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Potenziali benefici per la salute dei pani a base di farro: effetto antinfiammatorio

by luciano

Pani a base di farro: effetto antinfiammatorio. (Fabiana Antognoni et al. Nutrients 11-11-2017)

“Riassunto: Al giorno d’oggi è riconosciuto l’alto valore nutrizionale dei cereali integrali, e vi è un crescente interesse per le varietà antiche per la produzione di prodotti alimentari integrali con caratteristiche nutrizionali migliorate. Tra le coltivazioni antiche, il monococco potrebbe rappresentare una valida alternativa. In questo lavoro, le farine di farro sono state analizzate per il loro contenuto in carotenoidi e in acidi fenolici liberi e legati, e confrontate con le farine di frumento. Le farine più promettenti venivano utilizzate per produrre pani convenzionali e fermentati con lievito madre. I pani sono stati digeriti in vitro e caratterizzati prima e dopo la digestione. Sono stati selezionati i quattro pani con le migliori caratteristiche e il prodotto della loro digestione è stato utilizzato per valutarne l’effetto antinfiammatorio utilizzando le cellule Caco-2. I nostri risultati confermano i livelli più elevati di carotenoidi nel farro monococco rispetto ai frumenti moderni e l’efficacia della fermentazione della pasta madre nel mantenere questi livelli, nonostante la più lunga esposizione all’ossigeno atmosferico. Inoltre, nelle cellule in coltura il pane di farro ha evidenziato un effetto antinfiammatorio, sebbene mascherato dall’effetto del fluido digestivo. Questo studio rappresenta la prima valutazione integrata dei potenziali benefici per la salute dei prodotti da forno a base di farro rispetto a quelli a base di frumento e contribuisce alla nostra conoscenza dei grani antichi.”

Grano monococco varietà Norberto (ID331) III parte

by luciano

7 – Proprietà nutrizionali del grano monococco
La ricchezza del contenuto intermini di vitamine, minerali fanno di questo grano una vera e propria sorgente per la salute umana.
Il contenuto proteico del grano monococco, in media 15-18%, è superiore a quello degli altri cereali coltivati e presenta un valore nutrizionale superiore a quello di frumento tenero e frumento duro. Gli studi condotti presso l’Unità di Ricerca per la Valorizzazione Qualitativa dei Cereali del Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura (CRA-QCE) negli ultimi dieci anni hanno permesso di identificare numerosi aspetti peculiari e nutrizionalmente interessanti del grano monococco. Tra le caratteristiche che lo rendono unico nell’ambito dei cereali a paglia abbiamo (i) l’elevato contenuto in carotenoidi, precursori della vitamina A e antiossidanti naturali, che è circa 5 volte quello del frumento tenero; (ii) l’ottima disponibilità di tocoli (vitamina E), che è circa 50% maggiore rispetto a frumento duro e tenero; (iii) l’alto contenuto in lipidi (circa 50% in più rispetto al frumento tenero), con una netta prevalenza di acidi grassi insaturi; (iv) l’alta percentuale in ceneri e l’elevato contenuto in minerali (particolarmente interessanti sono zinco, ferro e fosforo) e (v) un contenuto in fruttani circa 50-70% maggiore rispetto al grano tenero (Hidalgo e Brandolini, 2008).

Certezza di cosa acquistiamo

1 – Semi certificati
La produzione tradizionale del seme è frutto della normale impollinazione. le piante del grano, di conseguenza, possono essere oggetto di incroci indesiderati con altre varietà o specie (per esempio orzo). La linea genetica, in questi casi, non è più garantita ed è più facile che certe caratteristiche si vadano pian piano perdendo. La farina così ottenuta potrebbe non contenere determinate sostanze nutritive, creare una maglia glutinica più forte o più debole del necessario. I semi certificati sono selezionati in modo da preservare la linea genetica della varietà. La certificazione serve infatti a garantire la qualità e provenienza del grano, assicurando le proprietà del prodotto finale.

2 – Iscrizione al Registro Nazionale e licenza esclusiva
La varietà di grano monococco Norberto, dopo essere stata “costituita*” dal CREA di Roma come varietà è stata iscritta al Registro Nazionale varietà di specie agrarie
La licenza esclusiva sul grano monococco varietà Norberto significa che per coltivare il grano monococco varietà Norberto certificata, gli agricoltori devono sottoscrivere un contratto con l’azienda. Questo prevede clausole volte a consolidare il percorso del grano, dal seme alla spiga fino alla farina. I partner della Agroservice devono infatti sottostare a controlli volti a garantire la purezza e salubrità del grano coltivato. Scheda approfondimenti ⫸

