La compossizione elementare degli organismi viventi: sostanze organiche e sostanze inorganiche che compongono l'organismo umano e le loro funzioni

LA COMPOSSIZIONE ELEMENTARE DEGLI ORGANISMI VIVENTI SOSTANZE ORGANICHE E SOSTANZE INORGANICHE CHE COMPONGONO L'ORGANISMO UMANO E LE LORO FUNZIONI

I principi alimentari indispensabili alla vita sono l'acqua (inorg.), i sali minerali (inorg.), i glicidi (org), i lipidi (org.), le proteine (org.) e le vitamine (org.).

L'acqua: è la molecola inorganica più importante per la vita cellulare, infatti, la vita sulla Terra ha avuto inizio nell'acqua e, nella maggior parte dei casi, dove c'è acqua c'è vita.

L'acqua è molto abbondante sulla terra circa i ¾ della superficie terrestre ne sono ricoperti, essa inoltre rappresenta dal 50% ad oltre il 95% del peso di ogni essere vivente, che si tratti di organismi uni o pluricellulari.

È un ottimo solvente di gas, quali l'ossigeno e l'anidride carbonica, di sali minerali e di sostanze organiche ed è la fase disperdente di macromolecole quali protidi e lipidi.

Rappresenta per la maggior parte delle cellule, il mezzo di trasporto in virtù del quale le varie sostanze nutritive possono essere assorbite dall'esterno e i prodotti di rifiuto possono essere espulsi.

Contribuisce con i sali minerali a mantenere turgide le cellule.

L'acqua è la molecola più abbondante negli esseri viventi, ne sono più le cellule e gli organismi giovani che quelli più vecchi.

Nell'uomo costituisce il 60-70% del peso corporeo, è inoltre fondamentale perché entra in ogni processo metabolico.

La richiesta d'acqua varia da soggetto a soggetto ed è mutevole a seconda della temperatura ambientale e dell'attività muscolare.

Nel 1° anno di vita (per l'elevato metabolismo), il lattante ha un fabbisogno medio giornaliero di 130 ml/kg di peso, consumo che diminuisce progressivamente; a partire dall'adolescenza diviene pressoché uguale a quello dell'adulto che è di 40-50 ml/kg di peso.

La richiesta d'acqua in un bambino si può valutare osservando lo stato d'idratazione della cute e l'umidità della lingua. 

Il lattante presenta una particolare idrolabilità, per cui passa facilmente dall'iperidratazione all'ipoidratazione.

Se l'acqua viene introdotta in quantità esagerata, si ha facilmente un'iperidratazione (si verifica diarrea, nausee, talvolta convulsioni e coma).

Al contrario si può osservare talvolta nel periodo estivo un'essicosi da sete, accompagnata da febbre, dovuta ad uno scarso apporto idrico e ad un'esagerata perdita di liquidi attraverso le ghiandole sudoripare, i polmoni e la cute.

In questo caso oltre ai liquidi è necessario reintegrare i sali minerali andati perduti con essi, quindi è utile somministrare acqua (in quantità non troppo superiori alla norma) contenente un po' di sale, eventualmente addolcita con saccarina o zucchero.

I sali minerali: la quantità di sali minerali è bassa negli organismi, circa il 5% nelle cellule animali, tuttavia la loro importanza è notevole, dato che alcune proteine sono solubili solo in soluzioni saline.

Regolano inoltre in acqua dei liquidi organici ed infine costituiscono le strutture scheletriche.

E quindi necessaria una dieta equilibrata e varia, che contenga tutti i vari elementi minerali, che pur non fornendo energia, entrano a comporre le cellule e i liquidi organici e prendono parte attiva alle varie funzioni dell'organismo.

Fra i cosiddetti elementi minerali "maggiori" vi sono:

-ferro: parte integrante dell'emoglobina dei globuli rossi.

Solo il 10% del Fe contenuto nei cibi viene assorbito, l'introduzione giornaliera dev'essere di ca. 10 mg. Nei primi anni di vita, di 15 mg. In epoca successiva e di 30 mg. In gravidanza (carne, fegato, legumi).

