Le proteine sono, dopo l’acqua, le molecole biologiche più abbondanti nel corpo umano e in tutti gli organismi viventi, perché presenti in tutte le cellule. Le proteine sono (dopo l’acqua) le molecole biologiche più abbondanti nel corpo umano e in tutti gli organismi viventi; si trovano in tutte le cellule e costituiscono almeno il 50% del loro peso secco.
Cosa Sono le Proteine?
Le proteine sono formate da lunghe sequenze di amminoacidi (l’unità strutturale che costituisce la proteina), a formare delle catene tenute insieme da legami peptidici. Gli amminoacidi sono le unità base delle proteine e a seconda del loro numero e della loro sequenza (l’ordine è determinante!) danno origine a quella specifica proteina. Ogni proteina è il risultato del legame di più aminoacidi (legame peptidico): il gruppo carbossilico di un AA si lega al gruppo amminico (contenente azoto) di un altro AA tramite l’eliminazione di una molecola di acqua.
Le proteine sono formate da lunghe sequenze di amminoacidi (l'unità costitutiva della proteina), che si uniscono l'uno all'altro attraverso particolari legami, detti peptidici, a formare delle lunghe catene (catene polipeptidiche). La precisa sequenza degli amminoacidi nelle catene determina la forma e la funzione della proteina. Le proteine possono essere formate da una catena unica, oppure da due o più catene strettamente associate tra loro, e spesso unite da legami trasversali. Ciascuna catena ha una struttura e una disposizione tridimensionale che rappresenta la sua forma specifica: come un "nastro" assume certe “pieghe” o conformazioni (ad elica, a globo, a foglietto ripiegato) e, combinandosi con altre catene, può generare strutture più elaborate.
Le sostanze proteiche o proteine o protidi sono i costituenti chimici più importanti degli organismi animali e vegetali perché costituiscono il materiale chimico sul quale si svolgono per la maggior parte i complessi fenomeni della vita. Tutte le sostanze proteiche sono costituite dai quattro elementi fondamentali carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto. Quasi tutte le proteine contengono zolfo, alcune anche fosforo: poche altre contengono altri elementi (per es., il ferro nell'emoglobina).
Gli amminoacidi sono in tutto 20; alcuni di questi sono essenziali poiché l’organismo non è in grado di sintetizzarli e necessariamente devono essere assunti quotidianamente con l’alimentazione. Nel corpo umano ci sono decine di migliaia di proteine diverse e per sintetizzarle c’è bisogno di 20 aminoacidi. In modo autonomo, l’apparato enzimatico è in grado di fabbricare 11 aminoacidi, mentre gli altri 9 devono essere per forza assunti tramite l’alimentazione e sono definiti “essenziali”. Nell’adulto gli aminoacidi essenziali sono 8, nel bambino (organismo in accrescimento) 9.
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Funzioni delle Proteine
Le proteine hanno importanti funzioni come quella plastica (riforniscono l’organismo degli aminoacidi per il rinnovamento dei tessuti), di trasporto (emoglobina, ormoni). Sono depositarie del codice genetico (DNA e RNA del nucleo cellulare). Sono precursori di enzimi e intervengono in varie fasi del metabolismo, sono indispensabili per le difese immunitarie. Ma forse la funzione più importante delle proteine è quella regolatrice ed energetica svolta dagli enzimi, che agiscono accelerando le reazioni biologiche e trasformando reazioni lente in processi più veloci, con richieste energetiche più basse: agiscono quindi da catalizzatori.
Sono fondamentali per la salute del muscolo, in quanto, insieme all’esercizio fisico aiutano a rigenerare, nutrire ed aumentare la massa muscolare. Il 6-19% dei soggetti con età superiore ai 60 anni va incontro ad una progressiva perdita di massa muscolare (sarcopenia).