Purezza e salubrità di cosa acquistiamo

1 – Premessa
“La diffusa pratica di seminare varietà locali di grani antichi non provenienti da lotti certificati dal CREA e la stessa pratica del reimpiego del seme aziendale – allorché non accompagnata dalle operazioni tradizionali di epurazione e ammannato, che consentivano di scartare le spighe spurie e scegliere le migliori – possono incidere negativamente sulla purezza dei grani coltivati. In uno scenario preoccupante, dal punto di vista agronomico, poiché il grano tenero è molto più competitivo del grano duro e con il trascorrere delle annate agrarie tende a prendere il sopravvento. Con il rischio di compromettere in via definitiva l’identità del seme raccolto e dei prodotti derivati. Dario Dongo”
Un recente studio volto a identificare corrispondenza varietale e la purezza genetica di alcuni grani antichi ha evidenziato. “…omissis come ciascuna delle semole e farine esaminate, benché etichettate come ‘monovarietale’ (Timilia, Russello, Perciasacchi, Margherito, Maiorca), risultasse contaminata da altre varietà locali di grano duro. E addirittura con quote significative di grano tenero (Maiorca) coltivato nella stessa azienda agricola Dario Dongo”
1 – Purezza e salubrità costituiscono, quindi, il “valore” del prodotto finale. Caratteristiche che sempre di più il consumatore esige a tutela della propria salute e benessere. Caratteristiche che sono l’obiettivo primario della “filiera” dal campo alla tavola che rappresenta il DNA dell’identità del marchio Verditerre. Filiera che con la rintracciabilità di ogni passaggio consente di controllare che i requisiti dichiarati siano presenti in ogni passaggio.
2 – La sicurezza igienico sanitaria è un elemento fondamentale di tutta la filiera necessaria per evitare contaminazioni microbiologiche. Tra queste le micotossine rappresentano ormai un rilevante problema e, dal momento che la contaminazione da micotossine può avvenire sia in campo che dopo la raccolta durante l’immagazzinamento e la lavorazione dei prodotti, le tecniche di prevenzione dovrebbero essere applicate ad ognuna di queste fasi. La fase della raccolta, per esempio, è molto importante perché deve avvenire solo quando l’umidità della granella è sufficientemente bassa. L’umidità, infatti, è un substrato estremamente favorevole per la comparsa di muffe. Non meno importante è l’eliminazione delle impurità presenti nel grano raccolto (Semi di alcune infestanti, come Bifora radians M.Bieb. e bulbilli di Allium vineale L., conferiscono aromi sgradevoli alle farine). Il controllo dell’umidità è fondamentale anche per le fasi di conservazione che comprendono il trasporto, lo stoccaggio, la trasformazione e la conservazione dei prodotti trasformati.

Grano Monococco varietà Norberto (ID331) II parte

by luciano

ATI: inibitori dell’alfa-amilasi/tripsina

Un’altra caratteristica importante del grano monococco è quella di avere una limitatà quantità (segnatamente inferiore a quella nei grani duri e teneri) delle proteine denominate ATI- Inibitori dell’amilasi/tripsina (Wheat amylase trypsin inhibitors).
Le ATI, proteine contenute anche nel grano, inibiscono l’attività dell’enzima amilasi che è deputato alla digestione dell’amido, sono di difficile digestione e possono contribuire ad esacerbare l’infiammazione intestinale come evidenziato in molteplici studi [1, 2, 3].
Specificatamente le ATI:
1 – Possono ridurre la digeribilità del cibo nel tratto gastrointestinale (human and microbiome; Weegels 1994)
2 – Possono aumentare l’effetto dei peptidi allergenici incrementando reazioni infiammatorie ed allergiche (Junker et al. 2012; Zevallos et al 2014)
3 – Possono interagire fortemente con l’epitelio intestinale (….may strongly interact with the small intestine epithelium that can cause inflammation by itself) (Zevallos et al 2014)
4 – Possono aumentare l’effetto dei peptidi non digeriti e dei carboidrati; specialmente quelli a rapida digestione (FODMAPS) (………..that are a major cause of Irritable Bowel Syndrome (IBS) which affects 7% to 21% of the general population). (Chey et al 2015)

Nel grano monococco la presenza delle ATI è significativamente inferiore [4, 5] rispetto al grano duro e tenero conferendo a questo grano una forte caratteristica nel mantenere la salute e aumentare il benessere fisico.
In uno studio che ha valutato il contenuto delle Ati in 8 grani monococco rispetto al grano duro è stato rilevato che i livelli delle ATI erano al massimo il 10% di quelli delle altre specie di frumento. Lo studio evidenzia anche la possibilità il gene per ATI di poter essere silenziato o espresso in quantità molto basse nel farro [6, 7]
Nota:
L’amilasi è un enzima che idrolizza (digerisce) l’amido. È prodotto e secreto dalle ghiandole salivari (isoenzima salivare) e dal pancreas (isoenzima pancreatico). L’amilasi salivare inizia la digestione degli amidi fino a rilasciare maltosio, maltotriosio e destrani: l’amilasi pancreatica rilascia nell’intestino zuccheri semplici per l’assorbimento.

