Nutrigenomic and the Food Industry

Nutrigenomic and the Food
Industry
New Hints on Oct 29° 2012
luigi greco
European Laboratory for Food Induced Diseases
UNINA Federico II [email protected]
Omogeneizzati ? Bellissimi ?
500.000 potenziali nuovi
utenti/anno in Italia per 6 mesi
Circa 100 milioni di pezzi/anno
Almeno € 200 Milioni/anno
omogeneizzato di formaggino fuso
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acqua,
• formaggi (latte, fermenti lattici, sale, caglio) (40%),
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amido di mais,
correttori di acidità: sodio citrato, potassio citrato.
136 kilocalorie (kcal) o 570 in kilojoules (kJ),
proteine (Nx6,25): 12.1 grammi,
Carboidrati ????: 4.9 grammi,
grassi: 7.6 grammi,
sodio: 360 milligrammi, calcio: 400 milligrammi.
Inoltre è scritto: “contiene: latte.” I valori nutrizionali di 100 grammi di formaggino
non rispecchiano questi valori in quanto apportano: 309 kcal, proteine 11 grammi,
carboidrati 6 grammi, grassi 26.9 grammi di cui saturi 16 grammi, sodio 1000
milligrammi, calcio 430 milligrammi. Ancora una volta non vengono indicati i saturi
e siccome i valori sono molto discordanti bisognerebbe indicare con precisione il
tipo di formaggio utilizzato per la produzione di questo articolo per fare una
ricerca più accurata.
omogeneizzato di coniglio
• acqua di cottura,
• carne di coniglio (40%),
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amido di mais,
olio di girasole,
sale.
330 kilojoules (kJ) o 78 kilocalorie (kcal),
proteine (Nx6,25): 7.8 grammi,
carboidrati: 5.5grammi,
grassi: 2.8 grammi, sodio: 120 mg.
Rispetto ai liofilizzati contengono solo il 40% del prodotto
principale, non hanno aggiunta di vitamine e sono costituiti anche
da sale ed olio di girasole; quest’ultimo comporta un aumento degli
acidi grassi saturi ancora una volta non elencati in etichetta.
verdure miste : cosa contiene ?
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verdure (patate, fagiolini, spinaci, carote) (55%),
acqua di cottura,
amido di mais,
farina di riso,
sale.
51 kilocalorie (kcal)
sodio: 120 milligrammi.
La maggior parte di questo tipo di prodotti è composto
prevalentemente da carote e patate ed un’importante
elemento che non viene indicato nell’etichetta sono le
fibre.
Non c’è quello di coccodrillo ?
Ma…. li avete mai provati ???
Il gusto ??
Nessun diritto al piacere ???
Ma quanto costano ???
Tipo
Grammi
Netto Euro/conf Euro al kg
pollo
320
128
4
31.25
Manzo
320
128
5
39.06
Orata
160
64
5.5
85.94
Mela
200
170
2.8
16.47
Liofil
Agnello
30
25.5
6.35
249.02
Ma il GUT non è solo un sistema di riciclo di energia !
Il lattante ha BISOGNO del bolo
alimentare semisolido per SVEZZARSI
!!! Deve sentire massa, consistenza,
sapori, freschezze, piacere per
sviluppare le cruciali capacità di
gestione di alimenti diversi dal latte !
Trasformare alimenti naturali in una
pappetta informe è un grave inganno
alla nobile funzione gastrointestinale e
cognitiva del bambino
Un complesso sistema Sensitivo nel GUT umano
Ma perché piace ? Perché Disgusta ?
Edonismo per ... Essere felici ???
Una nuova Scienza : Nutrigenomica ?
The European Nutrigenomics Organisation linking genomics, nutrition and health research che ha permesso lo svolgimento di
diverse linee di ricerca è NUGO e per saperne di piu’ ecco il sito
Infiniti gusti ?
Ma no !! Solo 5 gusti !
SALATO – DOLCE – ACIDO - AMARO – UMAMI (Saporito)
La via del gusto
AD OGNI GUSTO I SUOI RECETTORI
RECETTORI ACCOPPIATI A PROTEINE G
PER DOLCE, AMARO e UMAMI
CANALI IONICI PER
L’ACIDO ED IL SALATO
Scelte alimentari che ci hanno fatto sopravvivere
nella caverna…
Cibi dolci, salati e ad
alta densità energetica
Piacere
Avversione
amaro e acido
(veleni,tossine)
…fenoli, alcaloidi, glicosidi,terpeni,steroidi, peptidi, aminoacidi,
amidi,amine,acidi grassi,composti eterociclici, tiouree,
carbamidi, esteri, lattoni, composti carbonilici………….
Il 10% delle specie vegetali sintetizza metaboliti secondari tossici
Il recettore dell’amaro TAS2R38 esibisce polimorfismi genetici che
distinguono Percettori, da non Percettori e da Super-percettori
ATTIVAZIONE
DEL
RECETTORE
A262V
V296I
P49A
INTERAZIONE CON
LA PROTEINA G
PVI
PAI
PERCETTORE
PAV
41%
AAV
AAI
12%
42%
AVI
NON PERCETTORE
Il differente gradimento di alcuni alimenti
è associato alla sensibilità al PROP
Non Percettore
Super Percettore
I percettori hanno maggiore
sensibilità per i grassi
10%
40%
e li gradiscono di meno!
