Le proteine

• 23 marzo 2007 (ultimo aggiornamento 11 ottobre 2012)
• A cura di Emilio Chessa

Le proteine sono sostanze organiche fondamentali per l'alimentazione umana. L'energia fornita da un grammo di proteine è di circa 4 kcal, pari a quella di un grammo di carboidrati. Il motivo principale per cui si assumono le proteine con l'alimentazione non è però quello energetico: la funzione principale delle proteine è fornire gli aminoacidi necessari per la sintesi dei tessuti e per altre funzioni biologiche fondamentali (trasporto dei lipidi insolubili nel sangue, sintesi degli enzimi, trasmissione di segnali tra le cellule e molte altre ancora).

A differenza di quanto avviene per i carboidrati e per i grassi, il corpo umano non è in grado di immagazzinare riserve di proteine (se si escludono i muscoli che, all'occorrenza, possono comunque essere "smontati") ed è quindi importante che l'apporto alimentare sia costante.

Gli aminoacidi

Le proteine sono molecole composte da lunghe catene di aminoacidi legati insieme da un legame detto peptidico. Catene più brevi vengono chiamate peptidi (fino a nove aminoacidi) e polipeptidi (fino a cento). Gli aminoacidi hanno una struttura chimica di base molto simile:

  COOH
  |
H-C-R
  |
  NH₂

Un atomo centrale di carbonio è legato ad uno di idrogeno, a un gruppo amminico (-NH₂) e ad uno carbossilico (-COOH). Il gruppo R, invece, è composto da atomi diversi per ogni aminoacido differente ed è ciò che conferisce ad ogni aminoacido caratteristiche chimiche uniche. Gli aminoacidi che si trovano comunemente nelle proteine umane e alimentari sono solo venti (aminoacidi ordinari). A sequenze differenti di aminoacidi corrispondono proteine con struttura e funzioni completamente diverse (nel corpo umano sono presenti migliaia di proteine diverse).

Alcuni aminoacidi sono chiamati essenziali in quanto non sono sintetizzabili dall'organismo e, essendo necessari per la sintesi proteica, devono essere assunti con l'alimentazione. Altri aminoacidi, quelli non essenziali, possono sia essere assunti con l'alimentazione sia essere sintetizzati dall'organismo. In fondo alla pagina si può consultare la tabella con l'elenco completo dei 20 aminoacidi ordinari.

Oltre ai venti aminoacidi che il nostro organismo utilizza per assemblare le proteine, ne esistono centinaia di altri, alcuni dei quali sono noti per le importanti funzioni fisiologiche che svolgono: uno di questi, la creatina, è un aminoacido che quando si lega ad un gruppo fosfato permette di immagazzinare energia (sotto forma di legame chimico) all'interno della cellula.

Struttura delle proteine

La struttura primaria di una proteina è la sequenza degli aminoacidi che compongono la catena peptidica. La sequenza degli aminoacidi caratterizza a sua volta la geometria tridimensionale della proteina e le funzionalità della stessa.

La struttura secondaria è la disposizione nello spazio della catena, che può essere a spirale (α-elica) oppure planare (foglio β-pieghettato).

La struttura terziaria è la conformazione tridimensionale della proteina. In base alla loro struttura terziaria, le proteine si distinguono in:

• proteine globulari, solubili in acqua, svolgono ruolo di trasportatori o di enzimi
• proteine fibrose, insolubili in acqua, svolgono comunemente un ruolo strutturale all'interno delle cellule

Quando si parla di struttura quaternaria, invece, ci si riferisce alla struttura che la proteina assume in seguito all'aggregazione di più catene polipeptidiche. Non tutte le proteine hanno una struttura quaternaria.

Le fonti proteiche

Alimenti che contengono proteine in quantità significative sono:

• di origine animale: carne, pesce, uova, latte, formaggi, yogurt
• di origine vegetale: cereali, legumi, frutta secca

Le proteine di origine animale sono, dal punto di vista nutrizionale, più complete rispetto a quelle di origine vegetale in quanto contengono tutti gli aminoacidi essenziali. Per questo motivo vengono denominate proteine nobili o complete.

Le proteine di origine vegetale sono invece carenti di uno o più aminoacidi essenziali e vengono chiamate incomplete o povere: chi non assume alimenti di origine animale (vegani o vegetaliani) deve quindi combinare in modo opportuno diverse fonti di proteine vegetali, in modo da assicurarsi un apporto sufficiente per ogni aminoacido essenziale.

Digestione delle proteine

Le proteine assunte con l'alimentazione vengono degradate in piccoli peptidi (brevi catene di aminoacidi) e aminoacidi singoli per mezzo di due gruppi di enzimi noti come endopeptidasi (o proteasi) ed esopeptidasi. I primi "spezzano" le proteine in catene più brevi di aminoacidi; gli enzimi del secondo gruppo invece "estraggono" i singoli aminoacidi dalle estremità dei peptidi. Successivamente gli aminoacidi vengono assorbiti e immessi nel circolo sanguigno.

