CHE COSA SONO I MICRONUTRIENTI

  Che cosa sono i micronutrienti

I micronutrienti sono presenti nel corpo umano solo in piccole quantità ed è sufficiente assumerne pochi milligrammi o microgrammi al giorno per soddisfare i fabbisogni dell’organismo (da ciò deriva il prefisso micro-). Diversamente dai macronutrienti, questi principi nutritivi non forniscono energia, ma svolgono piuttosto varie e importanti funzioni regolatrici, che assicurano il buon funzionamento dell’organismo. Alcuni di essi assolvono anche a ruoli strutturali, come il calcio e il magnesio, che rientrano nella composizione delle ossa.

Sotto il nome di micronutrienti si riuniscono le vitamine (che sono composti organici in quanto contengono atomi di C) e i sali minerali (che sono elementi chimici). L’acqua, pur non essendo considerata propriamente un micronutriente, al pari di vitamine e sali minerali non svolge funzione energetica ma ricopre un ruolo fondamentale in tutti i processi metabolici.

fissa il concetto

micronutrienti

natura chimica

energia

funzioni

vitamine

composti organici

0 kcal/g

regolatrice

sali minerali

elementi chimici

regolatrice e strutturale

  Storia di una parola

Tra il 1911 e il 1912 il chimico polacco Casimir Funk scoprì una sostanza in grado di curare il beriberi, una malattia che all’epoca colpiva spesso i marinai che viaggiavano in Oriente i quali, nutrendosi prevalentemente di riso brillato, soffrivano di gravi carenze alimentari. Funk chiamò la sostanza “vitamina”, dal latino vita e ammina, un composto organico contenente azoto, fondamentale per le funzioni biologiche. In seguito il termine “vitamina” passò a definire tutti i composti analoghi, provenienti dagli alimenti, sufficienti in quan­tità minime per il buon funzionamento dell’organismo, a pre­scindere dal fatto che contenessero o meno azoto.

  Le vitamine

Con il termine vitamine si indicano composti organici, assai diversi fra loro, che hanno in comune il fatto di essere molecole indispensabili alla vita. Le vitamine svolgono infatti importanti funzioni a più livelli:

  • sono precursori di enzimi e ormoni;
  • agiscono da antiossidanti;
  • mantengono l’integrità dei tessuti;
  • proteggono l’organismo da malattie.

Poiché il nostro organismo non è in grado di produrre le quantità pur minime di vitamine di cui necessita, queste devono essere assunte mediante la dieta, e per tale ragione si tratta di molecole essenziali. Alcune vitamine del gruppo B, la K e la D possono essere sintetizzate dai microrganismi che vivono nell’intestino umano, ma solo della K e della D il nostro organismo riesce a sintetizzare una quantità sufficiente a soddisfare il proprio fabbisogno. Per ogni specie animale il fabbisogno vitaminico è diverso (cani e bovini, per esempio, sono in grado di sintetizzare la vitamina C a partire dai glucidi) e varia con l’età, il sesso, lo stato di salute e le particolari condizioni fisiologiche (come la gravidanza).

La mancanza o la carenza prolungata di una o più vitamine nella dieta quotidiana determina una condizione definita ipovitaminosi, che si manifesta attraverso specifici disturbi. Se le vitamine mancanti sono reintrodotte nel regime alimentare, i sintomi sono comunque reversibili. L’ipovitaminosi può invece degenerare in malattie vere e proprie, note come avitaminosi, quando la carenza si protrae troppo a lungo. Raramente, oggi, si riscontrano malattie da carenza, soprattutto nei paesi industrializzati e in soggetti che hanno un’alimentazione varia ed equilibrata. Viceversa, possono verificarsi situazioni di ipervitaminosi, ossia intossicazioni dovute a un consumo eccessivo di vitamine, specie idrosolubili, magari sotto forma di integratori.

Il rispetto del fabbisogno vitaminico quotidiano è generalmente assicurato in chi segue una dieta varia ed equilibrata, e ciò rappresenta indubbiamente una condizione protettiva contro l’insorgenza di molte malattie.

