Il metabolismo

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Il metabolismo
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Metabolismo

• Concetto di metabolismo
• Sostanze organiche e inorganiche
• Il peso corporeo
• Indice di massa corporea
• Fabbisogno energetico
• Metabolismo basale
• Termogenesi
• Attività fisica e richiesta energetica
• Le diete
• Le disfunzioni metaboliche

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Concetto di metabolismo

• Il metabolismo comprende tutte le reazioni
  chimiche che avvengono in un organismo
• Si divide in anabolismo e catabolismo
• Le reazioni anaboliche sono quelle che
  costruiscono strutture (ad esempio la sintesi di
  nuove proteine, la duplicazione del DNA, la
  fotosintesi, ..) e richiedono energia
• Le reazioni cataboliche sono quelle che
  demoliscono le molecole complesse e le
  trasformano in molecole semplici (ad esempio la
  respirazione cellulare e la digestione) e
  forniscono energia

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Sostanze inorganiche e organiche

• Classificazione
• Sostanze inorganiche si tratta di composti
  semplici o complessi, caratterizzati dallassenza
  di atomi di carbonio o in cui questo elemento
  abbia un numero di ossidazione non inferiore a
  4. Comprendono pertanto anidride carbonica,
  acido carbonico e relativi Sali. Viene compreso
  anche il monossido di carbonio, pur avendo un
  numero di ossidazione inferiore a 4
• Sostanze organiche si tratta di composti
  semplici o complessi, caratterizzati dalla
  presenza di atomi di carbonio o in cui questo
  elemento abbia un numero di ossidazione inferiore
  a 4.

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• Il concetto di organico nasce dalla storia
  della chimica tutto ciò che aveva avuto origine
  da un essere vivente era ritenuto organico.
• Nei composti organici, formati da uno scheletro
  di carbonio e idrogeno, possono essere presenti
  anche altri atomi ossigeno, nelle molecole
  organiche biologiche, azoto, zolfo, fosforo, sia
  in quelle di origine biologica sia in quelle di
  sintesi, cloro, fluoro, bromo, .. in quelle non
  biologiche

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Il peso corporeo

• Si tratta della massa di un organismo vivente,
  determinato dalla massa dei tessuti, organi e
  liquidi del sistema
• Quindi si dovrebbe parlare di massa corporea
• Si calcola in chilogrammi (kg)

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Indice di massa corporea

• Abbreviato in IMC o BMI (in inglese)è un dato
  ottenuto dal rapporto tra peso e altezza di un
  individuo ed è utilizzato come indicatore dello
  stato di peso forma
• Per una valutazione corretta bisognerebbe tenere
  presenti anche altri dati quali larghezza delle
  spalle, larghezza ossea del bacino, circonferenza
  cranica, corporatura muscolosa o flaccida, sesso
  dellindividuo
• Esempio di calcolo di IMC
• Altezza 1,70 m - massa 62 kg
• 62
• IMC ------------ 21,45 (peso regolare)
• (1,7)2
• Va considerato che tale indice è stato inventato
  negli Stati Uniti dalle compagnie di
  assicurazione che avevano bisogno di capire
  quanto era alto il rischio di infarto
  dellassicurato nel momento della stipula
  dellassicurazione

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Fabbisogno energetico

• Si tratta della richiesta energetica del nostro
  organismo
• Varia tra le 1800 kcal/giorno (donna) e le 2800
  kcal/giorno (uomo)
• Dipende da una serie di fattori
• età (più si è giovane e maggiore richiesta
  energetica ha lorganismo)
• Attività fisica (nel caso di attività agonistica
  si possono raggiungere richieste energetiche
  molto alte)
• Sesso
• Stato fisico
• Eventuale presenza di malattie in corso
• Si calcola in calorie
• Se lassunzione di calorie supera il dispendio,
  abbiamo un aumento della massa corporea

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• Si calcola in calorie (cal) unità di misura
  dellenergia, definita come la quantità di
  energia necessaria per innalzare di 1C la
  temperatura di 1 g di acqua distillata a 14,5C
  posta a livello del mare.
• In biologia, per evitare confusioni con le
  calorie fisiche (che può essere immaginata come
  la semplice capacità di combustione di una
  sostanza), si usano le chilocalorie (kcal), ossia
  una misura 103 più grande (la sostanza immessa in
  un organismo vivente deve essere assimilata, cioè
  compatibile con la richiesta calorica delle
  cellule)
• Il potere calorico può essere misurato anche in
  joule (1 cal 4,19 j)

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Metabolismo basale

• Si tratta della richiesta energetica
  dellorganismo a riposo
• Si aggira tra le 1400 kcal/giorno (donna di mezza
  età con attività semi-sedentaria) e i 2100
  kcal/giorno (uomo di mezza età con attività
  semi-sedentaria)
• È influenzato da diversi fattori
• Sesso inferiore nella donna
• Massa corporea (importante la massa muscolare)
• Statura
• Età
• Clima (aumenta con labbassarsi della temperatura
  ambientale)
• Stato nutrizionale (durante il digiuno e nei casi
  di iponutrizione il metabolismo basale si
  abbassa)
• Stato ormonale (gli ormoni tiroidei aumentano il
  metabolismo basale)