Le Proteine nell’Alimentazione
Buone fonti di proteina sono:
- Alimenti di origine animale (carni, persci, uova, latte, yogurt e formaggi)
- Alimenti di origine vegetale (legumi, cereali, soia, quinoa, frutta a guscio come mandorle, noci, nocciole ecc.)
Gli alimenti non contengono lo stesso tipo di proteine, e viene utilizzato un paramento definito “valore biologico” per valutare la qualità di proteine contenute negli alimenti stessi. Esso dipende dalla composizione in amminoacidi di un alimento e la loro quantità. L’uovo per esempio ha una ottimale composizione e combinazione dei vari aminoacidi essenziali e pertanto ha il valore biologico più alto anche tra gli alimenti di origine animale e viene utilizzato come alimento di riferimento. Le proteine alimentari sono definite ad alto valore biologico (VB) o nobili se contengono tutti gli aminoacidi essenziali in quantità e proporzione adeguata per l’organismo.
Gli aminoacidi essenziali sono presenti in una buona quantità negli alimenti di origine animale, mentre negli alimenti di origine vegetale il quantitativo risulta inferiore. In genere questo tipo di alimenti non riescono a coprire il fabbisogno di tutti gli aminoacidi essenziali. Nella normale alimentazione combinando opportunamente tra loro gli alimenti di origine vegetale si riesce a completare il corredo aminoacidico tra quelli che sono carenti di alcuni aminoacidi essenziali e quelli che ne sono più ricchi. Classico esempio è rappresentato dalla combinazione dei cereali e dei legumi (pasta e fagioli) che insieme forniscono un ottimo equilibrio aminoacidico dal punto di vista qualitativo.
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Alla base di una corretta alimentazione c’è sempre la necessità di variare il più possibile la scelta degli alimenti, infatti variando quotidianamente gli alimenti si permette più facilmente la copertura dei fabbisogni, in questo caso di quelli proteici e di aminoacidi essenziali. L’equilibrio quali-quantitativo degli aminoacidi è importante per soddisfare i fabbisogni nutrizionali e permette di migliorare anche i processi cognitivi nella popolazione anziana come rilevato da alcuni studi scientifici.
La quinoa è un pseudocereale con un eccezionale valore nutrizionale dato anche dagli aminoacidi essenziali contenuti nelle sue proteine in buon equilibrio tra loro, soprattutto lisina e metinina. Essendo naturalmente prva di glutine costituisce unìottima fonte proteica, rappresentando una valida alternativa alle carni anche per le persone intolleranti al glutine. Per queste caratteristiche la quinoa può costituire un piatto unico complementare con verdure e magari frutta guscio, come per esempio le mandorle.
La varietà coltivata biologicamente da QUIN ha una quantità di proteine, pari al 16%, maggiore rispetto alla media (14-15%). L’elevato apporto proteico della quinoa permette inoltre di diminuire il consumo di altri prodotti di origine animale come ad esempio la carne rossa, in modo da allinearsi più facilmente alle raccomandazioni nazionali ed internazionali che consigliano un consumo di carne rossa non superiore ad 1 volta alla settimana.
Quante Proteine Necessita il Nostro Corpo e Come Assumerle
L’apporto medio giornaliero raccomandato di proteine dipende dal peso corporeo, ed è pari a 0.8-1g di proteine per kg di peso corporeo per i soggetti adulti. Tale apporto corrisponde in medie a circa il 15% della quota calorica quotidiana. Per esempio una persona che pesa in media 70kg deve assumere giornalmente una quota di proteine tra i 56-70 grammi, tenendo conto che 100g di carne in media apportano circa 20-21 grammi di proteine. In particolari condizioni come accrescimento o gravidanza il fabbisogno aumenta, così come nel soggetto sportivo.