Le vitamine sono molecole piuttosto delicate e molte di esse possono perdere il loro valore nutrizionale se sottoposte a fattori che le inattivano. I principali tra questi fattori sono:

  • il calore: molte vitamine sono termolabili e tendono a deteriorarsi con le alte temperature; durante la cottura degli alimenti freschi se ne perde sempre una percentuale, variabile con la durata e l’intensità del trattamento termico;
  • la luce: le vitamine che si danneggiano per effetto dell’energia contenuta nella luce sono definite fotodegradabili; molte bevande (per esempio il latte e i succhi) si conservano in confezioni oscurate proprio per prevenirne la perdita vitaminica;
  • l’ossigeno: l’ossigeno è notoriamente una molecola molto reattiva che può legarsi in modo spontaneo e irreversibile alla struttura di alcune vitamine ossidabili; alcune preparazioni alimentari caratterizzate dall’incorporare aria, come la produzione di frullati, possono quindi avere effetti antinutrizionali;
  • gli acidi e le basi: a seconda delle caratteristiche chimiche di ogni vitamina si possono verificare effetti di neutralizzazione nell’interazione tra molecole acide e molecole basiche.

 >> pagina 160 

  La classificazione delle vitamine

Fino a oggi sono state identificate 13 vitamine, cui se ne possono aggiungere altre dall’attribuzione incerta, perché condividono con le prime solo alcune caratteristiche. Di tutte si conosce l’esatta composizione chimica, e molte possono essere prodotte anche sinteticamente.

Le vitamine vengono classificate in base alla loro solubilità e si distinguono in:

  • idrosolubili, ovvero solubili in acqua e dunque presenti nella composizione di alimenti con base acquosa; questo gruppo comprende le vitamine del complesso B, la vitamina C e la vitamina H;
  • liposolubili, ovvero solubili nei grassi e pertanto comuni in alimenti oleosi come la frutta secca; questo gruppo comprende le vitamine A, D, E, K.

 >> pagina 161 

Le vitamine idrosolubili

Per la maggior parte le vitamine idrosolubili devono essere regolarmente assunte con l’alimentazione perché il nostro organismo non solo non è in grado di produrle (o almeno non in quantità sufficiente), ma non è nemmeno in grado di accumularle e conservarle. Infatti, quelle che non vengono assimilate subito dopo l’assunzione finiscono espulse attraverso l’urina e il sudore.

Quasi tutte le vitamine idrosolubili agiscono nel nostro corpo in qualità di coenzimi (vedi Unità 5, I macronutrienti, p. 140) o di loro precursori (ossia molecole che, a seguito di opportune modifiche chimiche, sono trasformate in coenzimi utili).

Vitamina B1 (tiamina)
La vitamina B1, chiamata anche tiamina, fu la prima a essere scoperta; si rivelò subito utile per curare il beriberi, una malattia diffusa in passato soprattutto nei paesi asiatici, dove la nutrizione si basava sul riso brillato (ossia non integrale).

Tuttora in Oriente la carenza è legata al consumo di alimenti ricchi di glucidi, ma poveri in vitamine, come il riso brillato. In Europa e negli Stati Uniti la carenza è in genere legata al consumo di alcol, che impedisce l’assorbimento intestinale della vitamina B1.

La tiamina riveste funzioni coenzimatiche, interviene nelle reazioni che coinvolgono il metabolismo dei glucidi e nella trasmissione degli impulsi nervosi.

Le fonti sono sia animali (per esempio la pancetta) sia vegetali (tra gli altri, legumi e crusca dei cereali).

La carenza si manifesta con disfunzioni del sistema nervoso, problemi cardiovascolari e gastrointestinali.

Vitamina B2 (riboflavina)
Questa vitamina è importantissima in quanto costituisce coenzimi fondamentali nel metabolismo dei macronutrienti. Le fonti principali sono verdure, lievito di birra, latte, fegato, cuore, rene e albume d’uovo.

Considerata la sua ampia diffusione negli alimenti, una carenza di vitamina B2 è piuttosto improbabile. Se ciò accade, in genere avviene in concomitanza con la carenza di altre vitamine o a causa di disturbi nell’assorbimento intestinale. Le alterazioni riscontrate riguardano le mucose buccali (comparsa di stomatiti) e la cornea.