-calcio e fosforo: sottoforma di fosfato di calcio sono componenti essenziali delle ossa e dei denti in quantità non costanti, ma secondo l'alimentazione, l'apporto vitaminico e l'età.

Il calcio è pure indispensabile per la coagulazione del sangue e la regolazione dell'eccitabilità neuromuscolare.

La vitamina D favorisce l'assorbimento intestinale di calcio e fosforo e la loro fissazione nelle ossa, l'ormone paratiroideo mobilizza i sali minerali aumentandone la concentrazione nel sangue.

Il fabbisogno giornaliero si aggira intorno a 1 g al dì con valori superiori in gravidanza e nell'allattamento.

-sodio e potassio: indispensabile per l'accrescimento corporeo, il potassio è importante anche come regolatore dell'attività cardiaca.

Intervengono sul ricambio dell'acqua, il potassio favorendone l'eliminazione, il sodio, la ritenzione (un'abituale elevata assunzione di sodio è causa dell'ipertensione).

Occupano un prestigio crescente con le nuove acquisizioni gli oligoelementi presenti nel nostro organismo in quantità minime, ma indispensabili poiché costituiscono parte integrante di ormoni, enzimi e vitamine.

Fra questi lo iodio, necessario per la formazione degli ormoni tiroidei, lo zinco per la molecola dell'insulina e di alcuni enzimi digestivi, il fluoro, indispensabile per lo smalto dei denti, il cobalto per la sintesi della vitamina B12, il rame che favorisce la sopravvivenza dei globuli rossi e il selenio per l'azione anticancro sinergica a quella delle vitamine A ed E.

I glicidi: zuccheri e sostanze da essi derivate.

Sono sostanze molto diffuse in natura; quelli alimentari abbondano nei vegetali e si localizzano nei semi, nei tuberi e nelle radici.

Nel nostro organismo una posizione chiave è occupata dal glucosio, che può essere demolito per fornire energia, utilizzato per la sintesi del glicogeno, che è materiale energetico di riserva, trasformato in grassi e depositato nel tessuto adiposo.

Alcuni aminoacidi (principi non glicidi) possono essere trasformati in glucosio.

Nel nostro organismo i glicidi sottoforma di glicogeno di riserva sono distribuiti nel fegato e nei muscoli, come glucosio nel sangue e nei liquidi extracellulari.

La richiesta di glucidi è maggiore nell'età evolutiva, per sopperire all'intensa attività motoria e all'accrescimento e diminuisce progressivamente intorno ai 16-18 anni, in cui si raggiungono i valori dell'adulto (4-5 g/kg di peso corporeo).

L'introduzione di una certa quantità di glicidi è necessaria, altrimenti si altera il metabolismo dei lipidi.

I lipidi: sono diffusi sia nel regno animale sia in quello vegetale.

Hanno molteplici funzioni; per gli organismi viventi rappresentano la più concentrata fonte d'energia, in quanto il loro contenuto calorico è più che doppio rispetto a glicidi e proteine.

Apportano all'organismo molecole essenziali che esso non è in grado di sintetizzare e rappresentano il veicolo d'entrata delle vitamine liposolubili (A, D, E, K).

Possiamo dire che gli acidi grassi si differenziano fra loro per la lunghezza della catena, per la presenza o meno di doppi legami, per il numero e la posizione di questi ultimi; si avrà così la distinzione tra acidi grassi saturi (acido palmitico) abbondanti nei grassi animali e (aumentano il tasso di colesterolo nel sangue), e acidi grassi insaturi (acido linoleico), abbondanti nei vegetali (favoriscono l'eliminazione del colesterolo).

Gli acidi grassi la cui presenza è indispensabile nella dieta dell'uomo sono detti essenziali (chiamati anche vitamina F), perché non vengono sintetizzati dall'organismo, ma devono essere introdotti con la dieta, si procurano facilmente, in particolare da fonti alimentari d'origine vegetale, dove sono molto abbondanti.