Iniziando fin dalla prima colazione è raccomandabile inserire preferibilmente una sola fonte proteica di alimenti di origine animale (es. latte, yogurt, ecc.) ed evitando di mescolare più fonti proteiche (es. carne e formaggio nello stesso pasto); completare il pasto con alimenti contenenti carboidrati complessi (ad es. pane, pasta ecc.) e verdure e/o frutta di stagione, alternandoli nei diversi colori che la natura ci offre nelle varie stagioni.
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Classificazione delle Proteine
Esistono due classi di protidi semplici: fibrosi e globulari. Dopo una breve panoramica degli otto gruppi che suddividono le proteine semplici, è doveroso parlare, seppur brevemente, della seconda classe di protidi, vale a dire le proteine coniugate. Esse sono costituite da un protide semplice unito chimicamente ad un gruppo non proteico chiamato prostetico. I gruppi prostetici sono sostanze organiche naturali che agiscono come cofattori (aiutanti) enzimatici. La parte proteica semplice è di solito una proteine del gruppo degli istoni o delle protamine.
Protammine
Sono le sostanze proteiche più semplici perché per scissione dànno origine soltanto a pochi amminoacidi, in prevalenza a basi esoniche (arginina, istidina e lisina). Dalla salmina, per es., si può avere per scissione l'87% del suo peso di arginina. Nella molecola delle protammine manca sempre la glicocolla, mancano la tirosina e la cisteina. Le protammine hanno carattere basico più spiccato delle altre proteine: con l'acido fosfovolframico, per es., formano sali che qualche volta si possono avere ben cristallizzati. Le protammine sono solubili nell'acqua e, come le albumose, non coagulano per azione del calore: precipitano però per aggiunta di solfato di magnesio dalle loro soluzioni: come le albumose, non sono idrolizzate dalla pepsina. In natura si trovano le protammine combinate con acidi nucleici a costituire alcuni nucleo-proteidi che sono contenuti nello sperma dei pesci. La salmina dei salmoni è costituita soltanto da arginina, serina, prolina e valina.
Istoni
Sono sostanze proteiche più complesse delle protammine, ma che non arrivano ancora alla complessità delle albumine e delle globuline. Come le protammine, gli istoni dànno origine per scissione a forti quantità di basi esoniche ma, oltre a queste, contengono anche tirosina, cisteina e molti altri amminoacidi. Gli istoni sono solubili nell'acqua: dalle loro soluzioni precipitano per aggiunta di solfato di magnesio e coagulano per azione del calore. Come le protammine, gli istoni si ritrovano sempre accoppiati ad altre sostanze per costituire diverse proteine coniugate.
Albumine
Sono le proteine più tipiche e più complete per la composizione chimica, perché dànno origine per idrolisi a tutti o quasi tutti gli amminoacidi che in generale si formano per scissione delle sostanze proteiche: soltanto la glicocolla generalmente manca. Le albumine sono le proteine più note e più facilmente accessibili; essendo molto diffuse, hanno dato il nome all'intera classe delle sostanze proteiche (sostanze albumoidi). Nel regno animale sono molto diffuse e per lo più associate alle globuline, quali costituenti delle cellule e delle secrezioni cellulari. Alcune loro proprietà caratteristiche sono: la solubilità in acqua, la coagulabilità col calore e la possibilità di dar luogo per scissione a tutti gli aminoacidi (sono quindi proteine complete e di buon valore biologico). Le principali albumine animali sono: le ovoalbumine (o albumina dell'uovo) e la sieroalbumina (o albumina del latte). Si trovano anche in molti vegetali, sebbene le loro proprietà non siano perfettamente note.
