Il termine "proteine" è ormai diffuso ovunque e si sente parlare di integratori proteici, polveri proteiche, barrette proteiche, bevande proteiche ecc. Ma cosa sono esattamente le proteine a basso peso molecolare e perché sono così importanti?
Classificazione delle Proteine
Le proteine possono essere classificate in diversi modi, in base alla loro composizione e struttura. Una distinzione fondamentale è tra:
- Proteine semplici (o protidi): Composte esclusivamente da amminoacidi.
- Proteine composte (o coniugate): Unite ad altre molecole non proteiche (gruppi prostetici).
Protidi Semplici
Esistono due classi di protidi semplici: fibrosi e globulari. Tra i protidi semplici più importanti troviamo:
- Protamine: Protidi semplici, solubili in acqua e di carattere fortemente basico. Si trovano combinate con gli acidi nucleici a costituire nucleoprotidi.
- Istoni: Simili alle protamine, si trovano combinati con altre sostanze per formare protidi.
- Albumine: Proteine molto diffuse, solubili in acqua, coagulabili col calore e capaci di dar luogo per scissione a tutti gli amminoacidi. Esempi sono le ovoalbumine (uovo) e la sieroalbumina (latte).
- Globuline: Proteine diffuse sia nel regno animale che vegetale, solubili in soluzioni saline diluite. Esempi sono le globuline del sangue (α β, γ), la lattoglobulina (latte) e la ovoglobulina (uova).
- Gluteline e Prolamine: Proteine esclusivamente vegetali, tipiche dei cereali. Le gluteline sono insolubili in acqua, mentre le prolamine sono ricche di prolina.
- Fosfoprotidi: Proteine ricche di acido fosforico, presenti prevalentemente nelle proteine di origine animale come le caseine del latte e la vitellina del tuorlo d'uovo.
- Scleroprotidi (o scleroproteine): Proteine dotate di notevole resistenza chimica, insolubili in acqua e nei comuni solventi. Svolgono funzioni meccaniche di rivestimento, protezione e sostegno. Esempi sono il collagene, l'elastina e le cheratine.
Proteine Coniugate
Le proteine coniugate sono costituite da un protide semplice unito chimicamente ad un gruppo non proteico chiamato prostetico. La parte proteica semplice è di solito una proteine del gruppo degli istoni o delle protamine.
Proteine Idrolizzate: Un Tipo Speciale di Proteine a Basso Peso Molecolare
Negli ultimi anni, sempre più aziende mangimistiche per animali da compagnia si sono specializzate nella produzione di alimenti costituiti da proteine idrolizzate. Questo tipo di alimento viene spesso scelto dal medico veterinario come prima opzione in tutti quei casi in cui si sospetta una reazione avversa al cibo.
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Le proteine idrolizzate sono un insieme di amminoacidi e peptidi che si ottengono in seguito all’idrolisi di una fonte proteica, di origine animale o vegetale. Il processo di idrolisi avviene tramite l’utilizzo di acidi o di enzimi e possiamo paragonarlo a ciò che avviene nello stomaco dei nostri animali, così come nel nostro. Nel momento in cui gli alimenti ingeriti raggiungono lo stomaco, l’acidità presente e la produzione di enzimi specifici fa si che le proteine alimentari vengano scomposte in peptidi sempre più piccoli, fino ad ottenere piccoli amminoacidi che verranno poi assorbiti.
Potremmo definire quindi le proteine idrolizzate come proteine “predigerite”. Per questo risultano meglio tollerate a livello gastrointestinale in quei soggetti maggiormente sensibili o con difficoltà digestive, facilitando il lavoro dello stomaco e riducendo la risposta del sistema immunitario. Il processo di idrolisi artificiale infatti, che può essere più o meno spinto, riduce gli amminoacidi in oligopeptidi che sono piccolissime catene a basso peso molecolare. Queste molecole sono così piccole che non vengono riconosciute come allergene dal sistema immunitario, riducendo ulteriormente il rischio di allergie alimentari.
