Category Archives: Carotenoids

Human health and carotenoids

Benefits of carotenoids for human health

Carotenoids belong to the category of bioactive compounds taken up with diet, that is, molecules able to provide protection against many diseases such as cardiovascular diseases, cancer and macular degeneration. They are also important for the proper functioning of the immune system.
Among the mechanisms that seem to be at the basis of their human health-promoting effects have been reported (Olson, 1999, see References):

  • the capability to quench singlet oxygen (see above);
  • the scavenging of peroxyl radicals and reactive nitrogen species;
  • the modulation of carcinogen metabolism;
  • the inhibition of cell proliferation;
  • the enhancement of the immune response;
  • a filtering action of blue light;
  • the enhancement of cell differentiation;
  • stimulation of cell-to-cell communication

Carotenoids, antioxidant activity and human health

Human Health and Carotenoids
Fig. 1 – Free Radical

Carotenoids, with the adaptation of organisms to aerobic environment, and therefore to the presence of oxygen, have offered protection against oxidative damage from free radicals, particularly by singlet oxygen, a powerful oxidizing agent (see also below).
Carotenoids stabilize singlet oxygen acting both chemical and physical point of view:

  • chemical action involves the union between the two molecules;
  • in physical action, the radical transfers its excitation energy to the carotenoid. The result is a low energy free radical and an excited carotenoid; later, the energy acquired by the carotenoid is released as heat to the environment, and the molecule, that remains intact, is ready to carry out another cycle of stabilization of singlet oxygen, and so on.

The capability of carotenoids to quench singlet oxygen is due to the conjugated double-bond system present in the molecule, and the maximum protection is given by those molecules that have nine or more double bonds (moreover, the presence of oxygen in the molecule, as in xanthophylls, seems to have a role).
Carotenoids are involved not only in singlet oxygen quenching, but also in the scavenging of other reactive species both of oxygen, as peroxyl radicals (therefore contributing to the reduction of lipid peroxidation) and nitrogen. These reactive molecules are generated during the aerobic metabolism but also in the pathological processes.

Lycopene, xanthophylls and human health

Lycopene, a carotene, canthaxanthin and astaxanthin, two xanthophylls present in foods of animal origin, are better antioxidants than beta-carotene but also than zeaxanthin that, with lutein, is involved in prevention of age-related macular degeneration.
Lycopene, in addition to act on oxygen free radicals, acts as antioxidant also on the radicals of vitamin C and vitamin E, that are generated during the antioxidant processes in which these vitamins are involved, “repairing them”.
Finally, lycopene exerts its antioxidant action also indirectly, inducing the synthesis of enzymes involved in the protection against the action of oxygen free radicals and other electrophilic species; these enzymes are quinone reductase, glutathione S-transferase and superoxide dismutase (they are part of the enzymatic antioxidant system).

Vitamin A and human health

Human Health and Vitamin A
Fig. 2 – Provitamin A Activity

Vitamin A, whose deficiency affects annually more than 100 million children worldwide, causing more than a million deaths and half million cases of blindness, is a well-known carotenoid derivative with many biological actions, being essential for reproduction, growth, vision, immune function and general human health.
In the human diet, the major sources of vitamin A are the preformed vitamin, which is found in foods of animal origins (meat, milk, eggs, etc), and provitamin A carotenoids, present in fruits and vegetables. In economically deprived countries, fruits and vegetables are the main source of vitamin A being less expensive than food of animal origin.
Of the more than 750 different carotenoids identified in natural sources, only about 50 have provitamin A activity, and among these, beta-carotene (precisely, all-trans-beta-carotene isomer) is the main precursor of the vitamin A.
Among the other carotenoids precursors of vitamin A, alpha-carotene, gamma-carotene, beta-cryptoxanthin, alpha-cryptoxanthin, and beta-carotene-5,6-epoxide have about half the bioactivity of beta-carotene.
Spinach, carrots, pumpkins, sweet potatoes (yellow) are example of vegetables rich in beta-carotene and other provitamin A carotenoids.
Acyclic carotenes, such as lycopene (the main carotenoid in the human diet), and xanthophylls, except those mentioned above (beta-cryptoxanthin, alpha-cryptoxanthin, and beta-carotene-5,6-epoxide), cannot be converted to vitamin A.

