Proteine, Amminoacidi Essenziali e Valore Biologico

Proteine, Amminoacidi Essenziali e Valore Biologico
Ultima modifica 27.05.2020
INDICE
  1. Introduzione
  2. Proteine
  3. Amminoacidi Essenziali
  4. Valore Biologico

Introduzione

In questo articolo parleremo delle proteine, generalmente di cosa sono e delle loro funzioni, ma anche dell'importanza compositiva e del relativo valore biologico.

Proteine Amminoacidi Essenziali e Valore Biologico Shutterstock

Queste nozioni sono a dir poco essenziali non solo dal punto di vista biologico, ma anche sportivo, poiché nell'atleta e nel bodybuilder la sintesi proteica sta alla base del recupero e della crescita muscolare.

Proteine

Cosa sono e cenni di chimica

Le proteine (polipeptidi) sono macro-molecole o polimeri di numero variabile (da poche decine a varie centinaia) composti da sequenze di amminoacidi (AA) – molecole quaternarie, formate da carbonio ( C), idrogeno (H), ossigeno (O) e azoto (N). In nutrizione, questi ultimi vengono considerati macronutrienti energetici – poiché tramite vari processi è possibile ricavarne 4 kcal / g – ma, dal punto di vista biologico, nella loro interezza le proteine vantano numerosissime e specifiche funzioni.

Gli amminoacidi contengono gruppi funzionali diversi, tra cui un gruppo amminico (NH2) e un gruppo acido carbossilico (COOH). In natura esistono una ventina di amminoacidi che, combinandosi diversamente, possono formare decine di milioni di proteine diverse, esattamente come le lettere dell'alfabeto formano innumerevoli parole. Gli amminoacidi presenti in natura sono tutti α-amminoacidi e presentano almeno un carbonio chirale (cioè legato a gruppi funzionali tutti differenti l'uno dall'altro).

Alcuni aminoacidi, detti essenziali (AAE), non possono essere sintetizzati dall'organismo e perciò devono essere forniti in maniera esogena attraverso l'alimentazione.

Il legame chimico tra gli amminoacidi, detto peptidico, si instaura tra COOH di uno e NH2 dell'altro, con condensazione e perdita di una molecola di acqua. Se il numero di aminoacidi è minore di 10 questa catena è un oligopeptide; 10-50 polipeptide; oltre 50 una proteina propriamente detta.

Le catene peptidiche, in particolari condizioni, possono essere rotte separando gli aminoacidi di cui erano composte. Questo processo di demolizione è detto idrolisi e può essere di tipo chimico o enzimatico; può avvenire durante la digestione, rendendo gli aminoacidi assorbibili per via intestinale, oppure nel catabolismo cellulare. Ogni proteina acquisisce specifiche proprietà in base alla disposizione spaziale che assume che è determinata geneticamente.

Generalità sulle funzioni

Le proteine svolgono molteplici funzioni e hanno differenti compiti data la loro dinamicità strutturale che con facilità tende a legarsi con altre molecole. Forniscono aminoacidi indispensabili all'assolvimento di determinate funzioni quali:

  • Funzione regolatrice: come precursori ormonali e neurotrasmettitori (insulina, glucagone, TSH ecc);
  • Funzione di catalisi: la maggior parte degli enzimi è di natura proteica;
  • Funzione plastica: gli aminoacidi fungono da "mattoni" che consentono la costruzione di proteine nel corpo umano soggette ad un continuo tournover;
  • Funzione contrattile: danno luogo a ponti contrattili tra actina e miosina nelle miofibrille muscolari;
  • Funzione di coagulazione del sangue: varie proteine permettono l'instaurazione della maglia emostatica;
  • Funzione di canale di membrana: nella cellula le proteine danno luogo al 50% a canali di natura proteica che, posti sulla membrana, permettono il passaggio di ioni e sostanze dalla cellula;
  • Funzione di trasporto ematico: per nutrienti (lipoproteine) e ossigeno (emoglobina);
  • Funzione immunitaria: immunoglobuline (anticorpi);
  • Funzione di barriera fisica: su epiteli di rivestimento esterni (cheratina);
  • Funzione di trasmissione dei caratteri genetici.

Amminoacidi Essenziali

Di 20 aminoacidi presenti in natura, poco più della metà è da considerarsi essenziale – come vedremo, questa approssimazione dipende dall'età e dalle condizioni del soggetto.

Per gli adulti sono: fenilalanina, isoleucina, istidina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptofano, valina; per l'accrescimento (o in determinate condizioni patologiche) includiamo anche: arginina, cisteina e tirosina.

La sintesi di una proteina richiede, quindi, tutti gli AAE. Essendo impossibilitati nella loro auto-produzione, si dovranno assumere con la dieta. Ciò impone che l'alimentazione soddisfi la richiesta dei vari AAE nelle giuste quantità e proporzioni; diversamente, la sintesi endogena di polipeptidi non avverrebbe in maniera soddisfacente.

Nota: ciò non significa che ad ogni pasto si debbano introdurre solo proteine con tutti gli AAE nelle giuste quantità e proporzioni; la richiesta metabolica non è così elevata. Nel bilancio periodico invece, soprattutto per uno sportivo o per un bodybuilder, ciò assume un ruolo determinante.

Valore Biologico

La composizione in AAE, rispetto al modello proteico umano, è valutata con il criterio del cosiddetto Valore Biologico (VB). Corrisponde alla quantità di proteina sintetizzata nell'organismo rispetto a quella ingerita con la dieta. Ad esempio, il valore biologico delle proteine dell'uovo intero è di 97 su un massimo di 100, il che significa che in seguito all'assunzione di 100 g di tali proteine, l'organismo "potrebbe sintetizzarne" (al bisogno) 97 g delle proprie.

Le proteine di origine animale hanno mediamente un VB superiore rispetto a quelle di origine vegetale.

Il valore di aminoacidi presenti in una data proteina è anche detto spettro amminoacidico e rappresenta la quantità degli aminoacidi essenziali in essa contenuti.

Se un alimento contiene "X" grammi di proteine, queste vengono scisse in aminoacidi utilizzabili per la sintesi di proteine umane dall'organismo, ma quando un solo di questi aminoacidi si esaurisce, la sintesi termina proprio perché mancano certi specifici mattoni per la costruzione.

Il VB è quindi molto importante ai fini della sintesi proteica, a sua volta determinante per il recupero muscolare e per la crescita ipertrofica.

Il VB viene indicato dal rapporto tra la quantità di azoto (N) trattenuto dall'organismo – dopo l'assorbimento – per la sintesi endogena. Se consideriamo che:

  • N assorbito = alimento - eliminazione fecale;
  • N trattenuto = alimentazione - eliminazione fecale e urine;

N valuta lo spettro amminoacidico degli aminoacidi essenziali.

Il coefficiente di utilizzo digestivo è la percentuale del rapporto tra la quantità di proteine introdotte con la dieta e l'azoto assorbito.

VB = N alimentare – N fecale – N urinario / N alimentare – N fecale = N trattenuto / N assorbito

Autore

Riccardo Borgacci
Laureato in Scienze motorie e in Dietistica, esercita in libera professione attività di tipo ambulatoriale come dietista e personal trainer