Vitamina B3 (niacina, vitamina PP)
Con il termine niacina si indicano in realtà due molecole molto simili, l’acido nicotinico (presente negli alimenti di origine vegetale) e la nicotinammide (che abbonda negli alimenti di origine animale).

La vitamina B3 può essere sintetizzata anche dall’organismo umano, ma in misura insufficiente rispetto al fabbisogno quotidiano. La vitamina B3 infatti è precursore di coenzimi usati in modo considerevole da tutte le cellule.

Nel termine vitamina PP la sigla significa “previene pellagra”: la pellagra è la patologia associata all’avitaminosi da niacina, ed è nota anche come “malattia delle tre D” perché si manifesta con diarrea, dermatite e demenza.

 >> pagina 162 

  La pellagra

Per indicare la vitamina B3 viene usata anche la sigla PP (che sta per Pellagra Preventing Factor): questa vitamina, infatti, è fondamentale nella prevenzione della pellagra.

Tale patologia nei secoli scorsi era molto diffusa nelle popolazioni che si nutrivano esclusivamente di mais o sorgo, alimenti che contengono una forma della vitamina non assimilabile dai mammiferi. Nell’Italia settentrionale, dove molti contadini si nutrivano quasi esclusivamente di polenta, nell’Ottocento si raggiunsero picchi del 30% di ammalati tra la popolazione rurale.

La scoperta della relazione fra pellagra e carenza di vitamina B3 avvenne nel 1937; ciononostante, la pellagra è tuttora una malattia ricorrente in alcune regioni dell’Africa, del Sudamerica e dell’India.

Vitamina B5 (acido pantotenico)
Detta anche acido pantotenico (dal greco pantothen, che significa “dappertutto”), la vitamina B5 è diffusa in quasi ogni alimento, perciò non si conoscono casi di carenza di questa vitamina nell’essere umano. La vitamina B5 svolge una funzione importantissima costituendo il coenzima A (denominato CoA), molecola chiave nella sintesi e nella scissione di acidi grassi e colesterolo e nel metabolismo dei lipidi in generale.
Vitamina B6 (piridossina)
La piridossina costituisce il coen­zima di molti enzimi che partecipano al metabolismo degli amminoacidi, ma in misura minore anche dei lipidi e dei glucidi.

La vitamina B6 è molto diffusa negli alimenti, sia di origine animale sia di origine vegetale, pertanto non si conoscono con certezza le conseguenze di una dieta carente di questo nutriente.

Vitamina B8 (biotina, vitamina H)

La biotina è contenuta in numerosi alimenti, ma è anche prodotta da alcuni microrganismi dell’intestino. Svolge il ruolo di gruppo prostetico per molti enzimi, attivi in particolare nella sintesi del glucosio e degli acidi grassi e nella scissione degli amminoacidi.

La vitamina B8 si trova in cereali, legumi, cavoli, mandorle, arachidi, funghi e lievito di birra. È presente anche nell’uovo, nel fegato e in altre frattaglie (come i reni).

Vista la diffusione della biotina in moltissimi alimenti, casi di carenza si verificano molto di rado. I sintomi sono stati scoperti in via sperimentale su soggetti volontari: i più evidenti sono anoressia con nausea e dermatite con assottigliamento e perdita dei capelli.

Vitamina B9 (acido folico, folati)

È detta anche acido folico, dal latino folium, che significa “foglia”, e infatti sono particolarmente ricche di vitamina B9 le verdure a foglia larga (soprattutto gli spinaci), ma essa è presente anche in alcuni frutti (arance e kiwi) e in certi alimenti di origine animale (come il fegato). L’acido folico interviene direttamente nella sintesi degli acidi nucleici e, di conseguenza, la richiesta di questa vitamina da parte dell’organismo aumenta in condizioni di attiva moltiplicazione delle cellule. Un suo incremento nella dieta è dunque fortemente consigliato in gravidanza per assicurare la crescita regolare dell’embrione e il corretto sviluppo del suo sistema nervoso, ma occorre tenere presente che la vitamina B9 è termolabile e che quindi la cottura può diminuirne la disponibilità.

