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Proteine: definizione, funzione e fabbisogno

Di che cosa sono fatte le proteine? Cosa fanno per il corpo? C’è differenza tra proteine animali e vegetali?

Le proteine sono molecole biologiche che in alimentazione, insieme a grassi e carboidrati, vengono considerate macronutrienti poiché molto rappresentate nei cibi. Con grassi e carboidrati condividono la possibilità di essere utilizzate come fonte di energia, ma a differenza delle altre macromolecole rappresentano una fonte di azoto per noi essenziale.

Infatti, le proteine sono macronutrienti formate da unità funzionali chiamate aminoacidi, aspetto fondamentale per la loro caratterizzazione nutrizionale.

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La funzione delle proteine

Le proteine svolgono numerose funzioni nel nostro organismo. Quando ci riferiamo a queste molecole, nella mente di tante persone si crea subito l’associazione con i muscoli. Ed effettivamente la plasticità è una delle destinazioni funzionali delle proteine.

Esse costituiscono l’impalcatura delle strutture muscolari e subiscono un continuo ricambio, chiamato turnover, che favorisce nel tempo una funzionalità adeguata del muscolo.

Il ricambio delle proteine è molto elevato nei primi anni di vita e rallenta gradualmente con l’età, ma l’attività fisica può stimolare questo processo attraverso la sostituzione delle molecole danneggiate con altre nuove. Per fare questo, è necessaria la sintesi proteica, un processo cellulare che utilizza i mattoni, gli aminoacidi, per generare nuove macromolecole da sostituire.

Anche se la formazione del tessuto muscolare è una funzione importante, le proteine ne svolgono altre altrettanto decisive per la nostra biologia.

Quella di impalcatura è determinante per molte altre strutture come i tendini, cartilagini, capelli e peli (cheratina) ma anche per strutture microscopiche come lo scheletro cellulare, chiamato citoscheletro, e l’impalcatura dei cromosomi sottoforma di istoni.

L’aspetto strutturale non è l’unica funzione delle proteine; queste molecole sono in grado di svolgere ruoli funzionali e di regolazione. Per esempio, nelle membrane cellulari le proteine regolano complessi rapporti di comunicazione con l’ambiente esterno, traducendo i segnali che provengono dall’ambiente extracellulare e controllando il passaggio di molecole attraverso la membrana stessa. Le proteine formano gli enzimi, molecole che guidano le reazioni biochimiche per ottimizzarne l’efficienza; trasportano molecole nel flusso sanguigno e facilitano l’assorbimento dei nutrienti lungo il canale digestivo.

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La sintesi proteica e l’espressione genica

Considerate le innumerevoli funzioni delle proteine, la sintesi proteica svolge un ruolo centrale nelle funzionalità cellulari. Essa rappresenta il tassello finale dell’espressione genica che preleva le informazioni presenti nel DNA (l’archivio genetico che c’è in ogni nucleo cellulare) e lo trascrive nel RNA che, a sua volta, funge da stampo per il confezionamento ordinato degli aminoacidi che formeranno la catena peptidica delle proteine.

Neanche a dirlo, tutti i passaggi di questo processo, a partire dalla trascrizione del DNA in RNA, attraverso la traduzione in proteine fino alla degradazione di queste a fine vita, sono regolate da proteine. Anche se sembra già complesso così, il processo di espressione genica e sintesi proteica è articolato e finemente regolato a vari livelli ma è un linguaggio comune della vita e, se pur con piccole differenze, segue le stesse regole nei batteri, virus, eucarioti primitivi, organismi vegetali e animali.

Gli aminoacidi essenziali e la qualità proteica

Sfortunatamente, dei 20 aminoacidi codificanti, siamo in grado di sintetizzarne solo 12. Inoltre, anche se non sono essenziali, alcuni di questi sono ritenuti condizionatamente indispensabili o semi indispensabili perché il loro fabbisogno aumenta in determinate condizioni fisiologiche o perché risparmiano altri aminoacidi che devono essere demoliti per il loro ottenimento.

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Tirando le somme, gli aminoacidi non essenziali che possiamo facilmente sintetizzare ex novo si riducono a 5. Quindi, il nostro organismo utilizza un pool cellulare di aminoacidi ottenuti dalla dieta e sintetizza i mattoni mancanti (se riesce), per portare a termine la sintesi proteica.

