Per fare qualche esempio, le proteine servono a costruire le strutture cellulari, a mantenerle plastiche e a ricostruirle in caso di danni o lesioni. Altre molecole proteiche servono a trasmettere segnali da una cellula a un'altra, anche a distanze notevoli. Le proteine hanno anche un potere energetico, che ammonta a 4 kcal per 1 g, analogo quindi a quello assicurato dai carboidrati.
La comunità scientifica studia da tempo la correlazione tra il consumo di proteine e lo stato di salute, con particolare attenzione al rischio di ammalarsi di cancro. Vediamo con quali risultati.
Proteine: di cosa si tratta?
Le proteine sono il prodotto finale dell'assemblaggio di una sequenza di amminoacidi. Di queste unità funzionali esistono circa 300 tipi, ma soltanto 20 amminoacidi sono coinvolti nella composizione delle proteine.
Una persona adulta può sintetizzare 11 di questi amminoacidi (alanina, arginina, acido aspartico, cisteina, acido glutammico, glicina, prolina, serina, tirosina, asparagina e glutammina). I restanti 9 (fenilalanina, treonina, triptofano, istidina, metionina, lisina, leucina, isoleucina e valina) devono invece essere assunti necessariamente con la dieta: ecco perché si parla in questo caso di amminoacidi essenziali.
Senza le proteine non riusciremmo a vivere. Si ritrovano, per fare altri esempi, come componente fondamentale dei muscoli (la mioglobina è una delle proteine che compongono le fibre muscolari, al pari di actina e miosina), dei capelli (cheratina), delle ossa (il collagene le costituisce per l’80 per cento ed è la proteina più abbondante nel nostro corpo), del sangue (emoglobina) e degli ormoni (che sono di natura lipidica o proteica). Anche le difese immunitarie dipendono dalle proteine, dal momento che a questa categoria appartengono, per esempio, le immunoglobuline e gli anticorpi.
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Perché l’organismo possa utilizzare gli amminoacidi presenti nelle proteine della dieta è indispensabile che queste vengano degradate. È necessaria quindi l’azione di enzimi che prima nello stomaco e poi nell’intestino tenue rompano i legami peptidici liberando gli amminoacidi, che potranno così essere assorbiti dalle cellule della mucosa intestinale ed essere rilasciati nel flusso sanguigno.
Come cambia la qualità delle proteine?
La presenza di tutti gli amminoacidi essenziali o soltanto di alcuni è una delle caratteristiche principali che definiscono la qualità delle proteine nei cibi che compongono la nostra dieta. In base a questa caratteristica, le proteine provenienti da carne, pesce, uova e latticini sono definite ad alto valore biologico perché contengono tutti i nove amminoacidi essenziali.
Le proteine presenti in cereali e legumi sono invece carenti di alcuni di essi. Il frumento, per esempio, ha da questo punto di vista un valore biologico dimezzato rispetto a quello del latte a causa della carenza di lisina e treonina. D’altra parte i legumi, come la soia e i piselli, hanno elevati livelli di lisina, ma scarseggiano invece in metionina.
Questa eterogeneità spiega perché, tra le raccomandazioni dei nutrizionisti, vi sia quella di consumare cereali e legumi nello stesso pasto o comunque nell’arco di 24 ore. In questo modo si riesce infatti a soddisfare il fabbisogno di proteine e di amminoacidi essenziali al nostro organismo.
Idealmente le proteine della dieta dovrebbero fornire amminoacidi in quantità e proporzioni adeguate alle necessità dell’organismo. Ma questo, nella pratica, non si verifica quasi mai. A completare l’assetto di amminoacidi biodisponibili per le necessità dell’organismo contribuiscono (solitamente per non più del 10 per cento) anche gli amminoacidi derivanti dalla degradazione (catabolismo) delle proteine dei nostri tessuti. Questo processo ha un ruolo essenziale nel rinnovamento di cellule vecchie e ridondanti.
