BIOCHIMICA DEGLI ALIMENTI E DELLA NUTRIZIONE

Prefazione: Il testo "Biochimica degli Alimenti e della Nutrizione" sorge dalla necessità di fornire agli Studenti che affrontano un corso di Biochimica degli Alimenti un testo specifico (finora non disponibile), che consenta loro di affrontare la materia in modo peculiare ed organico. Conoscenze di base sulla biochimica degli alimenti e sui fondamenti molecolari dei processi nutrizionali sono ormai essenziali per i corsi di 1° livello in Scienze e Tecnologie Alimentari e per altre attività didattiche e formative nel settore alimentare (Corsi di Laurea in Scienze Dietetiche, in Produzioni Animali, studio delle principali filiere alimentari nelle Facoltà di Medicina Veterinaria e di Agraria, ecc.). Su tale percorso didattico di base abbiamo inoltre innestato e sviluppato una parte relativa alla biochimica della nutrizione. Questa parte è particolarmente idonea non solo per gli Studenti dei corsi specialistici delle Facoltà di Agraria, ma anche per le scuole di specializzazione post-universitaria in Scienza dell'Alimentazione, attivate in diverse Facoltà Mediche. Pertanto il testo che presentiamo è peculiare anche per il modo in cui i diversi capitoli sono affrontati in sequenza crescente di difficoltà e di approfondimento specialistico. A nostro parere un testo di Biochimica degli Alimenti e della Nutrizione deve contenere una presentazione delle basi della biochimica, che riguardano lo studio dell'enzimologia e del metabolismo, con un approccio mirato all'applicazione di tali conoscenze nel settore agroalimentare e nutrizionale. Per quanto attiene alle applicazioni dell'enzimologia: l'impiego di enzimi ottenuti mediante tecnologia del DNA ricombinante, le attuali problematiche relative alla diagnostica degli alimenti contenenti OGM, nonché moderne metodologie biochimiche di rilevazione in questo settore. Per quanto riguarda invece la parte relativa alla biochimica della nutrizione, abbiamo messo in risalto: le caratteristiche biochimiche dei principali gruppi di alimenti, comprese le bevande alcoliche, con particolare attenzione ai "nuovi alimenti"; i meccanismi molecolari della digestione e dell'assorbimento, compresi i meccanismi di controllo neuro-ormonale; i profili energetici dei principali organi; percorsi del colesterolo, lipoproteine, eicosanoidi ed endocannabinoidi; i meccanismi molecolari di regolazione del bilancio azotato; la biochimica dei non nutrienti, degli antinutrienti e dei principali nutrienti inorganici. La biochimica delle vitamine comprende la descrizione dei meccanismi di regolazione genica da parte delle forme attive della vitamina A e D con funzioni ormonali. Le funzioni antiossidanti delle vitamina E e C sono state inquadrate nelle problematiche connesse allo stress ossidativo e alla perossidazione lipidica. Abbiamo corredato ogni paragrafo di numerose illustrazioni, consentendo una continua interazione del testo con schemi, disegni, figure, formule e tabelle. Approfondimenti di frontiera con altre discipline sono affrontati e riassunti in diverse "schede applicative".

INTRODUZIONE: ALIMENTI, NUTRIENTI E BIODISPONIBILITA -
1. LE MACROMOLECOLE BIOLOGICHE - L'acqua - Acidi nucleici e proteine - La struttura delle proteine
2. I CATALIZZATORI BIOLOGICI - La catalisi enzimatica - Parametri cinetici - Regolazione dell'attività enzimatica - Inibizione dell'attività enzimatica - Regolazione enzimatica del metabolismo - La regolazione allosterica - La regolazione da legame covalente - I coenzimi - I coenzimi nelle reazioni di ossidoriduzione
3. GLI ENZIMI DELLA DIGESTIONE - Degradazione enzimatica dei polisaccardi - Enzimi proteolitici - Il meccanismo catalitico delle serina proteasi digestive - Degradazione enzimatica dei lipidi -
4. ENZIMI E TECNOLOGIE ALIMENTARI - Dosaggi delle attività enzimatiche - Impiego degli enzimi nel settore agroalimentare - Esempi di enzimologia applicata alla diagnostica degli alimenti -
5. BIOMEMBRANE E BIOENERGETICA - Le membrane biologiche - Il trasporto transmembrana - Bioenergitica - Ossidazioni e fermentazioni - Origine e natura dell'energia biologica - L'atp ed altri composti energetici - Potenziale di trasferimento del fosfato e reazioni accoppiate -