Se prevalgono gli acidi grassi insaturi avremo gli oli, se invece prevalgono quelli saturi avremo i grassi.

In questi ultimi tempi i dietologi sono particolarmente interessati al problema della presenza di colesterolo e di acidi grassi nella dieta per il loro stretto rapporto con l'arteriosclerosi (malattia che ha inizio nell'età più precoce della vita) che consiste nel deposito di lipidi nella parete interna delle arterie, con perdita d'elasticità, diminuzione del lume arterioso e quindi riduzione del flusso sanguigno.

Il colesterolo solo in piccola parte ci viene fornito dagli alimenti (uova, latticini, carne rossa.), viene per lo più prodotto dal nostro organismo, nel fegato.

Il colesterolo è una componente essenziale, è presente nelle membrane cellulari e nel sangue.

È il precursore di molte altre sostanze fra cui ormoni (es.sessuali) e gli acidi biliari (prodotti nel fegato hanno la funzione di emulsionare i grassi durante la digestione).

Se il colesterolo si lega a lipoproteine a bassa densità (LDL) diventa "cattivo", depone lipidi nelle arterie; se invece si lega a lipoproteine ad alta densità (HDL) è ritenuto "buono" in quanto svolge un'azione contraria alla deposizione di lipidi delle arterie.

La quota con cui i lipidi sono presenti nella dieta varia in rapporto alle abitudini familiari, regionali e alle esigenze climatiche.

Si considera ottimale un apporto lipidico giornaliero di 0,8g. per kilogrammo di peso corporeo.

I protidi: sono sostanze (org.) complesse costituite da carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto, alcune anche con zolfo e altri elementi.

Le proteine, essendo i costituenti essenziali della struttura cellulare, sono devolute essenzialmente alla formazione e sostituzione delle cellule, si dice pertanto che hanno funzione plastica; solo in condizioni di carenza di glicidi e lipidi le proteine vengono utilizzate a scopo energetico.

Hanno inoltre funzione regolatrice: sono, infatti, proteine tutti gli enzimi che controllano ogni reazione chimica che avviene nella cellula, sono proteine i trasportatori d'ossigeno, come l'emoglobina, alcuni ormoni, come l'insulina, che regola la quantità di glucosio presente nel sangue, gli anticorpi che determinano l'immunità e ci difendono da certe malattie.

Le proteine sono perciò considerate le molecole funzionali per eccellenza, molecole mediante le quali la cellula può svolgere tutte le proprie funzioni.

Le molecole delle proteine sono spesso di notevoli dimensioni, sono costituite da unità più piccole, gli aminoacidi.

Sono gli aminoacidi ad essere utilizzati dall'organismo, si ottengono attraverso la digestione in cui le proteine vengono demolite fino alla scomposizione nei loro costituenti base.

Gli animali, uomo compreso sono in grado di sintetizzare molti dei 20 aminoacidi, ma non tutti; quelli che ogni singola specie non sa sintetizzare si dicono essenziali e devono essere assunti con la dieta, basta la carenza di uno di essi per compromettere l'accrescimento.

Nell'uomo sono 8 (fenilanina, leucina, isoleucina, lisina, metionina, treonina, triptofano, valina).

Tali amminoacidi sono contenuti in maggiore quantità nelle proteine d'origine animale che in quelle d'origine vegetale, questo è uno dei motivi per cui è sconsigliata una dieta esclusivamente vegetariana.

Dal punto di vista nutrizionale, le proteine si distinguono in complete/nobili (contengono tutti gli aminoacidi essenziali) ed incomplete (mancano di uno o più aminoacidi essenziali).

L'organismo umano ha un incessante bisogno di proteine, dalla nascita fino alla vecchiaia; il bimbo ha bisogno di una maggior quantità rispetto all'adulto, per sopperire alla necessità dell'accrescimento.

L'apporto giornaliero di protidi varia di 2g/kg di peso nell'allattato al seno, fino a 3-4 g/kg nel bambino alimentato artificialmente (per le differenze compositive tra il latte materno e quello di mucca).