References

de la Rosa L.A., Alvarez-Parrilla E., Gonzàlez-Aguilar G.A. Fruit and vegetable phytochemicals: chemistry, nutritional value, and stability. 1th Edition. Wiley J. & Sons, Inc., Publication, 2010

Johnson E.J. The role of carotenoids in human health. Nutr Clin Care 2002;5(2):56-65 [Abstract]

Olson, J.A. 1999. Carotenoids. p. 525-541. In: Shils M.E., Olson J.A., Shike M., Ross A.C. “Modern nutrition in health and disease” 9th ed., by Lippincott, Williams & Wilkins, 1999

Ross A.B., Thuy Vuong L., Ruckle J., Synal H.A., Schulze-König T., Wertz K., Rümbeli R., Liberman R.G., Skipper P.L., Tannenbaum S.R., Bourgeois A., Guy P.A., Enslen M., Nielsen I.L.F., Kochhar S., Richelle M., Fay L.B., and Williamson G. Lycopene bioavailability and metabolism in humans: an accelerator mass spectrometry study. Am J Clin Nutr 2011;93:1263-73 [Abstract]

 

Functions of carotenoids in plants and foods

Through the course of evolution, carotenoids, thank to their unique physical and chemical properties, have proven to be highly versatile molecules, being able to perform many functions in many different organisms, like plants.

Carotenoids in photosynthesis

Carotenoids, in the early stages of the emergence of single-celled photosynthetic organisms, are probably been used for light harvesting at wavelengths different from those covered by chlorophyll. Therefore carotenoids, acting as light absorbing accessory pigments, have allowed to expand the range of solar radiation absorbed and so utilized for photosynthesis, energy that is then transferred to chlorophyll itself.
The major carotenoids involved in light harvesting, that accumulate in green plant tissues, are beta-carotene, lutein, neoxanthin, and violaxanthin, that absorb light energy in the 400- to 500-nm range.
Moreover, they protect chlorophyll from photooxidation (in humans, they may contribute to the protection of photo-oxidative damage caused by UV rays, thus acting as a endogenous photo-protective agents).

Carotenoids and autumn leaf color

Carotenoids and Plants: Autumn Leaf Color
Fig. 1 – Carotenoids and Autumn Leaf Color

Leaf color of deciduous plants in different seasons, green, yellow, orange or red, is due to the presence in them of natural pigments.
In spring and summer, the predominant pigment present in the leaf is chlorophyll, and therefore the color is green.
During the fall, the color changes from green to yellow, orange or red, depending on the type of plant: this is a consequence of the change, both qualitative and quantitative, in the pigment content.
In fact, as a result of the decrease of the temperature and daylight hours, the production of chlorophyll is interrupted and that already present is demolished into colorless metabolites. In this way the predominant pigments become carotenoids (yellow-orange), molecules much more stable than the chlorophyll, which remain in the leaf coloring it (it do not seem to be synthesized de novo), and anthocyanins (red-purple), which, unlike carotenoids, are not present during the growing season, but are synthesized in autumn, just before leaf fall. Therefore, it can be concluded that the red-purple color assumed from the leaves of certain plants is not a side effect of leaf senescence but results from anthocyanins de-novo synthesis.
Depending on the prevalence of carotenoids or anthocyanins, leaf color changes from green to yellow/orange, as in Ginkgo biloba (yellow), or red-purple as in some maples.

And plants with non green leaves?
Their color is not due to the absence of chlorophyll but the presence of very high amounts of other pigments, typically carotenoids and anthocyanins, that “cover” the chlorophyll, determining the color of the leaf.

Some functions of apocarotenoids in plants and foods

These oxygenated carotenoids, containing fewer than 40 carbon atoms, have many functions in plants and animals and are also important for the aroma and flavor of foods.
Some of their main functions include the following.

  • Apocarotenoids have significant roles in the response signals involved in the development and in the response to the environment (for example abscisic acid).
  • They can act as visual or volatile signals to attract pollinators.
  • They are important in the defense mechanisms of plants.
  • They have a role in regulating plant architecture.
  • An apocarotenal, trans-beta-apo-8′-carotenal, found in citrus fruits and spinach, with a low provitamin A activity, is used in pharmaceuticals and cosmetics, and is also a food additive (E160e) legalized by the European Commission for human consumption.
  • Apocarotenoids make an important contribution to the nutritional quality and flavor of many types of foods such as fruits, wine and tea. Two natural apocarotenoids, crocetin and bixina, have economic importance as they are used as pigments and aroma in foods.
  • Finally, a broad range of apocarotenals derive from oxidative reactions that occur in food processing; these molecules are intermediates in the formation of smaller molecules, important for the color and flavor of the food.
References

Archetti, M., Döring T.F., Hagen S.B., Hughes N.M., Leather S.R., Lee D.W., Lev-Yadun S., Manetas Y., Ougham H.J. Unravelling the evolution of autumn colours: an interdisciplinary approach. Trends Ecol Evol 2009;24(3):166-73 [Abstract]

de la Rosa L.A., Alvarez-Parrilla E., Gonzàlez-Aguilar G.A. Fruit and vegetable phytochemicals: chemistry, nutritional value, and stability. 1th Edition. Wiley J. & Sons, Inc., Publication, 2010

Carotenoids: definition, structure and classification

Carotenoids: contents in brief

What are carotenoids?