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Termogenesi

• La termogenesi è un processo metabolico che
  consiste nel produrre calore da parte
  dellorganismo
• In sostanza la digestione degli alimenti richiede
  una certa spesa energetica dovuta
  allassorbimento e utilizzazione degli alimenti
  (termogenesi fissa) e per attivare il sistema
  nervoso simpatico (t. facoltativa)
• Gli alimenti fortemente proteici aumentano la t.
  fissa (30 del valore calorico del pasto)
• Le diete iperproteiche pertanto aumentano il
  processo della termogenesi, quindi limitano il
  potere calorico del cibo, ma affaticano fegato e
  reni
• La t. facoltativa è attivata dal sistema nervoso
  simpatico che attivando la noradrenalina induce
  la produzione di calore, in particolare se si è
  sotto stress o fa freddo, con attivazione dei
  mitocondri

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Attività fisica e richiesta energetica

• Qualunque tipo di attività fisica richiede
  energia il movimento, il mantenimento delle
  costanti chimiche (ad esempio quantità di acqua e
  Sali) e fisiche (temperatura e pH), la
  digestione, la produzione di nuove proteine, ..
• Lenergia viene recuperata con lalimentazione,
  ossia lingerimento di molecole ricche
  energeticamente come zuccheri e grassi

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• Ci sono anche alcune attività sociali che
  consumano calorie (ad esempio il tamburellare le
  dita su un tavolo, ridere, fare lavori manuali,
  ) che richiedono energia. Nel corso dellultimo
  decennio anche tali attività si sono decisamente
  ridotte aumentando lincidenza dellobesità nella
  nostra società
• Le attività sportive ricreative, per quanto
  importanti dal punto di vista sociale e psichico,
  incidono decisamente meno sul consumo energetico
  (1 ora di palestra può portare al consumo di 300
  kcal, mentre un lavoro attivo può portare ad un
  consumo di 1500 kcal al giorno)

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Le diete

• Il termine dieta indica un regime alimentare,
  anche se spesso viene confuso solo con un regime
  alimentare che deve portare al dimagrimento
• La dieta umana è normalmente onnivora, anche se a
  volte troviamo persone che per scelta o per
  bisogno, si sottopongono a diete particolari (ad
  esempio i vegetariani)
• Nel corso dellultimo milione di anni la dieta
  umana è passata da un regime fondato sul consumo
  di alimenti crudi alla capacità di utilizzare il
  fuoco (Homo erectus 1,8 1,3 milioni di anni
  fa) e ad uno sviluppo sempre più spiccato delle
  attività cerebrali

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Le disfunzioni metaboliche

• Le allergie alimentari
• Le intolleranze alimentari
• Il diabete
• La celiachia
• Le ulcere gastriche e duodenali
• La fenilchetonuria

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Le allergie alimentari

• Esagerata e rapida reazione del sistema
  immunitario nei confronti di un alimento ingerito
• Di solito la reazione del sistema immunitario è
  nei confronti di una proteina presente
  nellalimento
• Da non confondere con intolleranza alimentare
  (pagina successiva), tossinfezione alimentare
  (reazione a tossine prodotte da funghi o batteri)
  o a reazioni esagerate a additivi o conservanti
• Nei casi peggiori possiamo scivolare da una
  fastidiosa allergia alimentare a shock
  anafilattico

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• Gli alimenti maggiormente allergizzanti sono il
  latte, le uova, la soia, le arachidi, le
  nocciole, il pesce, i crostacei, alcuni frutti
  come fragole e pesche
• Le allergie si sviluppano soprattutto nei primi
  anni di vita dellindividuo
• La forma dellallergia può assumere diverse forme
• Orticaria allergia cutanea
• Congiuntivite o rinite con secrezione nasale e
  lacrimazione
• Febbre da fieno
• Asma manifestazioni gastrointestinali con vomito
  o diarrea e dolori addominali

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Le intolleranze alimentari

• Situazioni completamente diverse rispetto alle
  allergie non vi è la produzione di
  immunoglobuline, solo un malassorbimento!
• Possono essere
• Farmacologiche derivano da sostanze chimiche con
  funzione farmacologica (ad esempio le xantine
  presenti in caffè o the)
• Metaboliche carenza o assenza di enzimi
  necessari a metabolizzare alcuni amminoacidi o
  altro (è il caso dellintolleranza al lattosio o
  al glutine vedi celiachia)
• Agli additivi chimici spesso aggiunti
  allalimento per insaporirlo o esaltare colori,
  conservarlo o altro