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Al contrario, quando l’assunzione di proteine attraverso la dieta supera il fabbisogno per la sintesi proteica, gli amminoacidi in eccesso vengono degradati nel fegato. Gli atomi di carbonio che ne derivano vengono ossidati a scopo energetico o convertiti in zuccheri (a loro volta rilasciati o stoccati come riserva). L’azoto liberato sotto forma di ammoniaca è invece convertito in urea, escreta con le urine.
Quante proteine consumare?
Le proteine, come detto, sono soggette a un continuo processo di demolizione e sintesi, in gergo turnover proteico. Ogni giorno “perdiamo” mediamente circa 250 g di proteine: il valore naturalmente è soggettivo, e varia anche per la stessa persona nell’arco della giornata, dei mesi, degli anni.
Sulla perdita di proteine, e dunque sul fabbisogno, influiscono infatti l’età e numerose caratteristiche individuali, tra cui il tipo di dieta, di attività fisica, le eventuali condizioni patologiche e così via. Un riferimento generale si trova nelle tabelle dei Livelli di assunzione di riferimento di nutrienti ed energia (LARN), redatte dalla Società Italiana di Nutrizione Umana (SINU).
Alla popolazione adulta è raccomandata l’assunzione di 0,9 g di proteine al giorno per kg di peso corporeo. Ciò vuol dire che una donna che pesa 60 kg dovrà assumere all’incirca 54 g di proteine al giorno per soddisfare il proprio fabbisogno. Nei bambini e nei ragazzi fino a 17 anni, l’assunzione raccomandata è invece di circa 1 g di proteine giornaliero per kg. Un valore pressoché analogo (1,1 g al giorno per kg) è indicato per gli anziani, per prevenire la perdita di tessuto muscolare e mantenere l’organismo in uno stato di nutrizione adeguato.
Una deroga alla raccomandazione per la popolazione generale è prevista per le donne in gravidanza. Nel primo trimestre l’indicazione è di aggiungere ogni giorno un grammo in più di proteine rispetto a quelle suggerite per persone non in gravidanza. I valori dovrebbero poi salire nei trimestri successivi. La SINU raccomanda in particolare di aggiungere quotidianamente alla dieta rispettivamente 8 e 26 g di proteine nel secondo e nel terzo trimestre di gravidanza. Un maggior apporto proteico è consigliato anche nel corso del periodo di allattamento al seno: +21 g al giorno nei primi sei mesi, +14 g al giorno nei sei successivi.
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I valori indicati fanno strettamente riferimento alle proteine e non al peso degli alimenti che le contengono e che sono costituiti anche da altre sostanze. Se per gli alimenti confezionati è più facile stimare l’apporto proteico, la stessa operazione non è ugualmente agevole quando si ha a che fare con un prodotto fresco (carne, pesce, uova). In ogni caso, con una dieta di tipo mediterraneo varia ed equilibrata il fabbisogno proteico quotidiano viene sicuramente soddisfatto.
Troppe proteine fanno male?
Oggi, piuttosto, il rischio a cui è esposta la società occidentale è l’eccesso di proteine. Un esempio sono le scelte di alcuni sportivi o di chi segue diete iperproteiche con finalità dimagranti. A volte l’eccesso proteico è per necessità, perché uova e carne possono essere molto semplici e veloci da cucinare.
La tendenza delle diete iperproteiche è cavalcata anche dall’industria alimentare. Nei supermercati, nelle farmacie e nei negozi di prodotti per lo sport si trovano sempre più spesso budini, dessert, barrette e preparati in polvere messi in commercio con un unico comune denominatore: favorire l’adesione a una dieta ad alto contenuto proteico, a scapito però dei carboidrati.