Gli aminoacidi possono essere ottenuti dalla degradazione delle proteine alimentari attraverso la digestione. Con le debite eccezioni, ogni proteina verrà scomposta in aminoacidi che dal tratto digestivo verranno assorbiti e trasportati nei distretti corporei che necessitano della loro presenza.

Per comprendere quanto una determinata proteina alimentare contribuisce alla sintesi proteica, sono stati messi a punto diversi metodi allo scopo di definire la qualità di fonti nutrizionali differenti. Da questa esigenza sono nati i concetti di valore biologico, utilizzazione proteica netta, rapporto di efficienza proteica, ecc.

Tutti questi sistemi, comunque, si basano su valutazioni in condizioni sperimentali, spesso su animali da laboratorio, che prescindono dalle condizioni normali di vita.

Inoltre, è frequente che il setting sperimentale necessiti dell’assunzione isolata di un singolo estratto proteico, preceduto da una fase di azzeramento dalle condizioni precedenti (washout) in cui l’alimentazione deve essere priva di proteine.

Di recente la qualità proteica è stata definita, da organi governativi e non, adottando un indice complesso che si chiama PDCAAS (protein digestibility corrected amino acid score). Sostanzialmente, il sistema valuta la qualità proteica attraverso un indice chimico o punteggio chimico che considera la composizione in aminoacidi delle proteine presenti in un alimento e la digeribilità (ottenibile direttamente sull’uomo), che tiene conto della capacità di assorbimento delle proteine dell’alimento specifico senza isolare le proteine specifiche dal resto della matrice.

Purtroppo, ancora oggi i dati di digeribilità sull’uomo sono molto pochi e tale sistema non tiene conto della degradazione delle proteine da parte del microbiota intestinale e dal naturale processo di esfoliazione delle cellule del tratto intestinale (che verranno rilevate dai prelievi fecali e interpretate come proteine non digerite).

Sono stati messi a punto dei sistemi più complessi che comportano un prelievo di materiale fecale a livello duodenale ma il problema dell’organizzazione sperimentale preesiste: difficile da organizzare in modo rigoroso e poco confrontabile con le condizioni di vita normale. Nella realtà, il nostro organismo modula l’assorbimento delle proteine in base all’esigenza e quindi è molto difficile definire una qualità proteica che valga per tutti e in tutte le condizioni.

Fabbisogno proteico

Come già detto, la qualità delle proteine potrebbe farci pensare che gli alimenti vegetali possono apportare una ridotta efficienza nella sintesi proteica, avendo una composizione di aminoacidi molto diversa dai nostri tessuti, ma nella realtà il concetto della qualità proteica è semplicemente un concetto accademico che potrebbe avere un riscontro utile solo in circostanze molto estreme.

Di fatto, le guide per la sana alimentazione non tengono in considerazione il concetto di qualità proteica per definire il fabbisogno giornaliero di proteine. Di norma, basta assicurare tutti gli aminoacidi da vari alimenti e la loro presenza nella dieta sarà sufficiente a garantire tutti i mattoni per la sintesi delle proteine. Tutto ciò può avvenire nello stesso pasto (complementazione) ma anche in pasti differenti, grazie alla presenza del pool cellulare di aminoacidi di riserva.

In ogni caso, basterebbe aumentare le quote complessive di alimenti proteici per ottenere le quantità necessarie di ciascun mattone. Ovviamente, questo aspetto sarà tanto più delicato quanto più la sintesi proteica sarà aumentata, come nei bambini o negli sportivi sottoposti a intenso esercizio fisico. Non è da sottovalutare anche il periodo di senescenza in cui la sintesi proteica è notevolmente rallentata e maggiori apporti di proteine possono essere utili a contrastare malnutrizione e perdita muscolare.

Dott. Gianluca Rizzo biologo nutrizionistaQuindi, mentre nell’adulto il fabbisogno di proteine è di 0,9 grammi per chilogrammo di peso corporeo ideale (che non è un valore medio ma il valore che soddisfa il 97,5% della popolazione), nei primi anni di vita questa quota può arrivare a 1 grammo per chilogrammo di peso corporeo (che non si tratta di grandissime quantità se teniamo conto del ridotto peso dell’individuo), fino a 1,1 grammi dai 60 anni in poi. Tali quantità sono calibrate per la nostra popolazione e tengono conto dell’obiettivo nutrizionale di garantire un maggior consumo di fonti proteiche vegetali.

E in caso di alimentazione vegetariana?

