Aminoacidi: cosa sono e che funzione svolgono?
Cosa sono e a cosa servono gli aminoacidi? Gli aminoacidi sono le unità che costituiscono le proteine, una classe di molecole biologiche che svolge numerose funzioni fondamentali per far funzionare il corpo umano. Sono molto importanti per l’organismo e vanno assunti tramite la dieta, soprattutto nel caso di quelli essenziali. Al di là del significato chimico, che viene approfondito in questo articolo, la parola viene spesso utilizzata nell’ambito della dieta e della palestra, soprattutto in termini di integrazione come gli aminoacidi essenziali o gli aminoacidi ramificati (BCAA).
Cosa sono gli aminoacidi?
Gli aminoacidi sono le unità strutturali delle proteine: più aminoacidi legati tra loro in numero e ordine differente costituiscono i vari tipi di proteine – ad esempio, il corpo umano ne contiene circa 100.000 differenti! Poichè l’aminoacido può anche essere definito “peptide”, la proteina a sua volta può essere anche chiamata “poli-peptide”.
Le proteine sono una classe di molecole biologiche molto presenti in natura: negli organismi animali rappresentano circa il 50% del peso secco, mentre in quelli vegetali un po’ meno poichè c’è un alto contenuto di cellulosa (una molecola che fa parte della famiglia dei carboidrati).
Quelli presenti e utilizzati dall’organismo umano, ma anche dagli altri sistemi viventi, hanno una struttura differente, anche se alcune parti sono comuni a tutti gli aminoacidi, e sono 20.
Struttura chimica
Gli aminoacidi sono costituiti da carbonio (C), idrogeno (H) e ossigeno (O) come le altre molecole biologiche (carboidrati, grassi, acqua,…), ma anche da azoto (N). La struttura comune a tutti gli aminoacidi comprende un atomo centrale di carbonio a cui sono legati:
- un atomo di idrogeno
- un atomo di azoto a cui sono legati due atomi di idrogeno (parte basica)
- un gruppo carbossilico (-COOH) (parte acida)
Il carbonio centrale ha anche un quarto legame con un elemento indicato dalla lettera “R” che rappresenta un atomo, una molecola o un gruppo differente a seconda dell’aminoacido considerato. Questo gruppo R è molto importante poichè determina le diverse proprietà biologiche dei singoli aminoacidi e, di conseguenza, delle proteine.
Due aminoacidi si legano tra loro tramite una reazione di condensazione (= viene persa una molecola d’acqua, ovvero due atomi di idrogeno e uno di ossigeno) che prevede il legame (legame peptidico) tra un atomo di carbonio di un aminoacido e l’atomo di azoto di un altro aminoacido.
Proprietà chimiche
Gli aminoacidi sono molecole chirali: hanno la proprietà di non essere sovrapponibili alla propria immagine speculare, come ad esempio anche le mani che seppure sono speculari e combaciano (palmo-palmo) non coincidono quando sovrapposte (palmo-dorso).
Un’altra proprietà è quelle dell’essere molecole anfotere, ovvero in soluzione acquosa, come ad esempio nella cellula, possono comportarsi sia come una sostanza acida che come una basica. Infatti, la struttura comprende sia una parte acida (gruppo carbossilico) che basica (gruppo amminico). A seconda del pH della soluzione può prevalere una o l’altra.
Esiste poi un pH specifico per ciascun aminoacido che viene chiamato punto isoelettrico (PI): è il valore di pH in cui l’aminoacido si trova sotto forma di ione dipolare o zwitterione.
A cosa servono gli aminoacidi? Funzioni
Gli aminoacidi sono fondamentali per la sintesi proteica e, quindi, sono indispensabili per la produzione di proteine e lo svolgimento di tutta una serie di funzioni svolte dalle stesse.