Non tutte le proteine alimentari si presentano in una forma tale per cui possono essere degradate e assorbite. Quelle di origine vegetale sono le meno digeribili, mentre quelle di origine animale sono digeribili in percentuali più alte (l'uovo ad esempio contiene l'80-90% di proteine digeribili).

Turnover proteico

All'interno dell'organismo le proteine sono soggette ad un ricambio continuo detto turnover. Quelle "vecchie" vengono degradate e sostituite con la sintesi di nuove proteine. Gli aminoacidi necessari per la sintesi delle proteine derivano sia dalle proteine alimentari, sia da quelle organiche. Per garantire l'efficienza del ricambio delle proteine, l'alimentazione ne deve fornire una quantità minima giornaliera.

Il fabbisogno proteico

Il fabbisogno quotidiano di proteine per le persone adulte, secondo quanto indicato dai LARN italiani (http://www.sinu.it/larn/proteine.asp), è di circa 0,95 g di proteine per ogni kg di peso corporeo. Un uomo di 60 kg avrà un fabbisogno di circa 57 grammi, corrispondenti a circa 228 kcal. Ragionando in termini percentuali sul fabbisogno calorico complessivo, si può affermare che l'apporto di proteine dovrebbe corrispondere a circa il 12% delle calorie totali assunte con la dieta.

Per chi pratica sport in modo intenso, il fabbisogno di proteine può aumentare notevolmente. Tralasciando il body building che è un caso piuttosto particolare, la pratica di uno sport di resistenza (come la corsa o il ciclismo) determina un incremento significativo del fabbisogno proteico. I muscoli, infatti, a causa dello sforzo prolungato, devono essere "ricostruiti" più frequentemente.

Il fabbisogno di proteine in gravidanza, a causa delle maggiori necessità di aminoacidi necessari per la crescita e lo sviluppo del feto, è leggermente superiore a quello normalmente previsto per le persone adulte.

Il valore biologico

Il valore biologico delle proteine è uno dei parametri più utilizzati per valutare la qualità nutrizionale di una proteina. Il valore è dato dal rapporto tra l'azoto introdotto con l'alimentazione e quello assorbito. In pratica esprime quanto la proteina alimentare sia utile per la sintesi delle proteine umane.

Le proteine con valore biologico alto sono quelle che contengono i diversi aminoacidi nelle quantità necessarie all'organismo per la sintesi delle proprie proteine. Le proteine di origine animale sono più simili a quelle sintetizzate dall'uomo ed hanno quindi un valore biologico superiore rispetto a quelle di origine vegetale.

Esistono molti altri criteri per valutare la qualità delle proteine alimentari: ad esempio il Rapporto di Efficienza Proteica (REP), la Digeribilità (D), l'Amminoacido Limitante, l'Indice Proteico Chimico (IPC) e il Valore degli Amminoacidi Corretto per la Digeribilità delle Proteine (PPCAAS, sigla che deriva dall'inglese "Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score").

Diete iperproteiche

Esistono diverse diete basate sull'assunzione di una quantità elevata di proteine a scapito dei carboidrati. Devono il loro successo a diversi fattori, non ultimo il fatto che le proteine sono molto sazianti ed è quindi facile perdere peso in quanto, senza accorgersene, si segue una dieta ipocalorica. Oltre a questo indubbio vantaggio presentano però diversi lati negativi per cui il nostro consiglio è di evitarle (per saperne di più si veda l'articolo sulle diete iperproteiche).

Tabella degli aminoacidi

La seguente tabella riporta l'elenco dei venti aminoacidi ordinari (cioè quelli utilizzati per la sintesi delle proteine) con le relative abbreviazioni internazionali.

Aminoacido	Essenziale	Abbreviazioni
Acido aspartico	NO	Asp	D
Acido glutammico	NO	Glu	E
Alanina	NO	Ala	A
Arginina	NO (*)	Arg	R
Asparagina	NO	Asn	N
Cisteina	NO	Cys	C
Fenilalanina	SI	Phe	F
Glicina	NO	Gly	G
Glutammina	NO	Gln	Q
Isoleucina	SI	Ile	I
Istidina	NO (*)	His	H
Leucina	SI	Leu	L
Lisina	SI	Lys	K
Metionina	SI	Met	M
Prolina	NO	Pro	P
Serina	NO	Ser	S
Tirosina	NO	Tyr	Y
Treonina	SI	Thr	T
Triptofano	SI	Trp	W
Valina	SI	Val	V

(*) Essenziale solo per i bambini.