Referenze:
1 – (……..Amylase/trypsin inhibitors (ATIs) are major wheat allergens and they are also implicated in causing non-celiac gluten sensitivity and worsening other inflammatory conditions). Comparative quantitative LC–MS/MS analysis of 13 amylase/trypsin inhibitors in ancient and modern Triticum species. Sabrina Geisslitz et al. 2020.
2 – (………Wheat amylase trypsin inhibitors (ATIs) represent a common dietary protein component of gluten-containing cereals (wheat, rye, and barley). They act as toll-like receptor 4 ligands, and are largely resistant to intestinal proteases, eliciting a mild inflammatory response within the intestine after oral ingestion. Importantly, nutritional ATIs exacerbated inflammatory bowel disease and features of fatty liver disease and the metabolic syndrome in mice). Dietary Wheat Amylase Trypsin Inhibitors Impact Alzheimer’s Disease Pathology in 5xFAD Model Mice. Malena dos Santos Guiherme et al 2020.
3 – (…….Wheat on the other hand contains anti-enzymes, such as the ATIs (amylase-trypsin inhibitors) with a role in non-celiac gluten sensitivity (NCGS). Nutritional ATIs additionally stimulate the innate immune reaction via TLR4 and thereby exacerbate allergic inflammation not only in the intestine, but also in the airways in mouse models. It is hypothesized that industrial food processing contributes to the increased numbers of non-celiac gluten/wheat sensitivity by stabilizing e.g., starch-gluten complexes, thereby bypassing the salivary and pancreatic enzymes, leaving the digestion to mucosal amylases). The Effect of Digestion and Digestibility on Allergenicity of Food Isabella Pali-Schöll et al. 2018.

4 – Comparative quantitative LC–MS/MS analysis of 13 amylase/trypsin inhibitors in ancient and modern Triticum species. Sabrina Geisslitz et al. 2020.

5 – (…….The results point to a better tolerability of einkorn for NCGS patients, because of very low total ATI contents ). Targeted LC-MS/MS Reveals Similar Contents of α-Amylase/Trypsin-Inhibitors as Putative Triggers of Nonceliac Gluten Sensitivity in All Wheat Species except Einkorn. Sabrina Geisslitz et al. (Agric Food Chem 2018 Nov 21;66(46):12395-12403. doi: 10.1021/acs.jafc.8b04411. Epub 2018 Nov 6.)

6 – Cooper, R. Re-discovering ancient wheat varieties as functional foods. Journal of Traditional and Complementary Medicine 2015, 5(3), 138-143.

7 – Longin, C. F. H.; Ziegler, J.; Schweiggert, R.; Koehler, P.; Carle, R.; Wuerschum, T. Comparative Study of Hulled (Einkorn, Emmer, and Spelt) and Naked Wheats (Durum and Bread Wheat): Agronomic Performance and Quality Traits. Crop Science 2015, 302-311.

5 – La digeribilità dell’amido di grano monococco
Il contenuto di amilosio in T. monococcum (23,3-28,6% dell’ amido totale) (Hidalgo et al.. 2014) è più basso rispetto al grano duro (30%) e al grano tenero (35-43%). Non tutto l’amido è rapidamente idrolizzato durante la digestione, la frazione che resiste alla digestione e all’assorbimento nell’ intestino tenue umano è definita “amido resistente” e ha effetti fisiologici comparabili a quelli della fibra alimentare.
Inoltre possiede granuli di amido di piccole dimensioni (cosiddetti B-type) in proporzione maggiore rispetto ai frumenti coltivati. Anche i granuli d’amido di grosse dimensioni (A- type) presentano un diametro nettamente inferiore nel grano monococco (13,2 µm) rispetto al frumento duro (15,3 µm) o al frumento tenero (23,8 µm) (Taddei et al. 2009) e tutto ciò contribuisce alla elevata digeribilità degli alimenti a base di grano monococco (Taddei et al. 2009), di conseguenza la superficie per unità di peso dei granuli d’amido del grano monococco (764 µm) è maggiore rispetto al grano tenero (550 µm), e quindi più rapidamente idrolizzata da parte delle amilasi (Franco et al. 1992). Il grano monoccoco però ha un basso contenuto (0,2%) in “amido resistente” se confrontato con il grano tenero (0,4- 0,8%) (Abdel-Aal et al. 2008; Brandolini 2012; Dinu et al 2018).

Amido e digestione

by luciano

Il carboidrato complesso più diffuso tra le riserve vegetali è l’AMIDO

Da sottolineare:

  1. Il carboidrato complesso più diffuso tra le riserve vegetali è l’AMIDO; esso, chimicamente è composto da catene di amilosio (circa 20%) e amilopctina (circa 80%).

  2. La digestione dei carboidrati complessi inizia in bocca; durante la masticatura le ghiandole secernono la saliva che contiene un enzima, la ptialina o α–amilasi salivare, che inizia a idrolizzare l’amido (composto da amilosio e amilopctina) in destrine e maltosio; nello stomaco i carboidrati complessi NON subiscono altri processi di semplificazione a causa dell’ambiente acido [4]; verranno ulteriormente scissi nel duodeno.

  3. Nel duodeno verranno trasformati fino ad avere glucosio e fruttosio.

  4. Solo il glucosio è assimilabile in quanto tale e subito utilizzabile; il fruttosio è assimilabile in quanto tale ma deve essere trasformato in glucosio dal fegato.

    Premessa:

    I carboidrati di interesse alimentare vengono comunemente distinti:

    • semplici (zuccheri semplici)

    • complessi

    Gli zuccheri semplici possono essere classificati:

    • disponibili cioè utilizzabili dall’organismo

    • non disponibili cioè non digeribili, assorbibili e metabolizzabili (ad esempio il lattulosio, lo xilosio, xilitolo, mannitolo e il sorbitolo).