 >> pagina 163 

  Malattie da carenza di acido folico

L’anemia megaloblastica è una forma di anemia (cioè una diminuzione dei globuli rossi o dell’emoglobina nel sangue) dovuta a una produzione inefficace di globuli rossi da parte dell’organismo. In pratica, i globuli rossi risultano più grossi del normale e hanno vita molto breve. Tra le cause delle anemie megaloblastiche c’è anche la carenza di vitamina B9 (acido folico).

La spina bifida è una malformazione neonatale della colonna vertebrale, nella quale alcune vertebre non completano il loro sviluppo e lasciano fuoriuscire midollo spinale. La somministrazione di vitamina B9 (acido folico) alle donne nelle prime settimane di gravidanza riduce notevolmente l’incidenza di questa patologia (vedi Unità 11, Alimentazione e salute, p. 308).

Vitamina B12 (cobalamina)
La vitamina B12 è detta anche cobalamina perché al centro della sua molecola c’è un atomo di cobalto. Solo i batteri sono in grado di produrla, e gli alimenti di origine animale la contengono come risultato della sua sintesi da parte della flora intestinale. Il suo assorbimento a livello intestinale è mediato da una glicoproteina chiamata fattore intrinseco. Molte forme di avitaminosi da vitamina B12 dipendono proprio da un funzionamento compromesso di questa molecola. La vitamina B12, insieme all’acido folico, esercita un effetto protettivo sul sistema nervoso ed è indispensabile per un normale processo di proliferazione cellulare.

La carenza di questa vitamina è molto rara. I sintomi, quando si manifestano, compaio­no dopo anni (anche più di dieci) e si concretizzano in due forme: l’anemia perniciosa (una forma di anemia simile a quella megaloblastica) e disturbi psichiatrici e neurologici, che si traducono in depressione, incontinenza, psicosi e problemi deambulatori.

 Vitamina B12 e vegetarianesimo

Per chi segue una dieta vegetariana o vegana risulta più difficile assumere quantità sufficienti di vitamina B12. Infatti, questa vitamina si trova solo negli alimenti di origine animale, in particolare nelle frattaglie. Le fonti di vitamina B12 da cui un vegetariano può attingere sono tre:

  •  derivati animali come latte, uova e formaggi per vegetariani, nei quali però la quantità di vitamina potrebbe essere minima;

  •  alimenti vegetali appositamente addizionati di cobalamina, molto diffusi negli Stati Uniti e sempre più disponibili anche da noi;

  •  integratori di vitamina B12.

  •  >> pagina 164 
    Vitamina C (acido ascorbico)
    La maggior parte delle piante e degli animali riesce a sintetizzare la vitamina C (detta anche acido ascorbico) a partire dal glucosio, ma l’uomo, non disponendo degli enzimi necessari per effettuare tale trasformazione, deve procurarsela attraverso gli alimenti.

    Questa vitamina è presente solo negli alimenti di origine vegetale, soprattutto nella frutta acidula, nei pomodori e nella verdura a foglia verde. L’acido ascorbico è una molecola sensibile a molti fattori, e il calore la inattiva già a 40 °C. Inoltre il suo assorbimento diminuisce con l’aumentare delle dosi, per cui è più indicato, per esempio, consumare vari agrumi nell’arco della giornata.

    La vitamina C assolve molteplici importanti funzioni:

    • svolge un’azione antiossidante prevenendo la formazione dei radicali liberi (responsabili del deterioramento dei tessuti);
    • partecipa alla sintesi del collagene (una proteina strutturale fibrosa presente in tutto il corpo);
    • partecipa al metabolismo di ormoni (quali l’ossitocina, la vasopressina e la colecistochinina);
    • ha un ruolo rilevante nel metabolismo del ferro, aumentando la sua biodisponibilità quando proviene da fonti vegetali (perciò è opportuno condire gli spinaci con il limone);
    • aumenta la risposta immunitaria dell’organismo (per esempio contro i “malanni di stagione”).

    L’ipovitaminosi da vitamina C determina un abbassamento delle difese del nostro organismo, e se perdura per alcuni mesi porta allo scorbuto.

      Lo scorbuto

    L’acido ascorbico fu isolato tra gli anni Venti e Trenta del secolo scorso sotto il nome di “fattore antiscorbuto”.