Carotenoids
Fig. 1 – Carrots

Carotenoids are soluble-fat pigments found throughout nature.
Carotenoids were discovered during the 19th century.
In 1831 Wachen proposed the term “carotene” for a pigment crystallized from carrot roots.
Berzelius called the more polar yellow pigments extracted from autumn leaves “xanthophylls” (originally phylloxanthins), from Greek words xanthos, meaning yellow, and phyllon, meaning leaf.
Tswett separated many pigments and called them “carotenoids.”

They occur in the chromoplasts of plants and some other photosynthetic organisms such as algae and in some types of fungi and bacteria; they are also produced by some invertebrates (Aphids).
There are more than 750 different carotenoids ranging in color from red (such as lycopene), to orange (such as alpha-carotene, beta-carotene, and gamma-carotene) or yellow (such as lutein, alfa-cryptoxanthin or violaxanthin); more than 100 have been found in fruits and vegetables.
In some green plants and in their parts, generally the darker the green color, the higher the carotenoid content: for example, carotenoid content in pale green cabbage is less than 1% of that in dark green one.
Fruit carotenoids are very different, and those present in ripe fruits may be different from those present in unripe fruits.
They also occur extensively in microorganisms and animals.
In plants, microorganism and animals carotenoids have diverse and important functions and actions.

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Chemical structure of carotenoids

Carotenoids are a class of hydrocarbon compounds consisting of 40 carbon atoms (tetraterpenes), with a structure characterized by an extensive conjugated double-bond system that determines the color (it serves as a light-absorbing chromophore): as the number of conjugated double-bond increases, color changes from pale yellow, to orange, to red.
In nature, they exist primarily in the more stable all-trans isomeric configuration, even though small amounts of cis isomers do occur too (they can be produced from all-trans forms also during processing).
Traditionally, carotenoids have been given trivial names derived from the biological source from which they are extracted. However, a semisystematic scheme exists: it allows carotenoids to be named in a way that describes and defines their structure.

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Classification of carotenoids

Depending on the presence or absence of oxygen in the molecule, they can be divided into:

  • xanthophylls, which contain oxygen, such as:

Antheraxanthin
Astaxanthin (red)
Auroxanthin
Bixin, E160b
Canthaxanthin (red), E161g
Capsanthin, E160c
Capsorubin, E160c
beta-Carotene-5,6-epoxide
alfa-Cryptoxanthin (yellow)
beta-Cryptoxanthin (orange)
Crocetin
Lutein (yellow), E161b
Lutein-5,6-epoxide or taraxanthin
Luteoxanthin
Lycophyll
Lycoxanthin
Neoxanthin
Rubixanthin
Tunaxanthin
Violaxanthin (yellow)
Zeaxanthin (yellow-orange)
Zeinoxanthin

  • carotenes, which lack oxygen, as such:

alfa-Carotene (orange)
beta-Carotene (orange), E160a
delta-Carotene
gamma-Carotene (orange)
Lycopene (red), E160d
Neurosporene
Phytoene (colorless)
Phytofluene
alfa-Zeacarotene
beta-Zeacarotene
zeta-Carotene

Depending on chemical structure they can be divided into:

  • acyclic carotenes: formed by a linear carbon chain such as:

zeta-Carotene
Phytoene (colorless)
Lycopene (red), E160d
Neurosporene
Phytofluene

  • cyclic carotenes: containing one or two cyclic structures such as:

alfa-Carotene (orange)
beta-Carotene (orange), E160a
gamma-Carotene (orange)
delta-Carotene
alfa-Zeacarotene
beta-Zeacarotene

  • hydroxycarotenoids (or carotenols): containing at least an hydroxyl group (xanthophylls) such as:

alfa-Cryptoxanthin (yellow)
beta-Cryptoxanthin (orange)
Lutein (yellow), E161b
Lycofill
Lycoxanthin
Rubixanthin
Zeaxanthin (yellow-orange)
Zeinoxanthin

  • epoxycarotenoids: containing at least an epoxic group (xanthophylls) such as:

Antheraxanthin
Auroxanthin
beta-Carotene-5,6-epoxide
Lutein-5,6-epoxide
Luteoxanthin
Neoxanthin
Violaxanthin (yellow)

  • uncommon or species-specific carotenoids such as:

Bixin, E160b
Capsanthin, E160c
Capsorubin, E160c
Crocetin

Note: although green leaves contain unesterified hydroxycarotenoids, most carotenols in ripe fruits are esterified with fatty acids. However, those of some fruits, particularly those that remain green when ripe (example kiwi fruit) undergo no or limited esterification.