    Zuccheri semplici disponibili:

    • monosaccaridi: sono assorbiti come tali, come glucosio (subito utilizzabile dall’organismo) e fruttosio che è assimilato come tale ma per essere utilizzato dall’organismo DEVE essere trasformato in glucosio dal fegato [1]

    • disacccaridi come saccarosio, maltosio e lattosio. I disaccaridi vengono prima idrolizzati a monosaccaridi a livello dell’orletto a spazzola dei villi intestinali.

    Carboidrati complessi sono invece amorfi, insapori, insolubili, con un peso molecolare molto alto e digeribili lentamente.

    I carboidrati complessi si possono dividere in base alla loro varietà molecolare: quelli che contengono SOLO UN TIPO di monosaccaridi sono detti omopolisaccaridi, mentre quelli che ne contengono di DIVERSI si definiscono eteropolisaccaridi:

    • Omopolisaccaridi (migliaia di molecole): amido, glicogeno, cellulosa, inulina e chitina.

    • Eteropolisaccaridi (migliaia di molecole): emicellulose, mucopolisaccaridi, glicoproteine e pectine.

    Esiste anche una classificazione funzionale dei carboidrati complessi, che si basa sulla loro funzione biologica nel regno VEGETALE:

    • Nutrizionali: amido e glicogeno.

    • Strutturali: cellulosa, emicellulosa, pectina ecc.

    Amido

    Il carboidrato complesso più diffuso tra le riserve vegetali è l’AMIDO; esso, chimicamente composto da catene di amilosio (circa 20%) e amilopctina (circa 80%), rappresenta la fonte energetica primaria dell’alimentazione mediterranea (± 50% delle kcal totali).

    L’amilosio è un polimero lineare composto da 250-300 unità, contiene legami α1,4 glicosidici e risulta solubile in acqua; l’amilopectina è un polimero ramificato composto da 300-5000 unità, contiene legamiα-1,4 e (nei punti di ramificazione) α-1,6 glicosidici. I vari tipi di amido (frumento, orzo, riso, mais, patate ecc.) sono differenti per la struttura molecolare e presentano un indice glicemico differente; questo significa che, nonostante tutti gli gli amidi siano polimeri del glucosio, esiste una certa differenza strutturale che ne determina la velocità di digestione e assorbimento.

    Digestione dei carboidrati complessi

    La digestione dei carboidrati complessi inizia in bocca; durante la masticatura le ghiandole secernono la saliva che contiene un enzima, la ptialina o α–amilasi salivare [2], che inizia a idrolizzare l’amido (cotto) in destrine e maltosio;nello stomaco i carboidrati complessi NON subiscono altri processi di semplificazione a causa dell’ambiente acido [3], ma una volta immessi nel duodeno i carboidrati vengono idrolizzati dall’enzima pancreatico (α-amilasi pancreatica) scindendo definitivamente tutte le catene di amido tralasciate, amilosio e amilopectina, in disaccaridi. La digestione ultima dei disaccaridi avviene SELETTIVAMENTE nell’intestino tenue; i succhi che ritroviamo a livello intestinale sono tre: il succo pancreatico, che ovviamente proviene dal pancreas, la bile, proveniente dal fegato, ed il succo enterico che viene prodotto direttamente dall’intestino tenue. Il pancreas possiede una porzione endocrina, deputata alla produzione di vari ormoni come glucagone ed insulina, ed una porzione esocrina, che sintetizza il succo pancreatico. All’interno di questo succo ritroviamo molti enzimi capaci di idrolizzare la gran parte dei princìpi nutritivi. Tra questi, un ruolo importante è ricoperto dall’amilasi pancreatica, un enzima deputato alla digestione dell’amido. L’aggettivo “pancreatica” viene utilizzato per distinguerla dalla ptialina o amilasi salivare che, nonostante la diversa provenienza, ricopre la medesima funzione.

    L’amilasi pancreatica scinde l’amido presente negli alimenti in maltosio, maltotriosio e destrine (molecole glucidiche in cui rimane una ramificazione), completando il lavoro iniziato dalla ptialina. A differenza di quanto avviene nella cavità orale, a livello intestinale viene digerito anche l’amido crudo, poiché la parete di cellulosa che lo racchiude viene lesa durante la permanenza nello stomaco. Sui microvilli sono presenti enzimi che completano la digestione dei vari princìpi nutritivi. A questo livello ritroviamo, per esempio, l’enzima saccarasi, che porta alla formazione di glucosio e fruttosio a partire da una molecola di saccarosio, l’enzima lattasi, che digerisce lo zucchero del latte scomponendolo in una molecola di glucosio ed una di galattosio, e l’enzima maltasi (presente sui microvilli intestinali), che digerisce il maltosio ed il maltotriosio scomponendoli nelle singole molecole di glucosio che li compongono. Infine, nell’intestino tenue è presente anche un enzima chiamato destrinasi, in grado di digerire le destrine, ed un quinto, detto nucleasi che, insieme alle ribonucleasi e alle desossiribonucleasi pancreatiche, che digerisce gli acidi nucleici.