A conferma di ciò ci sono anche i dati della sorveglianza di popolazione PASSI relativi al biennio 2020-2021, da cui si evince che in Italia i consumatori sono sempre meno “affezionati” alla dieta mediterranea. Nello specifico, sono soprattutto le fasce più giovani a ridurre il consumo di carboidrati e zuccheri raffinati e a prediligere una dieta maggiormente ricca in proteine di origine sia animale sia vegetale.
Può capitare anche che il “ribilanciamento” della dieta tra carboidrati e proteine sia suggerito alle persone sovrappeso o obese per aiutarle a dimagrire, a volte anche prima o dopo un intervento di chirurgia bariatrica. I risultati di alcuni studi hanno infatti mostrato che una dieta ipocalorica ad alto contenuto di proteine (all’incirca 1,2 g per kg di peso corporeo, per una quota prossima al 30 per cento dell’apporto calorico giornaliero) produce una perdita di peso superiore (e un recupero minore dopo una dieta) rispetto ai regimi alimentari con un apporto inferiore di proteine.
Questo perché un contenuto proteico più elevato, soprattutto se abbinato a un’adeguata attività fisica (150-300 minuti alla settimana), favorisce la perdita di massa grassa, la preservazione di quella muscolare e l’equilibrio del calcio (che concorre al contenuto minerale delle ossa).
Diete iperproteiche: perché è meglio evitarle?
Ogni dieta ad alto contenuto proteico deve essere concordata con uno specialista, a cui sottoporsi anche per controlli periodici. L’adozione di una dieta iperproteica “fai-da-te” soprattutto se seguita per diversi mesi, può infatti comportare seri effetti collaterali.
Limitare drasticamente l’apporto di certi nutrienti prediligendone altri può infatti determinare scompensi in termini di fabbisogno giornaliero e, a lungo termine, anche gravi danni alla salute.
Chi si sottopone a diete iperproteiche, in genere, riscontra una perdita di peso più veloce e più efficace. Se questa situazione si protrae nel tempo, però, non è detto che il consumo regolare di una quantità di proteine superiore a quella prevista dalla dieta mediterranea (15-20 per cento dell’apporto energetico giornaliero) garantisca la perdita di peso.
Le proteine, infatti, apportano le stesse calorie dei carboidrati, per cui, se non si segue una dieta bilanciata negli altri nutrienti, consumarne troppe può determinare un eccessivo apporto di energia, con conseguente aumento di peso.
Bisogna poi fare attenzione agli effetti che una dieta di questo genere determina sullo stato di idratazione dell’organismo. Quando le proteine sono in eccesso, devono essere “demolite”, e il prodotto di scarto che si genera viene eliminato attraverso l’urina. Se si eccede quindi con il consumo di proteine e non si assume abbastanza acqua, ci si può disidratare fortemente.
Bisogna inoltre osservare che un consumo eccessivo di alimenti di origine animale (in particolare, carni rosse e trasformate e uova) comporta quasi sempre un apporto eccessivo anche di grassi saturi, in grado di aumentare il rischio cardiovascolare.
Per l’insieme di queste ragioni una dieta iperproteica (con un apporto superiore al 30-35 del contributo energetico giornaliero) è fortemente sconsigliata a persone affette da insufficienza renale cronica, poiché potrebbe compromettere o sovraffaticare una funzionalità degli organi già critica. Le diete iperproteiche sono fortemente sconsigliate anche a coloro che sono affetti da insufficienza epatica e cardiaca, ai pazienti con diabete di tipo 1, alle donne in gravidanza e allattamento e a tutti i soggetti con particolari disturbi psichici o del comportamento o che abusano di alcol e altre sostanze.
Tra le diete in voga possibilmente pericolose, e che sono a volte propagandate come altamente proteiche, vi è quella chetogenica. Si tratta di una dieta ricca di grassi e povera di carboidrati che induce il corpo a scomporre il grasso in molecole chiamate chetoni. I chetoni che circolano nel sangue diventano così la principale fonte di energia per molte cellule del corpo Questa dieta è consigliata soltanto per trattare alcuni tipi di epilessia, altrimenti del tutto sconsigliabile.