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Apocarotenoids

Apocarotenoids are a class of carotenoids containing less than 40 carbon atoms, very widespread in nature and with extremely different structures.
They derive from 40 carbon atom carotenoids by oxidative cleavage that can occurs through non-specific mechanisms, such as photo-oxidation, or through the action of specific enzymes (these enzymatic activities, identified in plants, animals and microorganisms, are collectively referred to as carotenoid cleavage dioxygenases).
Some of the most well-known

  • vitamin A
  • abscisic acid
  • bixin, E160b
  • crocetin
  • trans-β-apo-8′-carotenal, E160e

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References

Boileau A.C., Merchen N.R., Wasson K., Atkinson C.A. and Erdman Jr J.W. cis-Lycopene is more bioavailable than trans-lycopene in vitro and in vivo in lymph-cannulated ferrets. J Nutr 1999;129:1176-1181 [Abstract]

de la Rosa L.A., Alvarez-Parrilla E., Gonzàlez-Aguilar G.A. Fruit and vegetable phytochemicals: chemistry, nutritional value, and stability. 1th Edition. Wiley J. & Sons, Inc., Publication, 2010

Engelmann N.J., Clinton S.K., and Erdman Jr J.W. Nutritional aspects of phytoene and phytofluene,carotenoid precursors to lycopene. Adv Nutr 2011:2;51-61. doi:10.3945/​an.110.000075

Olempska-Beer Z. Lycopene (synthetic): chemical and technical assessment (CTA). Office of Food Additive Safety, Center for Food Safety and Applied Nutrition. U.S. Food and Drug Administration. College Park, Maryland, USA [PDF]

Periago M.J., Bravo S., García-Alonso F.J., and Rincón F. Detection of key factors affecting lycopene in vitro accessibility. J Agr Food Chem 2013;61(16):3859-3867. doi:10.1021/jf3052994

Ross A.B., Thuy Vuong L., Ruckle J., Synal H.A., Schulze-König T., Wertz K., Rümbeli R., Liberman R.G., Skipper P.L., Tannenbaum S.R., Bourgeois A., Guy P.A., Enslen M., Nielsen I.L.F., Kochhar S., Richelle M., Fay L.B., and Williamson G. Lycopene bioavailability and metabolism in humans: an accelerator mass spectrometry study. Am J Clin Nutr 2011;93:1263-73. doi:10.3945/ajcn.110.008375

Wang X-D. Lycopene metabolism and its biological significance. Am J Clin Nutr 2012:96;1214S-1222S. doi:10.3945/​ajcn.111.032359


Dieta alcalina e benefici per la salute

Dieta alcalina e osteoporosi

L’ipotesi alla base della dieta alcalina afferma gli alimenti proteici ed i cereali, con un basso apporto di potassio, portano ad una dieta acida, ad una escrezione acida netta a livello renale, ad un aumento del calcio nelle urine, e al rilascio di calcio dallo scheletro: tutto ciò causerebbe osteoporosi.
E’ vero?
Il calcio presente nelle ossa in forma di carbonati e fosfati rappresenta un grande serbatoio di basi, cioè di sostanze con cui tamponare l’acidità nel corpo: in risposta ad un carico acido come quello derivante da diete ricche di proteine questi sali vengono rilasciati in circolo per mantenere costante il pH. Il minerale è quindi eliminato nelle urine; è stato stimato che la quantità persa da un soggetto che segua questo tipo di diete potrebbe arrivare a circa 480 g in 20 anni o quasi metà della massa scheletrica di calcio!

Anche se queste perdite di calcio possono essere tamponate mangiando alimenti ricchi di sostanze alcaline, come frutta e verdura, e molte informazioni on-line così come un certo numero di libri promuovono una dieta alcalina per la salute delle ossa, una recente meta-analisi ha mostrato che l’associazione causale tra malattia dell’osso da osteoporosi e carico acido dietetico non è supportata da prove e non vi è alcuna evidenza che una dieta alcalina sia protettiva nei confronti della salute delle ossa (mentre protegge contro il rischio di calcoli renali).

Nota: è possibile che la frutta e la verdura siano benefiche per la salute delle ossa attraverso meccanismi diversi da quanto supposto dall’ipotesi della dieta alcalina.

E le proteine?
L’eccesso di proteine nella dieta, a causa del loro elevato carico acido renale, può ridurre la densità ossea se non tamponato dalla ingestione di alimenti che ricchi di alcali, cioè frutta e verdura. Tuttavia, un adeguato apporto di proteine è necessario per il mantenimento dell’integrità ossea. Pertanto, potrebbe essere necessario l’aumento della quantità di frutta e verdura, invece della eccessiva riduzione delle proteine.