    Le amilasi sono attive con un pH che varia tra 6.7 e 7, motivo per cui nell’ambiente decisamente acido dello stomaco (pH 1.5-3) la ptialina viene lentamente inattivata. Le amilasi, inoltre, non riescono a digerire l’amido contenuto nei granuli, motivo per cui è efficace solo se l’alimento viene cotto. Se l’amido è crudo, l’acidità gastrica favorisce la rottura dei granuli in cui è racchiuso, facilitando la successiva azione delle amilasi pancreatiche.

    Le amilasi non possono invece idrolizzare i legami di tipo α-1,6 (ramificati) presenti nella struttura dell’amilopectina;

    Glicogeno

    L’altro omopolisaccaride nutrizionale più diffuso ma appartenente al regno animale è il GLICOGENO; ha una struttura analoga all’amilopectina con 3000-30000 unità di glucosio e contiene legami α-1,4 e (nei punti di ramificazione) α-1,6 glicosidici. Si concentra nei muscoli, nel fegato e in minor parte nei reni (1-2%) degli animali. Il glicogeno è essenziale al mantenimento della glicemia e della prestazione atletica dello sportivo; la sua “ricarica” dipende dal tipo di alimentazione ma, mentre per il sedentario può essere ottemperata anche da diete con bassissimo contenuto di zuccheri (grazie alla neoglucogenesi), per lo sportivo essa dipende esclusivamente dalla quota di carboidrati ingeriti (soprattutto complessi).

    Riferimenti

    [1] – Both glucose and fructose are absorbed relatively quickly, depending on what other nutrients are eaten at the same time. For example, a meal or food containing protein and fat causes the sugars to be absorbed more slowly than when consumed on their own. Digestion and Absorption. Margaret E. Smith PhD DSc, Dion G. Morton MD DSc, in The Digestive System (Second Edition), 2010

    [2] α-Amylases split the α-1,4 glycosidic linkages in amylose to yield maltose and glucose, but they do not act on maltose, a disaccharide composed of two glucose subunits linked by an α-1,4 linkage. In theory α-amylase will ultimately degrade a solution of amylose to maltose, and glucose which can be released from the ends of the chains (Fig. 8.5). Intermediate oligosaccharides (dextrins) are formed in the process. α-Amylases also attack amylopectin and glycogen at their α-1,4 linkages. Intermediate unbranched oligosaccharides and branched oligosaccharides (α-limit dextrins) are formed. Thus a mixture of products is produced (Fig. 8.5). Salivary amylase (namely ptyalin) starts the digestion of starch. [3] It continues to act for up to half an hour in the interior of the food bolus after it has arrived in the stomach. [4] It is eventually inactivated at the low pH produced by the gastric acid when it penetrates the food bolus. It can digest up to 50% of the starch present in food. Pancreatic juice that contains a second α-amylase is released into the duodenum when a meal is present in the digestive tract. Pancreatic amylase continues the digestion of starch and glycogen in the small intestine. It is produced in larger amounts than salivary amylase. The α-amylases from the two sources have similar catalytic properties, despite having different amino acid sequences. They both require Cl− for optimum activity and both act at neutral or slightly alkaline pH values. Digestion and Absorption of Carbohydrate, Protein, and Fat. Mark Feldman MD, in Sleisenger and Fordtran’s Gastrointestinal and Liver Disease, 2021

    Approfondimenti

  5. A – Carboidrati complessi: funzioni nutrizionali, apporto con la dieta e alimenti che li contengono

    I carboidrati complessi sono nel nostro organismo la più importante fonte di energia di rapido utilizzo ma a basso costo. Eccetto la cellulosa e altre molecole non digeribili (quantitativamente secondarie), tutti i carboidrati che assumiamo con la dieta sono idrolizzati, assorbiti, trasportati al fegato ed eventualmente trasformati in glucosio. Oltre, all’omeostasi glicemica diretta, i carboidrati complessi contribuiscono al mantenimento delle riserve di glicogeno muscolare ed epatico, quest’ultimo deputato al sostenimento glicemico anche nel digiuno protratto. NB. L’omeostasi glicemica è essenziale al mantenimento della funzionalità nervosa, ma se l’apporto di carboidrati è eccessivo, può essere convertito in lipidi e contribuire all’incremento del deposito adiposo e/o della steatosi epatica (grassa e di glicogeno.I glucidi complessi “non digeribili” sono costituenti della fibra alimentare; questa, non essendo idrolizzabile dagli enzimi dell’organismo umano, una volta giunta nel colon subisce la fermentazione (e non la putrefazione) della flora batterica fisiologica. La fibra alimentare è quindi un prebiotico perché favorisce la crescita dei ceppi batterici più salubri a discapito di quelli nocivi. Deve essere introdotta per circa 30g/die, ripartita in solubile e insolubile; quella solubile (in acqua) determina la gelificazione delle feci, modula l’assorbimento dei nutrienti ed è costituita da: pectine, gomme,mucillagini e polisaccaridi delle alghe. La fibra insolubile provoca un aumento del volume gassoso stimolando le contrazioni peristaltiche di segmentazione e comprende soprattutto: cellulosa, emicellulose e lignina. Il fabbisogno complessivo di glucidi è pari al 55-65% delle kcal totali (mai inferiore al 50%), e di queste circa il 45-55% deve essere introdotto con i carboidrati complessi. La mancanza protratta di zuccheri può determinare effetti collaterali anche gravi, quali: marasma, perdita di peso, e deplezione muscolare, ritardi della crescita; d’altro canto, l’eccesso contribuisce: all’aumento di peso, all’obesità, a favorire la comparsa di diabete tipo 2 e alla patogenesi di altri dismetabolismi.
    Le fonti alimentari dei carboidrati complessi sono principalmente:

    • Cereali e derivati (pasta, pane, riso, orzo, farro, mais, segale ecc.)