Nell'età evolutiva il fabbisogno è di 1,5-2 g/kg al giorno e diminuisce gradatamente con gli anni, fino a ridursi a 1 g/kg nell'adulto.

Le vitamine: sono sostanze organiche di varia natura, più o meno complesse; ciascuna di esse ha una propria attività specifica.

Non sono considerate come sostanze nutritive vere e proprie, in quanto non apportano materia che possa essere utilizzata direttamente nella costruzione dell'organismo, ne possono utilizzate come fonte d'energia, eppure sono indispensabili alla vita.

Le vitamine assicurano il normale svolgimento di svariate reazioni biologiche, indispensabili alla vita.

L'organismo non è in grado di sintetizzarle, esse si devono assumere con i cibi attraverso una dieta equilibrata.

La mancanza di vitamine determina gravi alterazioni di certe funzioni fondamentali per la vita, che inizialmente possono manifestarsi con semplici sintomi di carenza, ipovitaminosi/avitaminosi, ma talvolta possono portare a ben più gravi stati patologici.

Anche quantità eccessive di vitamine possono risultare tossiche, ipervitaminosi, e arrecare danni altrettanto gravi alla salute.

Le molecole delle vitamine hanno struttura complessa, e vengono suddivise in due gruppi, vitamine idrosolubili e vitamine liposolubili, a seconda che si sciolgano in acqua o nei lipidi.

Le vitamine liposolubili sono immagazzinate dall'organismo, nel quale formano delle riserve che si esauriscono dopo mesi, perciò non bisogna assumerne spesso.

Le vitamine idrosolubili invece, se assunte in dosi elevate non sono dannose per la salute.

Se l'organismo ne assorbe troppe, quelle in esubero vengono espulse attraverso i reni, per cui vanno assunte spesso.

-Vitamine liposolubili: A, D, E, K

.vitamina A: fa bene alla vista, una sua carenza comporta inizialmente una difficoltà nella visione crepuscolare e in seguito ad un'alterazione della cornea che può portare alla cecità.

Ha azione sull'accrescimento, la carenza può provocare l'arresto della crescita e ritardo mentale ed è utile anche al sistema immunitario.

Dosi eccessive di vitamina A possono creare un'ipervitaminosi A, i cui sintomi principali sono costituiti da eccitazione psichica, vomito, caduta dei capelli e anemia.

La vitamina A è abbastanza resistente alle alte temperature e la si trova nel fegato del pesce, nei tuorli d'uovo, nel latte intero, nelle carote e nei peperoni come provitamina, il carotene, che si trasforma in vitamina A nella mucosa intestinale mediante la carotenosi, un enzima.

.vitamina D: l'assunzione della vitamina D è necessaria per lo sviluppo e la formazione di ossa e denti e per l'assunzione di calcio e fosforo.

Infatti, la vitamina D promuove l'assorbimento del calcio a livello intestinale e la sua fissazione nel tessuto osseo; a livello intestinale induce la sintesi di una proteina che lega il calcio e ne assicura il trasporto.

La vitamina D deriva da una provitamina in seguito all'irradiazione con raggi ultravioletti.

La carenza di vitamina D provoca una decalcificazione ossea, che nel bambino porta al rachitismo e nell'adulto all'osteomalacia, questa compare solo quando c'è un aumento del fabbisogno di vitamina (es.gravidanza e allattamento).

Un'eccessiva introduzione di vitamina D causa un aumento del calcio ematico che può portare alla calcificazione di organi interni come rene e cuore.

La vitamina D è contenuta nell'olio di fegato di merluzzo e tonno, nei tuorli d'uovo, nel latte intero e burro e in molta frutta e verdura.

.vitamina K: la vitamina K è importante per la coagulazione, ha un'attività antiemorragica in quanto necessaria per la sintesi epatica della protrombina, fattore essenziale nella coagulazione del sangue.

Nell'uomo non è frequente una carenza di vitamina K, perché viene sintetizzata dalla normale flora intestinale.