E’ quindi consigliabile consumare una dieta normo-proteica ricca di frutta e verdura e povera di sodio, cioè una dieta di tipo mediterraneo; un corretto abbinamento dei cibi prevede l’ingestione di alimenti con un carico acido negativo accompagnati da altri un carico acido positivo. Esempio: pasta più verdure o carne più verdura e frutta, le ultime due, in particolare la verdura, in porzioni generose (vedi figura).

Dieta Alcalina: Cibi e Carico Acido

Dieta alcalina e massa muscolare

Con l’avanzare dell’età vi è una perdita di massa muscolare che predispone a cadute e fratture. Una dieta ricca di potassio, ottenuto da frutta e verdura, così come un carico acido ridotto, protegge la massa muscolare sia negli uomini che nelle donne anziane.

Dieta alcalina ed ormone della crescita

Nei bambini gravi forme di acidosi metabolica sono associate a bassi livelli di ormone della crescita, con conseguente bassa statura: la correzione dell’acidosi con bicarbonato o citrato di potassio aumenta in modo significativo l’ormone della crescita migliorando la crescita. Nelle donne in postmenopausa, l’uso di sufficiente bicarbonato di potassio nella dieta per neutralizzare il carico acido netto giornaliero ha determinato un aumento significativo dell’ormone della crescita e dell’osteocalcina risultante.
Migliorare i livelli di ormone della crescita può ridurre i fattori di rischio cardiovascolare, migliorare la qualità della vita, la composizione corporea, e anche la memoria e la cognizione.

Conclusioni

la dieta alcalina può comportare un certo numero di benefici per la salute.

  • L’aumento del consumo di frutta e verdura migliorerebbe il rapporto K/Na e ciò potrebbe essere di beneficio per la salute delle ossa, potrebbe ridurre la perdita muscolare, così come mitigare altre malattie croniche come l’ipertensione e ictus.
  • L’aumento dell’ormone della crescita può avere molti effetti positivi, dalla salute cardiovascolare alla memoria e cognizione.
  • L’aumento del magnesio intracellulare è un altro vantaggio ulteriore della dieta alcalina (ad esempio il magnesio, necessario per attivare la vitamina D, comporterebbe numerosi benefici aggiunti nei sistemi ormonali in cui la vitamina è implicata).

Va notato che una delle prime considerazioni riguardanti una dieta alcalina, che comprende più frutta e verdura, è sapere in che tipo di terreno questi cibi sono state coltivati poiché può influenzare in modo significativo il loro contenuto in minerali e quindi il loro potere tamponante.

Bibliografia

Fenton T.R., Lyon A.W., Eliasziw M., Tough S.C., Hanley D.A. Meta-analysis of the effect of the acid-ash hypothesis of osteoporosis on calcium balance. J Bone Miner Res 2009;24(11):1835-40 [Abstract]

Fenton T.R., Lyon A.W., Eliasziw M., Tough S.C., Hanley D.A. Phosphate decreases urine calcium and increases calcium balance: a meta-analysis of the osteoporosis acid-ash diet hypothesis. Nutr J 2009;8:article 41 [Abstract]

Fenton T.R., Tough S.C., Lyon A.W., Eliasziw M., Hanley D.A. “Causal assessment of dietary acid load and bone disease: a systematic review and meta-analysis applying Hill’s epidemiologic criteria for causality.” Nutr J 2011;10:article 41 [Abstract]

Schwalfenberg G.K. The alkaline diet: is there evidence that an alkaline pH diet benefits health? J Environ Public Health 2012; Article ID 727630:7 pages doi:10.1155/2012/727630 [Abstract]

Acidosi metabolica e “dieta moderna”

Acidosi metabolica e valori di pH

La scala del pH
Fig. 1 – La scala del pH

La vita dipende da adeguati valori di pH sia all’interno dell’organismo e delle cellule che lo compongono che nell’ambiente circostante.
Gli esseri umani per evitare l’acidosi metabolica e sopravvivere necessitano di uno strettissimo controllo del valore del pH del sangue, che è pari a circa 7,4 (il valore può oscillare entro un range leggermente alcalino di 7,35-7,45). A titolo di confronto, negli ultimi 100 anni il pH del mare è sceso da 8,2 a 8,1 a causa della crescente dissoluzione al suo interno di anidride carbonica (CO2), con un impatto negativo sulla vita degli oceani (questo fenomeno potrebbe portare al collasso delle barriere coralline).
Anche il contenuto in minerali del cibo che mangiamo (i minerali sono utilizzati come sistemi tampone per mantenere il pH entro il range suddetto) è notevolmente influenzato dal pH del terreno in cui le piante sono coltivate. Il pH ideale del terreno per ottenere la migliore disponibilità complessiva di nutrienti essenziali è compresa tra 6 e 7: un terreno acido, con pH inferiore a 6, può avere un ridotto contenuto in magnesio e calcio, mentre valori superiori a pH 7 possono rendere chimicamente non disponibili zinco, ferro, rame e manganese.