    • Tuberi (patate)

    Le fonti alimentari della fibra sono principalmente:

    • Per la solubile: ortaggi e frutta, legumi.

    • Per l’insolubile: cereali e derivati, legumi.

    B – Tutti gli zuccheri sono composti ternari: idrogeno (H) + ossigeno (O) + carbonio (C) e la loro funzione biologica è differente tra il regno animale e quello vegetale; nel regno animale, i carboidrati sono deputati principalmente alla produzione di ATP (Adenosin Tri Fosfato – energia pura) o alla costituzione di riserve energetiche (glicogeno per circa l’1% del peso corporeo), mentre nel regno vegetale (organismi in grado di sintetizzarli “dal nulla” – autotrofi) questi assumono anche un’importante funzione STRUTTURALE (vedi cellulosa).

    C – Anche i carboidrati complessi strutturali vegetali (omo- o eteropolisaccaridi), sono molecole di grande valore nutrizionale, ma privi di funzione energetica per l’UOMO. Essi, che possiedono ANCHE legami β-glicosidici, richiedono enzimi digestivi specifici ed ASSENTI nella nostra saliva, pancreas e intestino; per contro, molti altri animali e soprattutto diversi microorganismi (compresi quelli della flora batterica intestinale) sono in grado di idrolizzarli traendone energia con la produzione di acqua, acidi e gas.

    D – La cellulosa è un omo- strutturale costituito da lunghe catene di glucosio (3000-12000) legate da vincoli β-1,4 glicosidici. Nell’essere umano favorisce il transito intestinale e costituisce il membro principale dellafibra alimentare. Al contrario, l’INULINA è un omo- costituito da catene di FRUTTOSIO vincolate da legami β-2,1 glicosidici; è molto presente nei carciofi e nella cicoria dove rappresenta un substrato di riserva. La CHITINA è un omo- costituito da lunghe catene di un “derivato” del glucosio, la acetil-glucosamina; è di origine animale e costituisce il carapace dei crostacei e degli insetti.

    E – Etero-polisaccaridi

    Tra gli etero- spiccano le EMICELLULOSE; sono un ampio gruppo che contiene anche: xilani, pentosani, arabinosilani, galattani ecc. Anch’esse, come la cellulosa, costituiscono la fibra alimentare e rappresentano un substrato per la flora batterica intestinale che le utilizza a scopo energetico liberando gas ed acidi. I MUCOPOLISACCARIDI sono etero- presenti in tutti i tessuti animali, dove costituiscono l’elemento PRIMARIO del tessuto connettivo. I principali sono: acido ialuronico, la condroitina ee l’eparina. Le GLICOPROTEINE svolgono numerose funzioni biologiche all’interno dell’organismo; sono molecole coniugate da catene di amminoacidi e di glucidi; rientrano tra queste molecole le sieroalbumine, le globuline, il fibrinogeno, il collagene ecc. Tra le etero- di origine vegetale ricordiamo anche le PECTINE; lunghe catene di acido galatturonico combinate “parzialmente” con alcol metilico. Si combinano alla cellulosa e sono amorfe, idrofobe, NON fibrose; con presenza di acidi e zuccheri formano GELATINE e sono utilizzate come additivi alimentari nelle marmellate ecc.

    F – Types of Carbohydrates in Normal Diet

    The total amount of carbohydrate in a normal diet is 220 to 330 g/day for men and 180 to 230 g/day for women. Dietary carbohydrate exists in different molecular forms: polysaccharides, disaccharides, and monosaccharides. Starch from plant products and glycogen from meat are polysaccharides. Even though both are homopolymers consisting of only glucose, starch and glycogen differ in structure. Starch exists in 2 forms, namely amylose and amylopectin. Dietary carbohydrate exists in different molecular forms: polysaccharides, disaccharides, and monosaccharides. Starch from plant products and glycogen from meat are polysaccharides. Even though both are homopolymers consisting of only glucose, starch and glycogen differ in structure. In addition to the aforementioned carbohydrates, diet also contains carbohydrates in the form of fiber, which is neither digestible nor absorbable by the human intestine. Fiber includes cellulose, hemicellulose, gums, pectins, and chitin, all derived from plant sources. These indigestible carbohydrates, however, still provide significant health benefits by various mechanisms: (1) they increase the bulkiness of the luminal contents in the intestinal tract, thereby influencing transit time; (2) they affect the rate at which other components of the diet are digested and absorbed; (3) they pass through the small intestine undigested and when they reach the colon, bacteria are able to digest and ferment them to generate SCFAs, which are then absorbed for metabolic utilization in colonocytes or enter the portal circulation to be presented to the liver and then to other organs. These bacterial metabolites also elicit a multitude of biologic actions on colonic epithelial cells, enteroendocrine cells of the colon, and immune cells in the lamina propria via different mechanisms including the involvement of specific cell-surface G protein-coupled receptors. Small Intestine. Courtney M. Townsend JR., MD, in Sabiston Textbook of Surgery, 2022