Consumo di proteine e cancro: che cosa sappiamo?
Negli ultimi anni abbiamo acquisito sempre più conoscenze circa l’impatto della dieta sull’insorgenza di diverse forme di cancro, malattie che, come sappiamo, nella nostra società sono in costante aumento. Per questo motivo gli epidemiologi e i nutrizionisti hanno provato a studiare l’effetto che i singoli nutrienti possono avere sul rischio oncologico, e dunque anche il ruolo delle proteine.
Con i limiti che caratterizzano tutti gli studi legati alla nutrizione, i dati finora raccolti possono essere considerati rassicuranti. I rischi da questo punto di vista sembrano essere legati al consumo eccessivo di alimenti di origine animale, in particolare di carni rosse e trasformate.
Alcuni studi epidemiologici hanno correlato, infatti, la maggiore assunzione di questi cibi con una più alta probabilità di sviluppare alcune forme di cancro. L’associazione più significativa riguarda il tumore del colon-retto, ma anche altri tipi di cancro sono influenzati, anche se in misura minore, dal consumo di carni rosse e processate.
Rimane da capire se la correlazione riguardi direttamente le proteine oppure le possibili conseguenze di consumi eccessivi di questo tipo di alimenti, tra cui l’aumento dell’infiammazione, una dieta troppo ricca di grassi e l’alterazione del microbiota intestinale.
Lo stesso effetto non si verifica assumendo invece proteine attraverso alimenti di origine vegetale. L’ultima conferma, in questo senso, è giunta da uno studio condotto nell’ambito del progetto EPIC, a cui hanno partecipato anche diversi ricercatori sostenuti da Fondazione AIRC. I risultati pubblicati sulla rivista Cancers hanno mostrato una riduzione delle probabilità di ammalarsi di tumore del retto (ma non del colon) tra coloro che avevano sostituito alcune fonti di proteine animali con fonti vegetali.
L’effetto tuttavia era annullato a livello del colon tra coloro che avevano scelto, come sostituti delle proteine animali, alimenti di origine vegetale ad alto indice glicemico. Altri studi hanno dimostrato come un consumo regolare di pesce sia associato a un ridotto rischio di mortalità per tutte le malattie, e dunque anche per i tumori.
L’eccesso di proteine nella dieta, intendendo come tale il consumo di alimenti in grado di apportare più del 25-30 per cento dell’energia giornaliera, può essere un fattore di rischio per la salute. Ma, come abbiamo visto, non ci sono prove che associno direttamente l’apporto di proteine nella dieta con il rischio di sviluppare una o più malattie oncologiche o di morire a causa di esse.
Proteine CSA e CSB: un nuovo meccanismo
Le proteine CSA e CSB indicano alle cellule due possibili vie da seguire: invecchiare precocemente o trasformarsi in cellule tumorali. Questo particolare meccanismo è stato scoperto da un gruppo di ricercatori italiani e francesi, coordinati da Luca Proietti De Santis, responsabile dell’Unità di Genetica Molecolare dell’Invecchiamento del Dipartimento di Scienze Ecologiche e Biologiche dell’Università della Tuscia.
Allo studio, sostenuto dalla Fondazione AIRC, hanno preso parte anche ricercatori coordinati da Silvia Soddu, responsabile dell’Unità Network cellulari e bersagli terapeutici molecolari dell’Istituto Nazionale Tumori Regina Elena, e da Jean-Marc Egly dell’Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire di Strasburgo.
Lo scopo dello studio era quello di svelare le connessioni tra invecchiamento cellulare e cancro. Si è così arrivati a concentrare l'attenzione su CSA e CSB e al loro particolare ruolo nella fase finale della divisione cellulare. Le due proteine infatti hanno il compito di garantire la corretta separazione delle cellule figlie.