Semplicemente si aumenterà del 5-10% questo fabbisogno (che normalmente viene ampiamente superato senza particolari difficoltà). A dimostrazione di quanto detto, nella popolazione italiana la maggiore fonte di proteine provenienti dalla dieta è rappresentata dal gruppo alimentare dei cereali, seguono carne e latticini. Quindi, nessuna valutazione specifica della qualità proteica è stata considerata per la definizione del corretto apporto proteico.

Apporto eccessivo di proteine

Dai dati disponibili sugli apporti nutrizionali nelle popolazioni occidentali, si rileva una tendenza all’eccesso proteico nella dieta. Questo eccesso è causato dal consumo smisurato di alimenti di origine animale. Effettivamente, se andassimo a vedere quali sono le porzioni consigliate di carne rossa nelle guide della sana alimentazione per la popolazione italiana (100 grammi a settimana), ci sembrerebbero sicuramente inverosimili. Ne consegue che la carenza proteica sembra un problema marginale se non in particolari situazioni come la senescenza, mentre l’eccesso potrebbe essere la causa di ipernutrizione, facilmente risolvibile con lo spostamento verso gli alimenti vegetali.

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Non è chiaro quale sia di preciso il limite di assunzione proteica. Negli sportivi agonisti il fabbisogno può aumentare a 1,6 grammi per chilogrammo di peso corporeo, arrivando a 2,5 se non anche a 3 grammi nel caso di individui molto muscolari e sottoposti ad attività molto intense. Non sembra che questi apporti rappresentino un problema in tali circostanze, specialmente nel caso in cui i picchi di assunzione sono limitati a fasi specifiche della preparazione atletica.

Di certo, alcuni suggerimenti in merito all’eccesso proteico, specialmente se di origine animale, indicano una correlazione con alcune patologie e indici di mortalità aumentati. Nella malattia renale, invece, è necessario valutare il carico del lavoro renale in base alla stadiazione della malattia. Questo potrebbe necessitare di una rivalutazione degli apporti giornalieri. È interessante notare che le proteine vegetali sembrano sovraccaricare il rene in misura ridotta rispetto a quelle animali.

Conclusioni

Le proteine sono inequivocabilmente delle molecole preziose che svolgono funzioni decisive nel nostro organismo. Sono ampiamente rappresentate sia nel regno animale che in quello vegetale. Mentre la carenza è raramente rilevata nella nostra popolazione, e tali situazioni vanno valutate con attenzione, il trend alimentare è caratterizzato da un eccesso, specialmente di quelle animali.

Poiché le proteine vegetali non sono dal valore ridotto, e mostrano una migliore influenza sullo stato di salute, potrebbe essere saggio un viraggio verso una dieta più vegetale, come consigliato da tutte le guide dietetiche internazionali.

Tuttavia, c’è ancora una grande attenzione verso l’apporto di proteine nella nostra società: ci preoccupiamo delle carenze dei bambini quando gli apporti, se pur aumentati per unità di peso, sono facilmente ottenibili con quantità assolute del tutto gestibili, utilizzando non solo alimenti carnei ma anche quelli vegetali, inclusi i cereali.

Negli sportivi si è sempre alla ricerca delle adeguate porzioni proteiche, in parte giustificata dal fatto che il muscolo mostra aumentate necessità non soltanto a scopo plastico ma anche energetico. Sottovalutiamo però l’importanza di garantire adeguate fonti di carboidrati al fine di risparmiare il catabolismo muscolare e migliorare la prestazione.

Se proprio ci preoccupiamo degli apporti proteici, iniziamo a scegliere fonti più sostenibili e cerchiamo di distaccarci da concetti di qualità proteica che hanno senso solo nella letteratura scientifica ma che non trovano corrispondenze attendibili nella vita reale.

Edito da

Gianluca Rizzo, laureato in Scienze Biologiche, ha frequentato per dieci anni i laboratori di ricerca universitaria in biologia molecolare, biologia cellulare e biochimica a Messina e a Roma. Dopo un Dottorato di Ricerca e un Post-Doc su malattie neurodegenerative correlate all’invecchiamento, ha deciso di proseguire il suo percorso nel settore della Nutrizione, applicando un approccio basato sull’evidenza, sviluppato durante il percorso di ricerca. Ha frequentato un Master in Integratori Alimentari e un perfezionamento Universitario in Nutraceutica. Attualmente si occupa di nutrizione come libero professionista, mantenendo le attività accademiche come autore di pubblicazioni internazionali, referee per riviste scientifiche e docente in Master e seminari universitari.

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