    G- Oltre all’amilasi, il pancreas secerne diversi enzimi, come il tripsinogeno ed il chimotripsinogeno, che agiscono sulle proteine già parzialmente digerite dalla pepsina gastrica. Similmente a quanto avviene nello stomaco, anche questi due enzimi vengono secreti in una forma inattiva ed acquisiscono la capacità di digerire le proteine soltanto dopo essere stati secreti nel lume intestinale, dove vengono attivati dall’enzima enterochinasi.

    Tripsina e chimotripsina proguono l’attività della pepsina gastrica, riducendo ulteriormente i peptidi parzialmente idrolizzati nello stomaco. L’attività digestiva è completata dagli enzimi presenti nel succo, come le dipeptidasi, che scompongono gli oligopeptidi nei singoli aminoacidi che li compongono.

    Oltre ad amilasi, tripsina e chimotripsina, il succo pancreatico contiene un terzo enzima deputato alla digestione dei grassi. Tale enzima è chiamato lipasi e la sua azione è coadiuvata da un cofattore, detto colipasi, secreto dal pancreas come procolipasi ed attivato dalla tripsina.

    Nonostante questi enzimi, la digestione dei lipidi necessita obbligatoriamente di un’ulteriore sostanza, secreta dal fegato e chiamata bile. I principali componenti della bile sono i sali biliari, fondamentali per emulsionare i lipidi, e prodotti di rifiuto come colesterolo e pigmenti biliari. Queste sostanze vengono secrete nell’intestino per essere espulse con le feci e, mentre il colesterolo in eccesso può essere eliminato soltanto tramite questa via, i sali biliari possono essere escreti anche attraverso le urine.

    Una caratteristica comune a bile e succo pancreatico è la modesta basicità, garantita dalla presenza di bicarbonato di spdio, che ha il compito di neutralizzare l’acido cloridrico proveniente dallo stomaco. Grazie a questo sistema tampone, l’ambiente intestinale è neutro, tendente al basico.

    La bile è prodotta dal fegato, dal quale fuoriesce attraverso il dotto epatico per essere convogliata in un organo di deposito chiamato cistifellea. Tra un pasto e l’altro questa sacca raccoglie e concentra la bile, immettendola nel duodeno in concomitanza dei pasti.

    La secrezione pancreatica e biliare è stimolata da numerosi ormoni gastrointestinali (gastrina, secretina, colecistochinina ecc.). Esiste inoltre un controllo nervoso, che stimola la secrezione attraverso il nervo vago (parasimpatico) e la inibisce grazie alle fibre efferenti del sistema nervoso ortosimpatico.

 

Variazione naturale della tossicità del grano

by luciano

Variazione naturale della tossicità del grano: potenziale per la selezione di varietà non tossiche per i pazienti con malattia celiaca e utili per la prevenzione delle malattie negli individui a rischio.
Liesbeth Dekking, Harry Jonker et al. Article in Gastroenterology · October 2005. DOI: 10.1053/j.gastro.2005.06.017 · Source: PubMed

Contesto e obiettivi: La celiachia (MC) è un disturbo intestinale causato dalle risposte delle cellule T ai peptidi derivati dalle proteine del glutine presenti nel grano. Tali peptidi sono stati trovati sia nella gliadina che nelle proteine glutenina del glutine. L’unica cura per il CD è una dieta priva di glutine per tutta la vita. Non è noto, tuttavia, se tutte le varietà di grano siano ugualmente dannose per i pazienti. Abbiamo studiato se esistono varietà di grano con un numero naturalmente basso di epitopi stimolatori delle cellule T. Metodi: le proteine del glutine presenti nei database pubblici sono state analizzate per la presenza di sequenze di stimolazione delle cellule T. Inoltre, accessioni di frumento da specie Triticum diploidi (AA, SS/BB e DD), tetraploidi (AABB) ed esaploidi (AABBDD) sono state testate per la presenza di epitopi stimolatori delle cellule T nelle gliadine e nelle glutenine sia dai test basati su cellule e anticorpi monoclonali. Risultati: L’analisi del database ha identificato le proteine del glutine prive di 1 o più delle sequenze note per la stimolazione delle cellule T. Inoltre, sia i test basati sui linfociti T che quelli basati sugli anticorpi hanno mostrato che esiste una grande variazione nella quantità di peptidi stimolatori dei linfociti T presenti nelle accessioni di grano. Conclusioni: è presente una variazione genetica sufficiente per tentare la selezione di accessioni di frumento che contengono basse quantità di sequenze stimolatrici delle cellule T. Tali materiali possono essere utilizzati per selezionare e allevare varietà di frumento adatte al consumo da parte dei pazienti affetti da CD, contribuendo a una dieta ben bilanciata e ad un aumento della loro qualità di vita. Tali varietà possono anche essere utili per la prevenzione delle malattie negli individui a rischio.