Più precisamente i dati dimostrano che CSA e CSB partecipano alla degradazione di una terza proteina, PRC1, il che dà il via al “taglio” del “ponte” cellulare che teneva unite le due cellule figlie. Quando sono mutate, le due proteine CSA e CSB danno origine alla sindrome di Cockayne, in cui vi è un invecchiamento precoce.
La scoperta chiarisce il ruolo delle due proteine, che sono al crocevia tra i processi che conducono all’invecchiamento cellulare, quando esse non sono funzionanti, o alla crescita tumorale, quando invece funzionano troppo.
Il processo di divisione di una cellula è monitorato da un macchinario molecolare che, in conclusione, promuove la rottura del ponte cellulare, una struttura proteica transitoria che collega fino all’ultimo le due cellule figlie che si stanno separando.
“Abbiamo osservato - spiega De Santis - che le proteine CSA e CSB si trovano proprio al centro del ponte intercellulare. Le alterazioni di queste proteine comportano un disordine nella divisione e la formazione di ponti intercellulari lunghi e di cellule multinucleate che potrebbero spiegare alcune caratteristiche della sindrome di Cockayne”.
Da anni il gruppo di Soddu è impegnato a capire come le cellule tumorali si dividono e come si distribuisce il materiale genetico, spesso in modo asimmetrico, tra le cellule figlie.
“Il fine ultimo di tali studi - conclude Soddu - è aprire la strada allo sviluppo di terapie a bersaglio molecolare e di test diagnostici che potrebbero rilevare se siamo o meno portatori di una mutazione di uno dei geni importanti per la divisione cellulare e per la predisposizione al cancro”.
“La speranza è che queste proteine possano rivelarsi nell’immediato futuro un valido bersaglio farmacologico per lo sviluppo di nuove terapie antitumorali”, evidenziano De Santis e Soddu.
La proteina RAD51 e la resistenza alla chemioterapia
La chemioterapia rappresenta il trattamento standard per la maggior parte dei pazienti con tumori del colon metastatici non operabili, ma solo circa la metà risponde, lasciando l’altra metà esposta a una terapia inefficace e agli effetti collaterali. Per capire le ragioni di questa resistenza, i ricercatori dell’Istituto di Candiolo - IRCCS hanno utilizzato organoidi tumorali, repliche tridimensionali in miniatura ottenute da campioni di pazienti.
In uno studio pubblicato sulla rivista Cancer Discovery, gli scienziati hanno identificato una proteina - RAD51 - che, se espressa ad alti livelli, predice la resistenza alla chemioterapia standard. Il gruppo di lavoro è stato coordinato da Livio Trusolino e Andrea Bertotti, responsabili del Laboratorio di Oncologia Traslazionale dell’IRCCS di Candiolo e professori ordinari di Istologia presso il Dipartimento di Oncologia dell’Università di Torino.
La scoperta ha un duplice valore: consente di riconoscere in anticipo i pazienti che difficilmente risponderanno al trattamento e apre la strada a strategie terapeutiche alternative. “Ci siamo concentrati sul FOLFIRI, un trattamento chemioterapico che quasi tutti i pazienti ricevono durante il percorso clinico” spiega Marco Avolio, assistente post-dottorato che ha eseguito i saggi sugli organoidi.
“La prima osservazione è stata che gli organoidi sensibili subivano un forte danno al DNA dopo esposizione al FOLFIRI, mentre in quelli resistenti il DNA appariva sostanzialmente intatto: un indizio che suggeriva che la resistenza fosse legata a un’alta capacità di riparazione delle lesioni alla struttura del DNA provocate dalla chemioterapia”.
Dopo un’analisi sistematica delle proteine coinvolte nei meccanismi di riparazione, la svolta è arrivata con RAD51. “Era chiaramente più espresso negli organoidi resistenti” racconta Simonetta Leto, ricercatrice senior. “Inserendolo artificialmente nei modelli sensibili, questi diventavano resistenti. Avevamo trovato un marcatore funzionale di resistenza”.