| Funzione | Definizione, esempi |
|---|---|
| Strutturale o plastica | Costituiscono, insieme ai lipidi, le membrane cellulari e danno forma alla cellula (citoscheletro) |
| Energetica | Forniscono il 10% dell’energia che viene utilizzata, il restante 90% è dato da carboidrati e grassi |
| Enzimatica | Tutti gli enzimi, sostanze che favoriscono le reazioni chimiche, hanno una struttura proteica |
| Regolatrice | Costituiscono alcuni ormoni (es. insulina), che hanno azione di regolazione |
| Di trasporto | Trasportano altre molecole. Esempi solo le lipoproteine che contengono i grassi e l’emoglobina che trasporta l’ossigeno |
| Recettoriale | I recettori, presenti nella membrana cellulare, sono proteine che sono complementari in modo specifico ad altre sostanze come ad esempio i neurotrasmettitori. |
| Di difesa | Gli anticorpi, che fanno parte del sistema immunitario, sono proteine |
| Protettiva | Ad esempio la cheratina, che si trova soprattutto nello strato esterno della pelle e che fa da barriera ad agenti esterni |
| Di movimento | Costituiscono il 20% del tessuto muscolare e permettono la contrazione (miosina, actina, …) |
| Sostegno | Si trovano negli spazi intercellulari (al di fuori della cellula) e contribuiscono alla costruzione di strutture di sostegno. Esempi: collagene, elastina |
Quali sono gli aminoacidi? Classificazione
In natura esistono numerosi aminoacidi, tuttavia nell’uomo sono presenti solamente 20. Questi vengono suddivisi in essenziali e non essenziali.
| Nome | Simbolo (lettera) | Simbolo (abbreviazione) |
|---|---|---|
| Alanina | A | Ala |
| Cisteina | C | Cys |
| Acido aspartico | D | Asp |
| Acido glutammico | E | Glu |
| Fenilalanina | F | Phe |
| Glicina | G | Gly |
| Istidina | H | His |
| Isoleucina | I | Ile |
| Lisina | K | Lys |
| Leucina | L | Leu |
| Metionina | M | Met |
| Asparagina | N | Asn |
| Prolina | P | Pro |
| Glutammina | Q | Gln |
| Arginina | S | Arg |
| Serina | R | Ser |
| Treonina | T | Thr |
| Valina | V | Val |
| Triptofano | W | Trp |
| Tirosina | Y | Tyr |
Aminoacidi essenziali
Gli AminoAcidi Essenziali (AAE) sono:
- leucina,
- isoleucina,
- valina,
- lisina,
- metionina,
- treonina,
- fenilalanina,
- triptofano,
- istidina.
Sono definiti tali poichè l’organismo non è in grado di ricavarli tramite vie metaboliche, ad esempio da precursori derivati da carboidrati o grassi.
E’ quindi indispensabili assumerli tramite la dieta: sono presenti soprattutto negli alimenti proteici ad alto valore biologico e in alcuni casi è utile ricorrere agli integratori in capsule o polvere quando necessari, ad esempio quando c’è un aumentato fabbisogno o dagli alimenti non è possibile ricavarne a sufficienza come può (non necessariamente) succedere con una dieta vegana.
Aminoacidi non essenziali
Gli aminoacidi non essenziali invece sono:
- arginina,
- alanina,
- acido aspartico,
- acido glutammico,
- cisteina,
- glicina,
- prolina,
- serina,
- tirosina,
- asparagina ,
- glutammina.
A differenza dei precedenti, possono essere ricavati in modo endogeno tramite processi metabolici. Non per questo non bisogna assumerli tramite la dieta, la sintesi proteica è comunque ottimizzata quando sono presenti tutti e 20.
Quali sono gli alimenti che contengono aminoacidi?
Per soddisfare il fabbisogno di aminoacidi, soprattutto di quelli essenziali, ci sono più fonti alimentari proteiche a cui ricorrere, sia animali che vegetali (approfondisci con l’articolo proteine animali e vegetali a confronto). I cibi di origine animale sono quelli più ricchi di aminoacidi e hanno uno spettro amminoacidico completo, che comprende tutti gli AAE. Si tratta di:
- carne,
- pesce,
- uova,
- latte e derivati.
Oltre a questi, forse i più conosciuti, ci sono però anche altre fonti che sono valide per assicurarsi una buona quota proteica giornaliera: i legumi sono gli alimenti di origine vegetale più ricchi di proteine, anche se non hanno tutti gli aminoacidi e sono carenti soprattutto di metionina e cisteina. La soia è il legume più completo (anche quello più lipidico e calorico) e da essa possono essere ottenuti molti derivati che possono entrare a far parte di una dieta, come ad esempio il tofu, i germogli o l’olio.
I cereali, invece, sono carenti di lisina e contengono gli aminoacidi di cui sono poveri i legumi: la loro combinazione nel pasto o nella giornata garantisce una certa complementarietà amminoacidica e, quindi, un pool di proteine complete, una volta “sommate”.
Frutta e verdura, invece, in generale sono praticamente prive di proteine, così come anche povere o totalmente carenti degli altri macronutrienti.