Globuline
Si distinguono dalle albumine perché sono insolubili nell'acqua: si sciolgono però nelle soluzioni diluite di sali neutri e negli alcali diluiti. Le soluzioni coagulano per riscaldamento e precipitano per aggiunta di solfato di magnesio di media concentrazione. Per quanto riguarda la composizione chimica, le globuline si differenziano dalle altre proteine e anche dalle albumine, perché in generale contengono meno cisteina, molto acido aspartico e molto acido glutammico in modo che esse presentano proprietà acide più marcate delle proprietà basiche. A questo gruppo appartengono alcune proteine animali, per es. la latto-globulina, la siero-globulina, ecc.: anche il fibrinogeno del sangue e la miosina dei muscoli sono globuline. In maggior numero si ritrovano le globuline nelle piante: sono conosciute, per es., la legumina dei piselli, l'amandina delle mandorle, l'edestina dei semi di canape, la glutenina del grano, l'orizenina del riso, ecc.
Gluteline e Prolamine
Le Gluteline e le prolamine (o gliadine) rappresentano due gruppi di proteine esclusivamente vegetali, tipicamente associati. Sono insolubili in acqua, in soluzioni saline ed in alcool; coagulano al calore e risultano solubili in acidi e basi diluiti. Le prolamine contengono, in notevole quantità, l'aminoacido prolina, dal quale deriva il nome. Appartengono solo al regno vegetale, costituiscono infatti, insieme con le gluteline, la parte protidica più importante di molti cereali, dai quali vengono facilmente estratte.
Fosfoprotidi
I fosfoprotidi sono proteine particolarmente ricche di acido fosforico, quindi ricche di fosforo sotto forma di acido orto-fosforico, legato ad esterificare il gruppo alcolico di amminoacidi (come la serina). Hanno proprietà acide dovute agli idrogeni dell'acido fosforico che non partecipa all'esterificazione. Le fosfoproteine non vanno considerate come proteine coniugate, né devono essere confuse con le nucleoproteine, capaci di dare per idrolisi acido fosforico.
Scleroprotidi
Gli scleroprotidi (o scleroproteine) sono anche chiamati albuminoidi o proteinoidi e appartengono elusivamente al regno animale. Sono sostanze dotate di notevole resistenza chimica, insolubili in acqua e nei comuni solventi, che si sciolgono solo negli acidi e resistono perfino alla maggior parte degli enzimi proteolitici. In virtù della loro eccezionale resistenza chimica, assolvono a funzioni meccaniche di rivestimento, protezione e sostegno, mentre hanno scarso valore nutrizionale.
Alimenti Ricchi di Proteine
Le proteine sono un fattore nutritivo essenziale per il nostro organismo. Esse sono infatti i costituenti fondamentali di tutte le cellule animali e vegetali. Rappresentano il 50% della nostra massa corporea senz’acqua e circa il 14-18% del peso corporeo totale. Sono il principale componente dei muscoli (che permettono al nostro corpo di muoversi, al cuore di battere, ai polmoni di respirare), si trovano anche nei tendini, nei vasi sanguigni, nei denti e risultano indispensabili per mantenere l’integrità, l’elasticità e il tono della pelle.
Analizzeremo ora 5 alimenti di origine animale e vegetale focalizzandoci su contenuto e qualità proteica.
Uova
Una proteina che possiede un perfetto equilibrio tra aminoacidi assorbiti e aminoacidi eliminati ha un valore biologico di 100 o superiore. La proteina alimentare di riferimento in questo senso è quella dell’uovo che presenta un VB pari al 100%. Partiamo di fatti analizzando le caratteristiche di uno degli alimenti proteici per eccellenza le UOVA.
Oltre a primeggiare nei valori di va VB le uova ricoprono i primi posti in tutte le scale come PER e NPU (Protein Efficency Ratio - Net Protein Utilization), tuttavia, secondo alcuni indici di qualità citati, come il valore biologico o il PER, le proteine contenute nel solo albume d'uovo non presentano una qualità paragonabile alle proteine dell'uovo intero. La qualità proteica del solo albume è risultata infatti inferiore rispetto a quella ottenuta dall'uovo intero. Proprio per questo motivo, alcuni autori hanno suggerito di combinare il bianco d'uovo con 1 o 2 tuorli d'uovo, al fine di aumentare la qualità delle proteine del pasto.