Le proteine maggiormente impiegate per la produzione di questi alimenti sono dei sottoprodotti di origine animale e vegetale, per lo più proteine che derivano dal pollo e dalla soia. Del pollo le parti che solitamente vengono utilizzate sono le penne e le piume.
Proteine Monoproteiche vs. Proteine Idrolizzate
Il cibo monoproteico è così chiamato perché composto da una singola proteina di origine animale, proteina non trattata con il processo dell’idrolisi.
Quando Sono Consigliate le Proteine Idrolizzate?
Le proteine idrolizzate sono consigliate in tutti quegli animali che presentano delle allergie o delle intolleranze alimentari, ancor più in quei soggetti che hanno problemi di digestione o patologie gastrointestinali specifiche. Queste proteine, visto il pretrattamento di idrolisi vengono facilmente digerite ed assorbite.
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Il cibo idrolizzato dovrebbe essere dato principalmente a scopo diagnostico, solitamente per circa 8 / 12 settimane o per un tempo utile fino a quando la sintomatologia clinica, parlando principalmente di problemi gastrointestinali e cutanei, scompare. Se dopo questo tempo il cane o il gatto non presenta più reazioni indesiderate, possiamo dire che con molta probabilità aveva una reazione avversa al cibo.
Cibo Idrolizzato per Tutta la Vita?
La maggior parte delle aziende scrive che questo cibo può essere dato per l’intera vita del cane o del gatto, ad eccezione di alcune patologie che purtroppo a volte possono essere concomitanti nello stesso animale, per le quali invece è sconsigliato, come ad esempio in corso di pancreatite- iperlipidemia- problemi epatici o problemi alle basse vie urinarie. In questi casi è ancora più importante conoscere a quale alimento il vostro animale è sensibile.
Tuttavia, è importante considerare che queste proteine, che solitamente sono costituite da scarti come materia prima di partenza, subiscono diversi passaggi di lavorazione prima di arrivare alla forma idrolizzata, potenzialmente diventando un prodotto con scarso valore nutrizionale.
In conclusione, ogni animale è un caso a se stante, non esiste la dieta ideale in assoluto, ma bisogna cercare di elaborare la dieta ideale per ogni singolo soggetto. Se l’alimentazione idrolizzata è l’unica con la quale il nostro cane o gatto riesce a stare bene, può essere una soluzione accettabile, anche se non ci esime da cercarne altre, senza “parcheggiarci” in una soluzione apparentemente comoda.
Elettroforesi su Gel di Agar (AGE) e Proteine Urinarie
Un metodo di laboratorio utile per analizzare le proteine urinarie è l’elettroforesi su gel di agar (AGE). Con questa metodica le proteine urinarie sono pretrattate con SDS (Sodio Dodecil Solfato) e fatte migrare attraverso il gel.
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La presenza di albumina e di bande di alto peso molecolare (ossia di proteine di peso superiore all’albumina, equivalente a circa 68 kDa) è indicativa, in un soggetto proteinurico, di danno glomerulare. Più grave è il danno glomerulare, maggiore sarà il peso molecolare delle proteine perse e delle bande elettroforetiche corrispondenti.
La presenza di bande di basso peso molecolare (peso inferiore al peso dell’albumina) suggerisce la presenza di danno tubulare. Nel cane nefropatico cronico, l’elettroforesi delle proteine urinarie può essere utile anche per stimare la gravità del danno tubulare: in caso di presenza di bande elettroforetiche corrispondenti a proteine con peso molecolare molto basso (nell’ordine dei 12-15 kDa) o in caso di presenza di bande tubulari più intense e/o numerose, il danno tubulare è più grave.
Nonostante sia nel cane che nel gatto con nefropatia cronica, i pattern semplici glomerulare o tubolare possano essere rilevati, soprattutto nelle fasi iniziali della nefropatia, il pattern più frequentemente riscontrato in animali con significativa proteinuria (es.: PU/CU >2) è quello misto tubulare-glomerulare, a conferma del fatto che in corso di danno renale sia la componente glomerulare che quella tubulare vengono contemporaneamente e reciprocamente coinvolte.