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Il diabete

• Il termine deriva dal greco e si riferisce al
  fatto che le persone affette da questa
  disfunzione hanno abbondante ingestione di acqua
  (polidipsia) e abbondante produzione di urina
  (poliuria)
• Diversi tipi di diabete
• Mellito
• Mellito di tipo 1 (con patogenesi autoimmune)
• Mellito di tipo 2 (familiare)
• Mellito gestazionale (solo in gravidanza, spesso
  recede)
• MODY (maturity onset diabetes of the young)
• Insipido
• Neurogenico
• Nefrogenico

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Mellito di tipo 1

• Malattia autoimmune con distruzione delle cellule
  del pancreas che porta alla deficienza insulinica
• Sembra sia seguente a malattie quali morbillo e
  epatiti
• Sembra inoltre che la presenza in forma omozigote
  di alcuni alleli, aumenti la possibilità di
  insorgenza del diabete

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Mellito di tipo 2

• Detto anche mellito non insulino-dipendente
• È il diabete tipico delladulto, caratterizzato
  da glicemia alta con carenza di insulina
• È il diabete più diffuso con il 90 dei casi di
  diabete nella nostra società
• La causa scatenante principale cè lobesità
• Si tratta questa malattia con somministrazione di
  insulina o metformina
• I tassi di diabete sono notevolmente aumentati
  negli ultimi 50 anni, forse a seguito
  dellaumento dellobesità o forse per una
  diminuzione di attività fisica
• Tra le malattie seguenti alla presenza di diabete
  possiamo avere ictus, retinopatia diabetica,
  insufficienza renale

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Mellito gestazionale

• Caratterizzato da una ridotta tolleranza al
  glucosio in periodo di gravidanza
• Al termine del periodo della gestazione il
  diabete di solito recede, ma possono esserci casi
  di ritorno ad altre forme di diabete dopo 10 o 20
  anni (dal 30 al 60 delle puerpere colpite da
  diabete gestazionale)
• Di solito è dovuto ad una aumentata richiesta di
  insulina da parte del feto

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MODY (maturity onset diabetes of the young)

• È dovuto alla mutazione di alcuni geni che porta
  alla ridotta secrezione di insulina, in
  particolare a alterazioni genetiche nelle cellule
  del pancreas, soprattutto le cellule delle isole
  del Langerhans
• Si può andare dallerrata secrezione di
  glucochinasi (la forma più leggera) fino a
  alterazioni di cellule epatiche e alterazioni
  metaboliche molto pesanti

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La celiachia

• Malattia autoimmune dellintestino tenue
• Si verifica in individui di ogni età,
  geneticamente predisposti
• È causata dalla reazione esagerata da parte di
  cellule intestinali alla gliadina, una proteina
  presente nel glutine del grano e altre piante
  imparentate strettamente, quali orzo e segala
• La reazione infiammatoria porta alla sistematica
  distruzione dei villi intestinali
• Unica possibile cura è data dalleliminazione del
  glutine dalla dieta

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Le ulcere gastriche e duodenali

• È una ferita aperta nella mucosa dello stomaco
  (ulcera gastrica), nel primo tratto
  dellintestino (ulcera duodenale) o dellesofago
  (ulcera gastro-esofagea, spesso associata al
  reflusso gastroesofageo)
• Fino a non molto tempo fa le colpe venivano
  cercate nello stile di vita mentre oggi sembra
  che le colpe siano da ricercare in infezioni
  batteriche (Helicobacter pylori) o alcuni farmaci
  quali aspirine, ibuprofene, ketoprofene e altri
  (anche se molti studiosi sono concordi nel dire
  che si tratta di patologie multicausali)
• Lulcera non va confusa con la gastrite,
  infiammazione delle pareti gastriche che spesso
  però, se non curata, può portare allulcera

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La fenilchetonuria (PKU)

• Disfunzione che indica la presenza di alti tassi
  di fenilpiruvato nelle urine e fenilalanina nel
  sangue
• Si tratta di mutazioni recessive di un gene
  localizzato sul cromosoma 12
• È una malattia genetica rara con una frequenza di
  1 caso su 15.000 nati vivi
• Lenzima codificato dal gene mutato, la
  fenilalanina idrossilasi, permette di trasformare
  lamminoacido fenilalanina in tirosina

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• Se lenzima non funziona abbiamo un doppio
  problema
• carenza di tirosina, con conseguenti carenze di
  neurotrasmettitori come adrenalina e dopamina
• Concentrazioni elevate di fenilalanina nel sangue
  con possibile ritardo mentale per gli individui
  coinvolti, ritardo di accrescimento e morte
  precoce
• I bambini dimostrano di essere affetti da questa
  sindrome dopo qualche mese dalla nascita, con
  rash cutanei, nausea, vomito, irritabilità,
  eczemi, urine dal caratteristico odore di topo
• La disfunzione del sistema nervoso si manifesta
  con tremori e ipertono muscolare
• Successivamente si manifesta il ritardo mentale
• La malattia può essere tenuta sotto controllo con
  una dieta povera di fenilalanina, sostituendo le
  proteine alimentari con somministrazione di
  singoli amminoacidi