    Malattia nota già ai tempi delle Crociate, quando – si dice – mieteva più vittime delle battaglie, lo scorbuto ebbe massima diffusione durante le traversate oceaniche del XVIII e del XIX secolo, perché i marinai si nutrivano di cibo secco e non assumevano frutta e verdura fresca.

    Questa patologia si manifesta attraverso un deperimento generale, con dolori alle ossa e all’addome, pelle e gengive che sanguinano senza cicatrizzare, denti instabili fino a staccarsi e soprattutto una costante irascibilità al limite della nevrastenia, da cui deriva il termine “scorbutico” a indicare chi ha un carattere scontroso.

     >> pagina 165 

    Le vitamine liposolubili

    L’assorbimento delle vitamine liposolubili durante la digestione avviene con dinamiche simili all’assorbimento dei lipidi ed è favorito dalla presenza di oli o grassi.

    Contrariamente a quanto avviene per quelle idrosolubili, l’organismo non elimina la quota inutilizzata delle vitamine liposolubili attraverso le urine e il sudore, ma anzi le accumula, rendendo possibili situazioni di ipervitaminosi.

    Vitamina A (retinolo)
    La vitamina A si trova solo in alimenti di origine animale, in particolare nelle frattaglie, nelle uova, nel latte e nei suoi derivati.

    Nei vegetali si trova invece sotto forma di provitamine (ossia precursori della vitamina), che prendono il nome di caroteni e di cui il più efficiente è il β-carotene; i caroteni sono abbondanti nella frutta e nella verdura di colore giallo, arancione o rosso (melone, carote, pomodori), ma anche nei broccoli e negli spinaci.

    La vitamina A viene chiamata retinolo in riferimento alla sua funzione principale nel corretto funzionamento della visione. Altre importanti funzioni sono riferibili alla crescita, alla risposta immunitaria e all’integrità degli epiteli (i tessuti di rivestimento, per esempio la pelle).

    La carenza di vitamina A (o di carotenoidi) nella dieta può comportare emeralopia (cecità notturna), xeroftalmia (secchezza della cornea), ritardo nell’accrescimento (specialmente nei neonati) e problemi dermatologici.

      Il caso Golden Rice

    Il Golden Rice è una varietà di riso geneticamente modificato per produrre β-carotene (precursore della vitamina A). In gran parte dell’Africa e in tutto il Sudest asiatico (India, Thailandia, Filippine), dove le popolazioni povere si nutrono quasi esclusivamente di riso, la carenza di vitamina A porta alla cecità, seguita dal decesso nel giro di un anno. Si calcola che ogni anno fra 250 000 e 500 000 bambini vengono colpiti da VAD (Vitamin A Deficiency).

    Frutto del lavoro di tre scienziati, il brevetto del Golden Rice è stato ceduto alla Syngenta, una delle prime società a promuovere la tecnologia OGM nell’agricoltura di larga scala. Nell’aprile 2015 il Golden Rice ha vinto il premio “brevetto umanitario”, e oggi è distribuito gratuitamente nelle aree colpite da VAD. Nonostante questo, la sua coltivazione incontra alcune resistenze da parte di chi sostiene che non siano del tutto chiari gli effetti sulla salute umana di una dieta a base di OGM.

    Vitamina D (calciferolo)

    La vitamina D, o calciferolo, ha una origine interna (endogena) e una esterna (esogena).

    • Origine endogena: la maggior parte della vitamina D, anche se in misura non sufficiente al nostro fabbisogno, è prodotta dall’organismo a partire da derivati del colesterolo; circolando nei capillari della pelle, queste molecole si trasformano in calciferolo per effetto della luce solare.
    • Origine esogena: confrontato alla produzione endogena, il cibo rappresenta una fonte di vitamina D più scarsa. Il calciferolo è presente soprattutto nell’olio di fegato di merluzzo e nei pesci grassi, e in misura minore in uova, latte e derivati.

    La vitamina D ha un ruolo fondamentale nella regolazione dei livelli di calcio e fosforo nel sangue, garantendo la corretta calcificazione delle ossa. La sua carenza comporta nei bambini rachitismo e negli adulti osteomalacia, patologia caratterizzata da debolezza muscolare, fragilità ossea e aumento del rischio di fratture al bacino e ai polsi.