Tuttavia può accadere se la flora intestinale è stata modificata da alcuni farmaci (es.antibiotici) o in seguito ad un alterato assorbimento.

La manifestazione carenziale di vitamina K è la comparsa di emorragie anche in caso di traumi lievi.

La vitamina K è abbondante nei vegetali ricchi di clorofilla (cavoli, spinaci, insalata, erbette) e in carne, uova, fegato e yogurt.

.vitamina E: è denominata vitamina della fecondità o antisterile (fatto sicuro negli animali, ancora incerto negli uomini).

È importante per la protezione delle cellule; come antiossidante naturale, previene la degenerazione delle cellule e protegge i globuli rossi.

La carenza di vitamina E è causa di anemia emolitica.

È presente negli oli vegetali, semi, noci, spinaci, mandorle, soprattutto nei cereali e nei legumi.

-Vitamine idrosolubili: B, C, PP, Acido folico

.Il complesso della vitamina B: comprende alcune vitamine che sono molto importanti, perché entrano nei processi di respirazione cellulare.

.vitamina B1: interviene nel metabolismo dei glicidi e ha funzioni importanti nella stimolazione nervosa periferica.

La sua carenza provoca la polinevrite del beri-beri.

.vitamina B2: è indispensabile nel meccanismo della respirazione cellulare.

La carenza di questa vitamina si associa alla malnutrizione generale, e si manifesta con lesioni del cavo orale, e con ragadi agli angoli della bocca.

.vitamina B6: è necessaria per il metabolismo proteico e per la sintesi dell'emoglobina.

La carenza determina anemie e disturbi nervosi.

La vitamina B6 è scarsa nelle donne che fanno uso di contraccettivi orali.

È efficace nel trattamento delle nausee e del vomito gravidico.

.vitamina B12: controlla la sintesi degli acidi nucleici e favorisce la sintesi di sostanze necessarie per la produzione di emoglobina.

La carenza provoca l'anemia perniciosa.

Questa vitamina viene utilizzata con successo nella di neuriti e nevralgie e nell'infanzia, come stimolante dell'accresimento.

Si trova solo negli elementi di origine animale.

Sono ricchi di vitamine del complesso B i cereali, legumi, banane, uova, verdure, carne, pesce, latte.

.vitamina PP: è indispensabile per il metabolismo glucidico, lipidico e proteico.

La carenza causa la pellagra (desquamazione della pelle, disturbi gastrointestinali e del sistema nervoso), è ormai scomparsa, era molto diffusa in passato o nell'Italia settentrionale.

La vitamina PP si trova in piccole quantità in tutti gli alimenti.

.acido folico: è importante per il processo di produzione delle cellule del sangue e la scissione delle cellule.

Nella terapia dei tumori vengono usati numerosi antagonisti dell'acido folico, l'impiego è comunque limitato, in quanto risultano tossici anche per le cellule normali.

La carenza, che si può riscontrare durante la gravidanza e l'allattamento, si manifesta con turbe gastro-intestinali e con un particolare tipo di anemia.

È presente nelle foglie verdi (spinaci, cavolo, fagioli), nel fegato e una piccola quantità viene sintetizzata dai batteri intestinali.

.vitamina C: favorisce l'integrità delle pareti dei vasi capillari, l'assorbimento del ferro e la formazione dei tessuti connettivali di sostegno (ossa).

Azione antinfettiva: la vitamina C è necessaria per i meccanismi di difesa del nostro organismo quali la fagocitosi di germi patogeni, la produzione di anticorpi e dell'interferon, una sostanza antivirale.

La carenza porta allo scorbuto (gengive emorragiche, emorragie sottomucose e sottoperiostee, assai dolorose).

Nel lattante lo scorbuto rimane latente e rivelarsi nel corso di una malattia febbrile, in genere con presenza di sangue nelle urine.

La vitamina C si trova in molti vegetali freschi (insalata, patate, peperoni, pomodori) e in particolare negli agrumi.

È assai poco resistente alla luce e al calore, specialmente in presenza di ossigeno.