Acidosi metabolica e rivoluzione agricola ed industriale

Nella dieta umana, dalla società dei cacciatori-raccoglitori alla presente, c’è stato un notevole cambiamento nel pH e nel carico acido netto della dieta umana. Con la rivoluzione agricola (ultimi 10.000 anni) e ancora più di recente, con l’industrializzazione (ultimi 200 anni), si è osservato:

  • un incremento della quantità di sodio rispetto a quella di potassio (nella dieta moderna il rapporto potassio/sodio si è invertito passando da 10 a 1 a 1 a 3) e del cloruro rispetto al bicarbonato;
  • una scarsa assunzione di magnesio e fibra;
  • una grande assunzione di zuccheri semplici e grassi saturi.

Ne risulta una dieta che può portare ad acidosi metabolica, una condizione che non corrisponde a quelle che sono le esigenze nutrizionali geneticamente determinate.
Inoltre, con l’invecchiamento, si assiste ad una progressiva perdita della funzione regolatrice renale dell’equilibrio acido-base e al conseguente aumento dell’acidosi metabolica indotto dalla dieta.
Infine, una dieta povera di carboidrati ma ad alto contenuto proteico (negli ultimi anni molto in voga), con il suo aumentato carico acido determina cambiamenti molto piccoli nella chimica del sangue, e nei valori del suo pH, ma causa molti cambiamenti nella chimica delle urine: si osserva un aumento del calcio, dell’acido urico indissociato e del fosfato, mentre si riducono il magnesio, il citrato ed il pH delle urine.
Tutto ciò aumenta il rischio di calcoli renali.

Il pH come scudo acido

Acidosi Metabolica: pH di Alcuni Fluidi ed Organi
Fig. 2 – pH di Alcuni Fluidi ed Organi

Il corpo umano ha una straordinaria capacità di mantenere un pH stabile nel sangue, con i principali meccanismi di compensazione presenti a livello renale e respiratorio.
Il pH nel corpo varia notevolmente da una zona all’altra. L’acidità massima si trova nello stomaco (pH 1,35-3,5), dove aiuta nella digestione e ci protegge nei confronti dei microrganismi opportunisti. La pelle è abbastanza acida (pH 4-6,5), e questo fornisce un “scudo” acido che funge da barriera protettiva verso l’ambiente nei confronti della proliferazione microbica (ciò si osserva anche nella vagina, dove un pH inferiore a 4,7 protegge dalla proliferazione microbica).
L’urina ha un pH variabile da acido ad alcalino a seconda delle necessità di equilibrare l’ambiente interno.

Bibliografia

Fenton T.R., Lyon A.W., Eliasziw M., Tough S.C., Hanley D.A. Meta-analysis of the effect of the acid-ash hypothesis of osteoporosis on calcium balance. J Bone Miner Res 2009;24(11):1835-40 [Abstract]

Fenton T.R., Lyon A.W., Eliasziw M., Tough S.C., Hanley D.A. Phosphate decreases urine calcium and increases calcium balance: a meta-analysis of the osteoporosis acid-ash diet hypothesis. Nutr J 2009;8:article 41 [Abstract]

Fenton T.R., Tough S.C., Lyon A.W., Eliasziw M., Hanley D.A. “Causal assessment of dietary acid load and bone disease: a systematic review and meta-analysis applying Hill’s epidemiologic criteria for causality.” Nutr J 2011;10:article 41 [Abstract]

Schwalfenberg G.K. The alkaline diet: is there evidence that an alkaline pH diet benefits health? J Environ Public Health 2012; Article ID 727630:7 pages doi:10.1155/2012/727630 [Abstract]

Frutta e verdura di stagione

Frutta e verdura di stagione: quali vantaggi

Numerose ricerche hanno dimostrato che la stagionalità della frutta e verdura ha un ruolo chiave nell’ottimizzare le loro proprietà antiossidanti; inoltre scegliere frutta e verdura di stagione garantisce anche un notevole risparmio.
Per esempio, un recente studio cinese ha analizzato l’influenza che la stagione di crescita (estate vs inverno) esercita sulla sintesi e l’accumulo di composti fenolici e sulle proprietà antiossidanti in cinque cultivar di vite. Lo studio ha mostrato che sia i composti fenolici che le proprietà antiossidanti della buccia e dei semi invernali erano significativamente più alti di quelli dei estivi per tutte le cultivar esaminate.

Infine, scegliere frutta e verdura di stagione garantisce anche un notevole risparmio di denaro.

