La nutrizione è l'insieme dei processi biologici che consentono, o che condizionano, la sopravvivenza, la crescita, lo sviluppo e l'integrità di un organismo vivente, di tutti i regni (vegetali, animali, funghi, batteri, archeobatteri, protisti), sulla base della disponibilità di energia e di nutrienti.
Essa è quindi distinguibile dall'alimentazione, che in fisiologia è considerata come il momento della nutrizione corrispondente all'azione di introdure i nutrienti nell'organismo, e alle trasformazioni che il cibo subisce nel tratto digerente. In biologia, gastroenterologia, medicina interna, i termini "nutrizione" e "alimentazione" rifletono aspetti differenti, con implicazioni cliniche, terapeutiche, biochimiche distanti. In scienza della nutrizione è invece consetudine usare i due termini come sinonimi.
La nutrizione dei viventi I viventi sono accomunati da alcuni aspetti fondamentali ma differiscono nel particolare. Il particolare e differente metabolismo di un organismo da un altro determinerà le sostanze nutritive per se stesso e quelle inutilizzabili o tossiche. Per esempio, alcuni procarioti utilizano solfuro di idrogeno come nutriente, ma questo gass è velenoso per la maggioranza degli animali. Il tasso metabolico influenza la quantità di cibo che un organismo richiede, incidendo sul suo comportamento alimentare.
Una caratteristica peculiare del metabolismo che accomuna i viventi è la somiglianza delle vie metaboliche utilizzate tra specie anche molto diverse tra loro.
Le sostanze nutritive vengono variamente prelevate principalmente dall'ambiente esterno, benché esista la possibilità di autofagia, cellulare e dell'organismo in determinate circostanze. a seconda della natura chimica di queste sostanze e dei tipi di organismi viventi considerati, in una prima approssimazioneAlessandra Terzaghi, Andrea Brambilla, Biologia , Alpha Test, 1999 possono determinarsi due grosse categorie: Autotrofi: vegetali, molti procarioti, cromisti e batteri autotrofi come le alghe azzurre: assorbono generalmente dall'ambiente sostanze inorganiche semplici, in genere non utilizzando l'energia imagazzinata nei legami chimici delle sostanze organiche assimilate. Eterotrofi: animali, Funghi, molti batteri e protozoi eterotrofi devono assumere dall'ambiente molecole organiche complesse da cui trarre il carbonio indispensabile alla vita.
Viene considerato ormai noto che una dieta povera possa avere un impatto dannoso sulla salute umana e animale, causando ad esempio nell'uomo malattie da carenza, come scorbuto, beri-beri, rachitismo, condizioni sanitarie a rischio come l'obesità e comuni malattie croniche sistemiche come le malattie cardiovascolari, il diabete e l'osteoporosi. La povertà della dieta viene ovviamente collegata alle esigenzze alimentari specifiche dell'organismo considerato, che possono variare considerevolmente anche tra specie affini, dove per esempio possono essere differenti gli amminoacidi essenziali o le stesse vitamine. Il ratto ad esempio è in grado di sintetizzare autonomamente la vitamina C necessaria al proprio organismo, la cavia no.
L'esistenza di un legame tra ciò che si mangia e lo stato di salute o lo svilupparsi di alcune malattie è riconosciuta fin dall'antichità. Nel 475 a.C. Anassagora sosteneva che nel cibo esistono dei principi che vengono assorbiti dal corpo umano e usati come componenti "generativi" (una prima intuizione dell'esistenza dei principi nutritivi); nel 400 a.C. Ippocrate diceva "Lascia che il cibo sia la tua medicina, e la medicina sia il tuo cibo". Nel 1747 il medico inglese James Lind condusse il primo esperimento di nutrizione, scoprendo che il succo di limone era in grado di far guarire dallo scorbuto. Solo negli anni trenta si scoprì che questa proprietà era dovuta alla vitamina C.
Scopo della nutrizione nei diversi organismi
Gli organismi eterotrofi, a cui possiamo applicare il concetto di nutrizione, possono essere suddivisi in due classi principali: fotoeterotrofi e chemioeterotrofi.
I fotoeterotrofi producono energia dalla luce e utilizzano composti organici per funzioni plastiche. Consumano poco o niente dell'energia prodotta durante la fotosintesi per ridurre NADP a NADPH, in quanto non c'è bisogno di usare il ciclo di Calvin se carboidrati sono disponibili nella dieta. I chemioeterotrofi invece producono ATP da ossidanti chimici. Ci sono due tipi di chemioeterotrofi: chemioorganoeterotrofi e chemiolitoeterotrofi. I chemiolitoeterotrofi, o eterotrofi litotrofici come solfobatteri (ad esempio Beggiatoa e Thiobacillus) e batteri solfato-riduttori, utilizzano sostanze inorganiche per produrre ATP, tra cui il solfuro di idrogeno, zolfo elementare, tiosolfato, e idrogeno molecolare. Essi utilizzano i composti organici per costruire le loro strutture biologiche. Chemioorganoeterotrofi, o semplicemente organotrofi, sfruttano i composti di carbonio ridotto come fonti di energia, come i carboidrati, grassi e proteine da piante e animali.