6. METABOLISMO DEI NUTRIENTI - Il metabolismo dei carboidrati - La glicolisi - Metabolismo del glicogeno - La gluconeogenesi e la regolazione della glicolisi - La via del pentoso fosfato - Il complesso della piruvato deidrogenasi - Il ciclo di LKrebs - Fosforilazione ossidativa - NAD+/NADH e sistemi navetta - Il metabolismo degli acidi grassi - La ß-ossidazione - La biosintesi dei lipidi - Il metabolismo degli aminoacidi - Il ciclo dell'urea - Linee del metabolismo nucleotidico -
7. ALIMENTAZIONE E NUTRIZIONE - I processi biochimici della nutrizione - Dinamica delle abitudini e delle preparazioni alimentari - Tendenze e prospettive nelle scienze della nutrizione - Le sorgenti dei nutrimenti - Cereali e derivati, legumi - Verdure, ortaggi e frutta - Olii e grassi - Latte e derivati - Uova - Carni - Prodotti della pesca e dell'acquacoltura - Bevande alcoliche - Nuovi alimenti -
8. ASSUNZIONE DEI NUTRIENTI - Sedi e fasi di assunzione dei nutrienti - Assunzione dei glucidi - Struttura dell'amido - Digestione dei glicidi - Assorbimento e trasporto dei glicidi - Assorbimento degli esosi - Trasporto di glucosio e fruttosio in diversi organi e tessuti - Assunzione dei lipidi - Alimenti e nutrienti lipidici - Digestione ed assorbimento dei lipidi - Trasporto dei lipidi - Assorbimento e circolazione dei sali biliari - Assunzione dei protidi - Digestione delle proteine - Assorbimento di aminoacidi e peptidi - Controllo Neuro-ormonale della digestione - Controllo della digestione gastrica - - La secrezione di acido cloridrico - Controllo della digestione intestinale -
9. PERCORSI DEL METABOLISMO ENERGETICO DEI NUTRIENTI - Dinamica delle riserve energetiche - Le riserve energetiche - Profili energetici e metabolismo dei principali organi - Regolazione ormonale dei nutrienti energetici - Regolazione della glicemia e controllo delle riserve energetiche - Dinamiche metaboliche e riserve energetiche durante l'attivita fisica - Percorsi metabolici del fruttosio - L'etanolo come nutriente energetico -
10. DESTINI E PERCORSI NON ENERGETICI DEI NUTRIENTI - Glicidi e lipidi come componenti di biomolecole e di biostrutture - Acidi grassi essenziali - Biochimica degli eicosanoidi e degli endocannabinoidi - Eicosanoidi - Endocannabinoidi - Colesterolo e Lipoproteine - Colesterolo e derivati: strutture, funzioni e biosintesi - Regolazione della colesterolemia - Lipoproteine e trasporto del colesterolo - Regolazione del bilancio dell'azoto - I protidi come nutrienti plastici - Percorsi del catabolismo aminoacidico - Regolazione del catabolismo proteico - Regolazione del catabolismo aminoacidico -
11. BIOCHIMICA DEI NON-NUTRIENTI E DEGLI ANTI-NUTRIENTI - L'amido resistente - L'indice glicemico - La fibra alimentare - Metabolismo della fibra alimentare - Fibra alimentare e prevenzione delle malattie - Antinutrienti e sostanze tossiche -
12. BIOCHIMICA DEI NUTRIENTI INORGANICI - I nutrienti inorganici - Assorbimento, trasporto, deposito ed escrezione del ferro - Assorbimento del ferro - Assorbimento del rame e dello zinco -
13. BIOCHIMICA DELLE VITAMINE - Vitamine idrosolubili - Tiamina (vitamina B1) - Riboflavina (vitamina B2) - Niacina (vitamina PP) - Biotina (vitamina H) - Acido Pantotenico - Piridossina (Vitamina B6) - Folato - Vitamina B12 - Acido ascorbico (Vitamina C) - Vitamine Liposolubili - Vitamina A - Vitamina D - Regolazione genica da vitamina A, vitamina D ed ormone tiroideo - Vitamina K - Stress ossidativo, perossidazione lipidica e vitamina E - L'ossigeno, le sue specie reattive e i radicali - Funzioni di radicali e ROS - Danni da radicali e ROS - Difese da radicali e ROS - I composti antiossidanti - Stress ossidativo e malattie - Dieta e difese antiossidanti -
14. ALIMENTAZIONE E MALATTIE - Intolleranze alimentari - La malattie celiaca - Il tumore del colon - Basi molecolari della patologia diabetica e linee di prevenzione e terapia dietetica - Danni molecolari e patologia aterosclerostica - Dieta, bevande alcoliche, antiossidanti e rischio cardiovasco - La dieta mediterranea