Le uova intere sono state però giudicate come una delle fonti proteiche dalla maggiore digeribilità/assimilabilità assieme a latte e formaggi, con un punteggio del 97%, una digeribilità superiore a quella osservata per le proteine della carne o del pesce (94%). Questo significa che per ogni 100 g di proteine assunte dall'uovo, circa 97 grammi verrebbero digeriti e assimilati.
Latte
Il latte è un alimento ricco di proteine e con i suoi 3.2 - 3.6 g / 100 g può contribuire senz’altro al raggiungimento del fabbisogno proteico giornaliero dell’individuo. Le proteine del latte possono essere suddivise in due classi principali: le caseine, il costituente proteico principale (circa l’80% delle proteine totali) e le sieroproteine (il restante 20%). Anche le proteine del latte, come le uova, ricoprono i primi posti per quanto riguarda inoltre il valore biologico poiché contengono tutti i nove aminoacidi essenziali nelle giuste proporzioni (simile alla proteina di riferimento) e PDCAAS (punteggio della digeribilità delle proteine corretto dall'amminoacido limitante).
Nel dettaglio, esaminando la composizione chimica delle singole frazioni è possibile notare come sia la beta-lattoglobulina che l’alfa-lattoalbumina risultino ricche in amino acidi essenziali, in special modo in BCAA. Sono diversi gli studi che dimostrano come l’utilizzo di proteine del siero del latte in combinazione con allenamenti di forza e resistenza offrano dei vantaggi significativi nello sviluppo della massa magra, della forza stessa e sull’ipertrofia, ma, risulteranno fondamentali le tempistiche di assunzione della fonte di whey (timing) nell’influenzare la risposta anabolica e gli eventuali benefici dello stesso (assunzione in determinate fasi, come immediatamente prima e dopo l'allenamento, o comunque in prossimità dell'attività, può dare esiti diversi rispetto ad una loro assunzione casuale (picco insulinico).
Carne
La carne è un termine generico con il quale si intende l’insieme dei vari tessuti e organi, i tessuti si classificano in muscolare, connettivo ed adiposo. Il tessuto muscolare costituisce la parte magra che è composta di fibre muscolari, queste sono formate da actina e miosina, responsabili della contrazione muscolare e all’interno delle fibre troviamo la mioglobina responsabile del colore rosso alla carne e funzione di riserva di O2.
In generale le proteine costituiscono in media il 18% dei diversi tipi di carne, naturalmente tale valore è soggetto a notevoli variazioni in base alla specie e al taglio. In ogni caso le proteine possono essere così divise: miofibrillari (60%) costituite principalmente da actina e miosina; sarcoplasmatiche (29%) la mioglobina è la più rappresentativa ed infine lo stroma (10%) in cui troviamo il già citato collagene.
Fabbisogno Proteico in Diverse Condizioni
Il fabbisogno proteico di un bambino rispetto a un adulto, di un soggetto in sovrappeso o muscolare rispetto ad uno normale, di un atleta rispetto a un sedentario, in caso di taglio calorico rispetto ad una normocalorica, può cambiare in maniera apprezzabile. Secondo i LARN, dalla prima infanzia alla terza età, si potrebbe applicare un range compreso tra 0,71 e 1,11 g/kg.
Una maggior frazione proteica della dieta possa giovare soprattutto a chi deve affrontare un percorso dimagrante. La generosa disponibilità di AA da proteine alimentari permette, nel minor tempo utile, non solo di ricostruire i tessuti muscolari danneggiati, ma anche di rimpiazzare elementi comunque importantissimi come: ormoni, enzimi, segnalatori, canali di membrana, matrici di vario genere ecc. Anche gli anziani possono trarre un vantaggio dell’aumento della quota proteica rispetto alle linee guida dedicate alla popolazione generale. Sul piano fisiologico, lo sviluppo è la condizione che richiede il maggior apporto proteico in assoluto - con esclusione di certe attività atletiche di élite.