     >> pagina 166 
    Vitamina E (tocoferolo)
    La funzione principale dei tocoferoli è quella di antiossidanti di membrana: essi proteggono i lipidi presenti nelle membrane cellulari dall’ossidazione causata da radicali liberi.

    La vitamina E abbonda soprattutto nei semi e negli oli da essi derivati. Nell’uomo non è stata evidenziata nessuna malattia dovuta alla carenza di tocoferolo; eventuali patologie si manifesterebbero a carico dei globuli rossi, del sistema nervoso, della retina e dei muscoli.

    Vitamina K (fillochinone)
    Alla fine degli anni Venti alcuni scienziati rilevarono che la carenza di vitamina K determina emorragia, per questo la chiamarono Koagulation Vitamin (“vitamina della coagulazione”), da cui vitamina K.

    La vitamina K è presente sia negli alimenti di origine vegetale come le verdure a foglia verde e i ceci, sia (in misura minore) negli alimenti di origine animale come uova e fegato. Inoltre, la vitamina K può essere sintetizzata dai microrganismi che popolano il nostro intestino.

    Contrariamente alle altre vitamine liposolubili, l’organismo non ne custodisce alcuna riserva. La funzione principale della vitamina K è di coenzima nelle reazioni di carbossilazione di proteine che intervengono nella coagulazione del sangue, soprattutto la  protrombina. Essa inoltre agisce sulla osteocalcina (una proteina prodotta nelle ossa), agevolando la fissazione del calcio.

     >> pagina 167 
    fissa il concetto
    VITAMINE IDROSOLUBILI

    Vitamina

    Dove si trova

    (principali alimenti)

    Fabbisogno

    giornaliero

    Principali patologie

    (o sintomi)

    da ipovitaminosi

    B1

    (tiamina)

    carne (soprattutto di maiale), lievito di birra, cereali integrali, legumi, uova, noci

    0,9-1,2 mg

    beriberi

    B2

    (riboflavina)

    fegato e interiora, latte e latticini, carne, uova, lievito di birra, mandorle, verdure verdi, cereali integrali

    1,1-1,6 mg

    alterazioni cutanee e delle mucose

    B3

    (niacina, vitamina PP)

    carne, fegato e interiora,

    latte e latticini, pesce, legumi

    14-18 mg

    pellagra

    B5

    (acido pantotenico)

    tutti gli alimenti

    5 mg

    B6

    (piridossina)

    carne, fegato e interiora, pesce,

    cereali integrali, frutta, verdura

    1,14-1,7 mg

    dermatite

    B8

    (biotina, vitamina H)

    fegato e interiora, uova,

    latte e latticini, funghi, lievito di birra, arachidi, cacao, cavolfiori

    30 μg

    B9

    (acido folico, folati)

    verdure a foglia, asparagi,

    fegato e frattaglie, lievito di birra, arance

    320-400 μg

    anemia megaloblastica; spina bifida (nel feto)

    B12

    (cobalamina)

    carne, fegato e interiora, pesce,

    latte e latticini, uova

    2-2,4 μg

    anemia perniciosa

    C

    (acido ascorbico)

    frutti di bosco, agrumi, kiwi,

    pomodori, verdure a foglia

    60-75 mg

    scorbuto

    Vitamine liposolubili

    A

    (retinolo)

    fegato e interiora, latte e latticini,

    uova, carote,

    frutti e verdure colorate (provitamine)

    400-700 μg

    emeralopia;

    aumento della mortalità infantile; secchezza della pelle; maggiore rischio di infezioni; alterazioni delle funzioni riproduttive

    D

    (calciferolo)

    fegato e oli di pesce,

    pesci grassi, latte e latticini, uova

    10-15 μg

    rachitismo (nei bambini); osteomalacia (negli adulti)

    E

    (tocoferolo)

    olio di semi, legumi,

    verdure a foglia

    12-13 mg

    danni alle membrane cellulari; eventuali problemi a globuli rossi, retina, sistema nervoso

    K

    (fillochinone)

    verdure a foglia, ceci, tè verde, uova, fegato

    140-170 μg

    demineralizzazione delle ossa; rallentamento della coagulazione del sangue (emorragie)

    Sapere di alimentazione
    Sapere di alimentazione
    Corso di Scienza degli alimenti per il primo biennio