Tepper BJ et al. Ann N Y Acad Sci. (1998)
I superpercettori sono più sensibili al grasso, al piccante
e al dolce e le scelte alimentari ne sono influenzate
NON percettori
SUPERpercettori
I SuperPercettori hanno una maggiore densità di papille
e più gemme gustative rispetto ai Non Percettori
NON percettore
SUPER percettore
…le gemme gustative sono riccamente innervate dal trigemino che
conduce sensazioni chemoestetiche responsabili della percezione
della consistenza e della densità calorica dei cibi
Gli Ormoni
del sistema
gastro
intestinale
Le cellule Enteroendocrine di villi
e cripte hanno recettori per il
dolce e l’amaro.
Gli zuccheri inducono la
produzione di
glucagon-like peptide-1 (GLP-1)
e
glucose-dependent
insulinotropic peptide (GIP),
che rilasciati nello spazio
interstiziale agiscono da ormoni
paracrini ed a distanza.
Stomach’s Sweet Tooth
Turns out taste is not just for the tongue
Il “gusto” nell’intestino…
Recettori T2R e T1R sono
espressi nelle cellule
enteroendocrine del tratto
gastrointestinale, le stesse
cellule che rilasciano peptidi
che regolano una varietà di
funzioni gastrointestinali
PNAS, 2002
Am.J.Physiol.,2006
Possiamo ipotizzare fenotipi di suscettibilità?
Fattori predisponenti
genetici e ambientali
Polimorfismi dei recettori del gusto
Risposte al contenuto luminale
Scelte alimentari
Disturbi funzionali del tratto GI
Disordini metabolici
T2R38 taste receptor
polymorphisms underlie
susceptibility to upper respiratory
infection
The Journal of Clinical Investigation Oct 2012
http://www.jci.org
Robert J. Lee,1 Guoxiang Xiong,2 Jennifer M. Kofonow,1 Bei Chen,1 Anna Lysenko,3 Peihua Jiang,3 Valsamma Abraham,4
Laurel Doghramji,1 Nithin D. Adappa,1 James N. Palmer,1 David W. Kennedy,1Gary K. Beauchamp,3 Paschalis-Thomas
Doulias,4,5 Harry Ischiropoulos,4,5 James L. Kreindler,4
Danielle R. Reed,3 and Noam A. Cohen1,6
T2R38 is expressed at the apical membrane and cilia of sinonasal airway epithelial cells in
human tissue and human sinonasal cultures.
Pseudomonas Aeruginosa on Epithelial Cells
An intercellular signalling mechanism called
quorum sensing regulates processes associated
with virulence.
In many bacteria, quorum sensing is mediated
by N-acylated-L-homoserine lactones (AHLs).
Ligand binding and dimerization of Quorum sensing Signal Receptors cR compared to other
AHL receptors.
Lintz M J et al. PNAS 2011;108:15763-15768
©2011 by National Academy of Sciences
A working model for the sweet and umami taste receptor structure–function relationships
N-acylated-L-homoserine lactones (AHLs).
DOLCE
Xu H et al. PNAS 2004;101:14258-14263
©2004 by National Academy of Sciences
UMAMI
ELFID -UNINA Federico II
Activation of T2R38 by PTC or Pseudomonas AHLs results
in NO production.
Pseudomonas CM and AHLs stimulate a T2R38-dependent,
NO-dependent increase in mucociliary clearance.
Non Percettore :
Schifiltoso ? Ma... più a rischio di infezioni !
Nessuno di 11 pazienti che avevano il gene TASR38
omozigoti PAV/PAV (Sensibili all’amaro) si era infettato
con lo Pseudomonas Aeruginosa contro 9/25 eterozigoti
AVI/PAV (JCI 2012)
TRP channels: new targets for chemosensation and
visceral pain
Ma perché mangiamo tanti ‘non
nutrienti ??
Che ci danno Basilico ed
Origano ?
Nat Neurosci. 2006 May;9(5):628-35. Epub 2006 Apr 16. Links
Oregano, thyme and clove-derived flavors and skin sensitizers
activate specific TRP channels.
Xu H, Delling M, Jun JC, Clapham DE.
• Carvacrolo, eugenolo e timolo sono contenuti in origano,
salvia, chiodi di garofano e timo. Applicati sulla lingua
elicitano una sensazione di calore e ‘piacere’ (?)
• Il Canale TRPV3 è fortemente attivato da carvacrolo, timolo
ed eugenolo.
• Le cellule della lingua e della cute rispondono a carvacrolo
ed eugenolo aumentando il livello intracellulare di Ca2+ .
• Il carvacrolo attiva ed immediatamente desensibilizza
TRPA1, la cui attivazione spiega la sensazione di ‘pungente’
dell’origano.
Il TRPV1 è un recettore canale che appartiene alla
superfamiglia dei Transient Receptor Potential ion channel
sono attivati da :
• capsaicina, in quanto
molecola idrofoba, il suo
sito di legame può
trovarsi sia nella
porzione intracellulare
che extracellulare del
recettore.