Eparine a Basso Peso Molecolare
Le eparine a basso peso molecolare sono un gruppo di principi attivi dotati di attività anticoagulante. Il risultato di tali reazioni è la formazione di composti di dimensioni inferiori rispetto all'eparina standard e con peso molecolare compreso fra 1 e 10 kDa (kilo Dalton).
Le eparine a basso peso molecolare esercitano la loro azione anticoagulante con un meccanismo d'azione simile a quello dell'eparina non frazionata, ma possiedono una selettività diversa.
Proteine del Siero del Latte (Whey Protein)
Le proteine che compongono il latte vaccino sono circa per il 20% proteine del siero e per l’80% caseine. Le proteine del siero sono costituite da una catena peptidica di 152 amminoacidi ed ha un peso molecolare di 18400Da. L’α-lattalbumina è la seconda per quantità ed è presente nel latte in 1-1.5g/l. È costituita da una catena peptidica di 123 amminoacidi con peso molecolare di 14000Da.
Attraverso processi come la microfiltrazione, ultrafiltrazione, microfiltrazione a flusso incrociato (CFM), scambio ionico, la componente proteica del siero liquido viene separata dalle altre componenti come carboidrati, grassi, altre componenti a basso peso molecolare per aumentarne la concentrazione. Dunque si procede con l’essiccazione e la pastorizzazione fino ad ottenere una polvere costituita da proteine e peptidi. I processi termici vengono condotti a basse temperature per limitare la denaturazione proteica e preservarne al meglio la qualità.
Esistono diverse tipologie di proteine del siero, tra cui:
- Proteine del siero idrolizzate (WPH): Hanno in genere il prezzo più alto per via del processo di idrolisi che ne conferisce maggiore purezza. L’idrolisi enzimatica permette di scomporre le proteine del siero in peptidi e oligopeptidi, rendendoli più digeribili per il fatto che, se altamente idrolizzate, sono quasi del tutto prive di lattosio; per contro possono conferire amarezza.
Benefici delle Proteine del Siero
Dal punto di vista salutistico, le proteine del siero, attraverso gli amminoacidi che le costituiscono e i composti bioattivi, conferiscono moltissimi benefici. Essi esercitano le loro funzioni sul sistema immunitario, proteggono dalle infezioni, hanno attività prebiotica e/o probiotica e possono stimolare il rilascio della colecistochinina (CCK) dalle cellule intestinali: tale ormone è in grado di placare il senso di fame.
Gli studi dimostrano altresì che le proteine del siero e gli amminoacidi essenziali costituenti promuovono in modo efficace la sintesi delle proteine. Ci sono diversi mezzi con cui le proteine del siero del latte e gli amminoacidi essenziali potrebbero spostare l’equilibrio verso i processi anabolici, così da promuovere il recupero e teoricamente migliorare l’allenamento e le prestazioni. I fattori che influenzano l’efficienza con cui gli amminoacidi stimolano la sintesi proteica dipendono principalmente dalla dose e composizione della miscela di amminoacidi e/o proteine.
Le proteine del siero contengono circa il 25% di amminoacidi ramificati: essi costituiscono circa il 33% degli amminoacidi presenti nel muscolo e sono importanti perché sono metabolizzati direttamente nel tessuto muscolare e vengono utilizzati per primi durante l’esercizio fisico.
Tabella comparativa del profilo amminoacidico delle proteine del siero (Whey protein) e delle caseine (Casein):
| Aminoacido | Whey Protein (g/100g proteine) | Casein (g/100g proteine) |
|---|---|---|
| Amminoacidi Essenziali (EAA) | Maggiore | Minore |
| Amminoacidi Ramificati | Maggiore (tranne Valina) | Minore (tranne Valina) |
| Prolina | Minore | Maggiore |
| Glutammina | Minore | Maggiore |
| Arginina | Minore | Maggiore |
| Fenilalanina | Minore | Maggiore |
| Amminoacidi Fosforilati (Serina, Tirosina) | Minore | Maggiore |
| Cisteina | Maggiore | Minore |