 Risposta della fase acuta. . . . . . . . . . . . . . 1053 Escrezione di urea: un marker dello stato ipercatabolico . . . . . . . . . . . . . 1053 Marker utilizzati per lo stato nutrizionale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1053 Risposte fi siologiche alla chirurgia. . . . . . . 1053 Nutrizione nel periodo perioperatorio . 1054 Ferite accidentali. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1055 Infezione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1055 Ciclo malnutrizione/infezione . . . . . . . . . 1056 Eff ett o dell’infezione sullo stato nutrizionale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1056 Malnutrizione e risposta all’infezione . . 1056 Nutrienti coinvolti nella risposta all’infezione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1056 Cambiamenti nutrizionali e metabolici nei pazienti con infezione. . . . . . . . . . . . . 1058 Pazienti ustionati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1058 Risposta metabolica. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1059 Risposta infi ammatoria . . . . . . . . . . . . . . 1059 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1059 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1060

87 SINDROME METABOLICA . . . . . . . . 1061 Tessuto adiposo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1062 Fegato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1064 Alterazioni funzionali nel muscolo indott e dai lipidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1064 Il coatt ivatore 1 (PGC1) del PPARγ e l’omeostasi dei nutrienti energetici . . . . 1065

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Indice generale XXXI

Regolazione att raverso il sistema carnitina aciltrasferasi I/malonil-CoA. . . 1065 Meccanismi della resistenza insulinica indott a dai lipidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1065 Alterazioni dell’utilizzazione di substrati legate all’eccesso di lipidi. . . . . . 1067 Un’ipotesi unifi catrice: il malfunzionamento dei mitocondri. . . . . . 1068 Isolott i pancreatici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1070 Ruolo dell’infi ammazione . . . . . . . . . . . . . . 1071 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1071 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1071

88 NUTIZIONE E PESO CORPOREO. . . 1073 Defi nizione dell’obesità nell’uomo . . . . . . 1073 Obesità nel bambino . . . . . . . . . . . . . . . . . 1074 Complicanze dell’obesità . . . . . . . . . . . . . . . 1075 Adatt amenti comportamentali verso le variazioni di apporto energetico . . . . . . . 1077 Fatt ori di rischio per l’obesità . . . . . . . . . . . 1078 Nutrienti e sazietà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1078 Proteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1078 Carboidrati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1078 Grassi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1079 Regolazione dell’assunzione di cibo . . . . . 1079 Prime teorie del controllo dell’apporto alimentare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1079 Controlli periferici e centrali . . . . . . . . . . . . 1080 Controlli periferici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1080 Controlli centrali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1082 Eventi tonici e fasici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1085 I segnali tonici: gli eff ett i dello stato energetico. . . . . . . . . . . . . . . . . 1086 I segnali fasici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1086 Fegato e cervello nell’omeostasi energetica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1086 Incretine e amilina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1087 Peptide simile al glucagone (tipo 1) GLP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1087

Amilina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1088 Terapia dell’obesità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1088 Velocità ott imale della perdita di peso . . 1088 Terapia comportamentale. . . . . . . . . . . . . 1089 Farmaci anoressizzanti e termogenetici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1089 Procedimenti chirurgici . . . . . . . . . . . . . . 1089 Dietoterapia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1089 Esercizio fi sico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1091 Mantenimento della perdita di peso. . . . 1091 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1092 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1092

89 CONSIDERAZIONI SUL TESSUTO ADIPOSO . . . . . . . . . . 1095 Costituzione del tessuto adiposo . . . . . . . . 1095 Sviluppo del tessuto adiposo . . . . . . . . . . . . 1096 Fatt ori di trascrizioni coinvolti nell’adipogenesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1096 Ipertrofi a e iperplasia degli adipociti . . . 1096 Regolazione endocrina . . . . . . . . . . . . . . . 1097 Ormoni secreti dal tessuto adiposo. . . . . . . 1097 Adiponectina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1098 Leptina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1099 Resistina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1100 Fatt ori non proteici secreti dal tessuto adiposo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1100 Vascolarizzazione del tessuto adiposo . . . . 1101 Matrice extracellulare . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1102 Rimodellamento del tessuto adiposo . . . . . 1102 Ruolo dei macrofagi . . . . . . . . . . . . . . . . . 1103 Disfunzioni del tessuto adiposo obeso . . . 1103 Sensibilità all’insulina . . . . . . . . . . . . . . . . 1103 Fibrosi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1103 Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1103 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1103

Indice analitico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1107

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