Calendario per frutta e verdura di stagione

Frutta e Verdura: Frutta di Stagione
Fig. 1 – Frutta di Stagione
Frutta e Verdura: Verdura di Stagione
Fig. 2 – Verdura di Stagione

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Xu C., Zhang Y., Zhu L., Huang Y., and Jiang Lu J. Influence of growing season on phenolic compounds and antioxidant properties of grape berries from vines Grown in Subtropical Climate. J Agric Food Chem 2011:59(4);1078–1086

Reddito, istruzione, aderenza al modello di Dieta Mediterranea e prevalenza dell’obesità

Reddito, istruzione, Dieta Mediterranea ed obesità

In uno studio pubblicato sul British Medical Journal un gruppo di ricerca ha esaminato le associazioni cross-sezionali di reddito ed istruzione con l’aderenza ad un modello di dieta di tipo mediterraneo e la prevalenza dell’obesità in un campione di 13262 soggetti (età media 53±11, 50% uomini media) ricavati da un totale di 24318 cittadini (cittadini del Molise) arruolati in modo casuale nel Progetto Moli-sani, uno studio di coorte basato sulla popolazione.
Il reddito familiare è stato suddiviso come segue:

  • alto (> 40 000 euro/anno);
  • medio-alto (> 25000 <40000 Euro/anno);
  • medio-basso (>10000<25000 Euro/anno);
  • basso (<10000 Euro/anno ).

Livello di istruzione è stato suddiviso in tre categorie:

  • ≤8 (basso) anni di studi;
  • >8 e ≤13 (medio) anni di studi;
  • >13 (alto) anni di studi.

Un reddito familiare più elevato è risultato associato in modo significativo ad una maggiore aderenza alla Dieta Mediterranea e ad un modello alimentare che fa uso di olio d’oliva e verdure, con una probabilità di avere la più alta aderenza alla Dieta Mediterranea chiaramente aumentata in base ai livelli di reddito (la qualità della dieta ha mostrato un continuo miglioramento lungo tutto il relativamente piccolo intervallo di strati economici). La prevalenza dell’obesità era più alta nella categoria a più basso reddito in confronto a quella con reddito maggiore.
L’istruzione è stata associata positivamente sia con l’aderenza alla Dieta Mediterranea che la minore prevalenza di obesità.

Conclusioni

Lo studio ha mostrato che un reddito e un livello di istruzione superiori sono associati in maniera indipendente con una maggiore aderenza ad un modello di alimentazione di tipo mediterraneo e con una minore prevalenza dell’obesità.

Bonaccio M., Bonanni A.E., Di Castelnuovo A., De Lucia F.,Donati M.B.,de Gaetano G.,Iacoviello L., on behalf of the Moli-sani Project Investigators. Low income is associated with poor adherence to a Mediterranean diet and a higher prevalence of obesity: cross-sectional results from the Moli-sani study. BMJ Open 2012;2:e001685. doi:10.1136/bmjopen-2012-001685

Assunzione di potassio e fattori di rischio cardiovascolare

Assunzione di potassio e salute

In uno studio pubblicato sul British Medical Journal un gruppo di ricerca ha condotto una revisione sistematica della letteratura e delle meta-analisi riguardanti l’assunzione di potassio e lo stato di salute in adulti e bambini apparentemente sani senza una insufficienza renale che potrebbe compromettere il bilancio renale del minerale.
Nell’analisi sono stati esaminati undici studi di coorte (127038 partecipanti) che riportano tutte le cause di mortalità, ictus, malattie cardiovascolari, o malattia coronarica negli adulti, e ventidue studi randomizzati controllati (1606 partecipanti) riguardanti i livelli dei lipidi ematici, la pressione arteriosa, la funzione renale e la concentrazione delle catecolamine.
Negli adulti ipertesi un aumentata assunzione di potassio riduce la pressione arteriosa sistolica di 3,49 mm Hg e la diastolica di 1,96 mm Hg.
Nessun effetto è stato osservato negli adulti non ipertesi (tuttavia, gli studi hanno avuto una durata relativamente breve e non hanno considerato l’effetto che una maggiore assunzione del minerale può avere nel tempo) e nei bambini (riguardo ai bambini vi è carenza di dati: solo tre studi controllati con 156 partecipanti).
Negli adulti non ci sono effetti negativi legati alla maggiore assunzione di potassio ne sui lipidi ematici ne sui livelli delle catecolamine, mentre è stata osservata una associazione inversa statisticamente significativa tra l’apporto del minerale e il rischio di ictus (un rischio inferiore del 24%).
Negli adulti sani non vi è alcun effetto negativo significativo sulla funzionalità renale.
Questo studio suggerisce che, nelle persone senza compromissione della funzionalità renale, l’aumento dell’assunzione di potassio (almeno 90 mmol al giorno) è potenzialmente utile per la prevenzione e il controllo della pressione sanguigna elevata e dell’ictus.