• Calore: 43° C • pH< 6
I Transient Receptor Potential (TRP) sono una superfamiglia di proteine
transmembrana che agiscono da sensori molecolari per una serie di funzioni
fisiologiche e patologiche. Controllano la vasodilazione, la sensazione termica,
meccanica, chimica (chemoesthesi), dolorosa, gustativa
Br J Pharmacol. 2008 Apr;153(8):1739-49. Epub 2008 Mar 10. Links
Thymol and related alkyl phenols activate the hTRPA1 channel.
Lee SP, Buber MT, Yang Q, Cerne R, Cortés RY, Sprous DG, Bryant RW.
• Il Timolo attiva energicamente una risposta di
potenziale di membrana con aumento del Ca
intracellulare nel canale hTRPA1
• Ma la attivazione da timolo subito dopo
desensibilizza il hTRPA1 verso ulteriori
esposizioni al timolo o al suo ligando allyl
isothiocyanate
• Questi risultati suggeriscono che il hTRPA1 è il
sensore della proprietà pungente o aversiva di
questi importanti fenoli
Parasitol Res. 2007 Jul;101(2):443-52. Epub 2007 Mar 7. Links
Antigiardial activity of Ocimum basilicum essential oil.
de Almeida I, Alviano DS, Vieira DP, Alves PB, Blank AF, Lopes AH, Alviano CS, Rosa Mdo S.
• Nahrung. 2003 Apr;47(2):117-21. Links
• Antifungal activity of peppermint and sweet basil essential oils and their
major aroma constituents on some plant pathogenic fungi from the
vapor phase. Edris AE, Farrag ES.
• Microbiol Res. 1999 Dec;154(3):267-73. Links
• Bactericidal activities of essential oils of basil and sage against a range of
bacteria and the effect of these essential oils on Vibrio
parahaemolyticus. Koga T, Hirota N, Takumi K.
• Insalata di pomodori con ANTIBIOTICI ??
ELFID -UNINA Federico II
Erbe, sapori e … farmaci !
• il basilico inibisce l'aggregazione piastrinica indotta da
ADP e da trombina, con effetto antitrombotico in vivo:
è superiore all’ aspirinetta, utilizzata attualmente
• gli oli del basilico e della menta hanno una attività
antifungina contro i principali funghi responsabili di
deterioramento della frutta durante le fasi di trasporto
e immagazzinamento
• basilico, origano, salvia, timo e menta hanno
un’efficace attività antiossidante come additivi
alimentari, per ridurre il deterioramento ossidativo
degli alimenti e migliorarne, quindi, la qualità
Nat Neurosci. 2008 Mar;11(3):255-61. Epub 2008 Feb 24. Links
A single N-terminal cysteine in TRPV1 determines activation by
pungent compounds from onion and garlic.
Salazar H, Llorente I, Jara-Oseguera A, García-Villegas R, Munari M, Gordon SE, Islas LD, Rosenbaum
• I canali TRPA1 sono attivati da composti piccanti dell’aglio,
cipolle, mostarda e cannella.
• Il TRPV1 è anche attivato dall’allicina , la molecola attiva
dell’aglio , e partecipa insieme con il TRPA1 nella
sensazione di dolore/malessere associati a questi composti.
• Nel TRPV1 queste molecole agiscono mediante modifiche
covalenti di residui di cisteina.
• Questi dati documentano che esiste un meccanismo ben
conservato che fornisce nuovi approcci alla identificazione
delle basi molecolari di stimoli piacevoli o nocivi.
Scelte alimentari che ci hanno fatto sopravvivere nella
caverna ora, nel supermercato, ci accoppano !
• I geni del bambino
ancora preferiscono
cibi dolci, salati ed alta
densità energetica,
• Respingono l’amaro e
l’acido per evitare i
pericoli fuori la caverna
Oggi il rifiuto del vegetale e della frutta alza spropositatamente la
densità calorica . Il cibo confezionato ha triplicato la densità
calorica media : ma i geni sono ancora quelli, destinati
all’accumulo per un ambiente di consumo energetico che non
esiste più !
Attenti al loro gradimento !
ELFID -UNINA Federico II
C’è da divertirsi, non solo ‘lavorare’
• La componente genetica del gusto nell’uomo
non è molto rilevante: l’apprendimento, la
tradizione e la cultura possono modificare
fortemente le preferenze che sarebbero
indotte geneticamente.
• Bisogna impegnarsi per ridare al bambino fin
dallo svezzamento la straordinaria funzione di
educazione al gusto.
• Non certo aprendo un barattolo….
ELFID -UNINA Federico II
L’Industria deve ascoltare la Scienza
• L’offerta di alimenti per l’infanzia (solo?!?)
potrà essere modulata alla predisposizione
genetica del bambino
• Assaporare l’amaro, i friarielli, ci aiuterà a
combattere le malattie
• Il recupero della Tradizione Mediterranea
deve essere riscritto in chiave innovativa
Ed ora ? … sta a voi la scelta !!!!