Per alcuni enti di ricerca, l’apporto consigliabile alle donne incinte dovrebbe essere di circa 1,66 g/kg/die durante la prima fase di gestazione (settimane 11-20) e 1,77 g/kg/die durante la tarda gestazione (settimane 32-38). Basandosi sul fabbisogno proteico degli adulti corretto per la secrezione di latte, la RDA per le nutrici è fissata a 1,3 g/kg/die. Tuttavia, uno studio ha riportato che il 50% di nutrici alimentate con 1,5 g/kg/die di proteine ha un bilancio azotato negativo.
Vegetariani e vegani hanno lo stesso fabbisogno proteico degli onnivori, anche se l’apporto consigliato può essere leggermente superiore. Per i latto-ovo-vegetariani il rischio è invece inferiore, a patto ovviamente che si scelgano i prodotti giusti, la frequenza e le porzioni adeguate. la quantità e il rapporto di EAA, delle proteine di origine vegetale è mediamente inferiore. Per di più, come abbiamo visto sul paragrafo della TID, le proteine di origine vegetale sono meno digeribili rispetto a quelle animali (60-80% VS 90%).
Quando Assumere le Proteine
La distribuzione di proteine alimentari nell’arco della giornata ha un ruolo secondario rispetto alla quantità. Questo perché l’organismo è, fortunatamente, abbastanza “intelligente” nella gestione dei substrati a disposizione. Meglio dunque non concentrarle eccessivamente, distribuendole uniformemente nell’arco delle 24 ore in misura di 20-40 g per volta. Sappiamo che per massimizzare la sintesi proteica muscolare bisognerebbe garantire 700 - 3000 mg di leucina. Ciò non costituisce quasi mai un limite, perché ben presenti in soli 15-20 g di proteine ad alto VB (latte, uova, carne, pesce, soia ecc.).
Le Proteine Fanno Male?
Le proteine non fanno male ai reni del soggetto sano. Ciò che può avvenire in condizioni di dieta iperproteica è che il rene aumenti la filtrazione glomerulare adattandosi fisiologicamente. Aumentano invece i rischi per i soggetti con insufficienza renale, epatica o altre patologie degli stessi organi - oppure, ovviamente, per chi ha un solo rene (solitamente, a seguito di nefrectomia). Le proteine non fanno male allo scheletro. Come spiegato sopra, sono proprio le proteine a comporre la matrice strutturale e organizzativa di idrossiapatite tipica delle ossa. Le proteine non fanno venire il cancro.
Integratori di Proteine in Polvere
Gli integratori di proteine in polvere più studiati e venduti sono quelli a base di peptidi del latte. In particolare, le whey (del siero) sembrano quelle dotate del maggior potere anabolico dimostrabile - addirittura superiore a quello degli EAA. Sono meno utilizzate le caseine, che per alcuni avrebbero il vantaggio di produrre un assorbimento degli AA più lento e dilazionato; vengono predilette per l’assunzione pre-nanna (utilità opinabile). Quelle dell’uovo vengono solitamente scelte dagli allergici alle proteine del latte. I vegani fanno un uso quasi esclusivo delle proteine vegetali in polvere della soia, qualitativamente ottime anche se appartenenti al regno vegetale.
L’integrazione di BCAA non può sopperire al fabbisogno proteico; sono infatti necessari tutti gli EAA. Gli EAA possono essere una valida alternativa.
Tabella Riassuntiva dei Valori Nutrizionali
| Alimento | Proteine (g/100g) | Valore Biologico | Digeribilità |
|---|---|---|---|
| Uova | 13 | 100 | 97% |
| Latte | 3.2-3.6 | Alto | Alta |
| Carne | 18 | Inferiore a uova e latte | 94% |
| Quinoa | 14-16 | Alto | Media |
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