Come aumentare l’assunzione di potassio

Assunzione di Potassio: Frutta e verdura: Fonti di Potassio
Fig. 1 – Frutta e verdura: Fonti di Potassio

Da notare che un aumento del consumo di potassio può essere ottenuto seguendo la Dieta Mediterranea, che si caratterizza per il consumo di grandi quantità di frutta fresca, verdura, legumi e cereali non raffinati, tutti ricchi del minerale (che è accompagnato anche da una varietà di altri nutrienti).

Aburto N.J., Hanson S., Gutierrez H., Hooper .L, Elliott P., Cappuccio F.P. Effect of increased potassium intake on cardiovascular risk factors and disease: systematic review and meta-analyses. BMJ 2013;346:f1378

Aderenza alla Dieta Mediterranea, funzione cognitiva e suo declino nelle donne

Aderenza alla Dieta Mediterranea e funzione cognitiva nella donna

Aderenza alla dieta mediterranea: Funzione cognitiva nelle donne
Fig. 1- Dieta Mediterranea e Funzione Cognitiva

In un ampio studio epidemiologico prospettico pubblicati sul Journal of Nutrition un gruppo di ricercatori ha esaminato le possibili associazioni esistenti tra l’aderenza alla Dieta mediterranea per un lungo periodo (l’aderenza era basata sull’assunzione di: vegetali, legumi, frutta, noci, cereali integrali, pesce, carne rossa e carni trasformate, moderato apporto di alcool e il rapporto tra grassi insaturi e saturi) e la successiva funzione cognitiva come il declino della stessa.
I partecipanti, 16058 donne dal Nurses’ Health Study, tutte di età superiore ai 70 anni, hanno sostenuto test cognitivi 4 volte nel corso di 6 anni.
In questo gruppo molto ampio di donne anziane lo studio ha mostrato che l’aderenza alla Dieta mediterranea per un lungo periodo era correlata con una capacità di apprendere moderatamente migliore ma non con un declino cognitivo.

Samieri C., Okereke O.I., E. Devore E.E. and Grodstein F. Long-Term Adherence to the Mediterranean Diet Is Associated with Overall Cognitive Status, but Not Cognitive Decline, in Women. J Nutr 2013;143:493-9

Prevenzione primaria delle malattie cardiovascolari e Dieta Mediterranea

Dieta Mediterranea e prevenzione primaria delle malattie cardiovascolari

Prevenzione primaria: Noci ed Olio Extravergine di Oliva: Grassi Salutari
Fig. 1 – Noci ed Olio Extravergine di Oliva: Grassi Salutari

Un gruppo di ricerca spagnolo ha condotto uno studio multicentrico randomizzato sull’efficacia della Dieta Mediterranea nella prevenzione primaria degli eventi cardiovascolari.
Al momento dell’arruolamento i partecipanti, 7447, range di età dai 55 a 80 anni, 57% donne, non erano affetti da malattie cardiovascolari ma ad alto rischio cardiovascolare (avevano o il diabete mellito tipo 2 o almeno tre dei seguenti fattori di rischio: ipertensione, fumo, sovrappeso o obesità, livelli elevati di colesterolo LDL, bassi livelli di colesterolo HDL o una storia familiare di malattia coronarica precoce).

I soggetti sono stati assegnati in modo casuale ad una delle seguenti tre diete:

  • una Dieta Mediterranea integrata con frutta secca (30 g di frutta secca mista: 7,5 g di mandorle, 7,5 g di nocciole e 15 g di noci);
  • una Dieta Mediterranea integrata con olio extra vergine di oliva (≥ 4 cucchiai/giorno);
  • una dieta di controllo (con suggerimenti per ridurre il grasso nella dieta).

Degno di nota il fatto che, rispetto ai membri del gruppo di controllo, i partecipanti ai due gruppi di Dieta Mediterranea avevano aumentato in modo significativo le porzioni settimanali di legumi e pesce. Queste erano le uniche differenze tra i gruppi.
Non è stata promossa nessuna attività fisica e né è stata consigliata una restrizione calorica.
I partecipanti sono stati seguiti per un periodo medio di 4,8 anni.
L’end point primario era il tasso di infarto miocardico, ictus o morte per cause cardiovascolari ossia il tasso di eventi cardiovascolari maggiori.

Questo studio ha dimostrato che tra le persone ad alto rischio cardiovascolare la Dieta Mediterranea integrata con noci od olio extravergine di oliva ha ridotto l’incidenza di eventi cardiovascolari maggiori, risultando quindi efficace nella prevenzione primaria delle malattie cardiovascolari.

Estruch R., Ros E., Salas-Salvadó J., et al. Primary prevention of cardiovascular disease with a Mediterranean Diet. N Engl J Med 2013