Lo studio richiama, inoltre, l’influenza dell’apporto del glutine nell’alimentazione della prima infanzia:

“È noto che l’esposizione precoce al glutine e una doppia coppia del gene HLA-DQ2 promuovono entrambi lo sviluppo di CD. In Svezia l’aggiunta di glutine agli alimenti per l’infanzia ha portato a un aumento di 5 volte della comparsa di CD negli anni ’80, e gli individui omozigoti HLA-DQ2 hanno un rischio 5 volte maggiore di sviluppare CD rispetto agli individui eterozigoti HLA-DQ2. . Un vasto repertorio di abbondanti peptidi immunogenici del glutine nella dieta, insieme ad un elevato numero di copie di HLA-DQ2, favorisce così la diminuzione della tolleranza al glutine. Nella pratica attuale, il glutine viene introdotto nella dieta dei lattanti a 6-7 mesi di età. Poiché non vi è alcuna restrizione nella quantità di glutine somministrata, l’assunzione di glutine all’età di 12 mesi è compresa tra 6 e 9 g/giorno, mentre è noto che le cellule T specifiche del glutine dei pazienti con MC rispondono a quantità di microgrammi. L’improvvisa introduzione di glutine, anche se nella quantità sopra indicata, può quindi svolgere un ruolo importante nella diminuzione della tolleranza al glutine. Come abbiamo suggerito in precedenza, l’attuale comprensione dello sviluppo della malattia potrebbe richiedere un’assunzione più graduale e/o ridotta di glutine nei neonati. La coltivazione di varietà di grano con una quantità inferiore di peptidi di glutine stimolatori delle cellule T potrebbe potenzialmente aiutare a raggiungere tale obiettivo.”

….omissis “Il glutine di frumento è un gruppo di proteine ​​che possono essere suddivise in 2 famiglie proteiche: le glutenine e le gliadine. Le glutenine possono essere ulteriormente suddivise in glutenine ad alto peso molecolare (HMW) e basso peso molecolare (LMW) e le gliadine possono essere suddivise in α, γ e ω gliadine. Attualmente sono noti molti peptidi stimolatori delle cellule T derivati ​​dal glutine e originano dalle gliadine α e γ e dalle glutenine HMW e LMW. Sequenze omologhe si trovano nelle secaline della segale, nelle hordeins dell’orzo e nelle avenine dell’avena. Il glutine e le molecole simili al glutine contengono quindi molti peptidi immunogenici. Inoltre, le proprietà alimentari-industriali uniche del glutine sono in parte correlate a un contenuto molto elevato di prolina che rende il glutine relativamente resistente alla degradazione enzimatica nel tratto gastrointestinale. Quindi, è probabile che molti dei peptidi immunogenici del glutine sopravvivano per lunghi periodi nell’intestino, aumentando la probabilità di innescare una risposta delle cellule T. Pertanto, le proprietà uniche del glutine sono strettamente legate al loro potenziale di indurre la malattia nei pazienti affetti da celiachia”

Approfondimento
La celiachia è una malattia prevalente caratterizzata da un’infiammazione intestinale cronica causata da cellule T HLA-DQ2 o -DQ8 specifiche per i peptidi di glutine di frumento ingeriti. Le risposte delle cellule T sono rivolte agli epitopi che si raggruppano all’interno di un frammento 33mer stabile formato dalla digestione fisiologica di alfa-gliadine. La celiachia viene curata escludendo dalla dieta tutte le proteine ​​del glutine. In teoria, una dieta a base di glutine proveniente da una specie di grano che ha pochi o niente peptidi di glutine stimolatori delle cellule T dovrebbe essere ugualmente ben tollerata dai pazienti celiaci e, cosa importante, essere anche benefica per la prevenzione delle malattie. Per identificare grano idoneo per la realizzazione di prodotti da forno abbiamo seguito l’evoluzione del grano fino alle specie che molto probabilmente hanno contribuito con i genomi AA, BB e DD al grano tenero. Il glutine è stato estratto da un’ampia collezione di queste antiche specie di grano e sottoposto a screening per i peptidi di glutine stimolatori delle cellule T. Sono state identificate differenze distinte nelle risposte delle cellule T intestinali alle specie diploidi. È interessante notare che abbiamo scoperto che i frammenti identici o equivalenti al frammento 33mer immunodominante sono codificati dai geni alfa-gliadina sul cromosoma 6D del grano e quindi assenti dal glutine del monococco diploide (AA) e persino da alcune cultivar del grano tetraploide (AABB) . Questi risultati hanno implicazioni per la malattia celiaca perché aumentano la prospettiva di identificare o produrre mediante coltivazione specie di grano con livelli bassi o assenti di proteine ​​del glutine dannose
Mapping of Gluten T-Cell Epitopes in the Bread Wheat Ancestors: Implications for Celiac Disease. Tore Jensen et al. March 2005 Gastroenterology 128(2):393-401; DOI:10.1053/j.gastro.2004.11.003