La nutrizione di ogni organismo si basa sul principio che lo stato di salute viene mantenuto grazie all'assunzione, tramite gli alimenti, di principi nutritivi necessari a: fornire energia chimica per il mantenimento delle funzioni vitali e per le attività corporee, ossidando glucidi semplici e complessi, lipidi, proteine e amminoacidi, ma anche, a seconda degli organismi, i più disparati substrati chimici, dalle molecole inorganiche, ai polifenoli, agli idrocarburi del petrolio. fornire materiale plastico per la crescita, il rimodellamento e la riparazione dei tessuti utilizzando proteine, glucidi, lipidi e altre molecole. fornire materiale regolatore delle reazioni metaboliche come elementi chimici essenziali in forma inorganica (minerali), vitamine, e altre molecole. fornire materiale di riserva come grasso nel tessuto adiposo, glicogeno, amido, eccetera.
Nei Vertebrati Negli organismi superiori, e nello specifico nei vertebrati, il vasto campo abbracciato dall'argomento si restringe. Si tratta di organismi chemioorganoeterotrofi, che sfruttano un più ristretto gruppo di sostanze per le esigenze del loro metabolismo, possiedono un evoluto apparato digerente atto a trasformare i cibi in nutrienti assimilabili, hanno un sistema circolatorio atto a veicolarli nell'intero organismo, eccetera.
Tipologie di somministrazione
L'apporto di nutrienti per vie naturali viene definito «alimentazione» o (tautologicamente) «alimentazione naturale»; quello attuato per vie che aggirano la modalità naturale sono definite «alimentazione artificiale» o «nutrizione artificiale» (dove, più propriamente, si intende "nutrizione per via artificiale"). Le scienze mediche (umane e veterinarie) si occupano delle modalità di somministrazione per vie artificiali in caso di patologie coinvolgenti gli apparati interessati all'introduzione del cibo, e della diagnosi di patologie necessitanti di particolari regimi alimentari, corretti per le stesse patologie.
La somministrazione dei nutrienti può essere così suddivisa: La via naturale costituisce la modalità normale e comunemente conosciuta, dove non è necessario l'uso di alcun dispositivo esterno per l'apporto dei nutrienti. Le vie artificiali si possono distinguere in: Via enterale, necessaria quando non si è in grado di alimentarsi autonomamente o a sufficienza. Le più frequenti sono: Sondino nasogastrico: usato per breve periodo e quando si è collaboranti al suo posizionamento (e sonda da esofagostomia, più usata nella pratica veterinaria). PEG: permette una migliore tollerabilità e può essere usato anche su pazienti poco collaboranti. Via parenterale, usata principalmente quando c'è un mancato funzionamento del tratto gastrodigestivo e/o non è stato possibile applicare una nutrizione enterale.
Nel genere umano
In campo umano il metabolismo dell'organismo, le necessità alimentari e le questioni correlate, sono ulteriormente mirate alle necessità dello specifico organismo. Si tratta d'un vertebrato superiore, con uno specifico sistema digerente, dalla dentatura al canale intestinale, e una biochimica tale da permettere una nutrizione di tipo onnivoro, basata su un equilibrato apporto, in primis, di carboidrati complessi, proteine, e lipidi. Come in tutti gli organismi è fondamentale che l'apporto di macro e micronutrienti sia corretto per lo svolgimento delle funzioni vitali e quindi per permettere al corpo di mantenere i processi vitali e mantenersi in salute.
Il genere umano è onnivoro, in grado di consumare una grande varietà di materiali vegetali e animali.
Durante il paleolitico l'homo sapiens impiegava caccia pesca e raccolta quali fonti primarie di cibo, alternando ai vegetali spontanei (frutti, semi, radici, tuberi, funghi) le proteine animali (carne, pesce, insetti, molluschi, crostacei).
L'uso del fuoco è diventato documentatamente regolare nelle specie H. sapiens e H. neanderthalensis. Si ipotizza, su basi scientifiche, che un motore evolutivo per H. erectus, il primo ominide documentatamente in grado di cuocere i cibi sia stato costituito dal ricavare, con la cottura, più calorie dalla dieta, diminuire le ore dedicate all'alimentazione superando le limitazioni metaboliche che negli altri primati non hanno permesso un'encefalizzazione e uno sviluppo neuronale legato alle dimensioni del cervello in proporzione alle dimensioni corporee. Questo, unito ad un crescente consumo di proteine animali, documentatamente ascritto alla separazione Homo-Australopithecus, o H. habilis-H.erectus avrebbe costituito un potente impulso evolutivo. Un certo numero di persone consuma comunque cibi non cotti, altri si astengono dal consumo di carne in toto, o di alcuni tipi solamente, altri ancora non consumano prodotti derivanti da animali, e ciò per diversi motivi, quali la religione, l'etica o per motivi di salute.
La dieta umana dipende molto dalla cultura e dall'ambiente di ogni popolazione, contemplando popoli come gli Inuit, praticamente carnivori, e vasti strati di popolazioni tropicali pressoché vegetariane.
Lo studio della dieta ha prodotto lo sviluppo di una vera e propria scienza alimentare. In genere, gli uomini possono sopravvivere da due a otto settimane senza cibo, a seconda del grasso depositato nel corpo. La sopravvivenza senz'acqua è invece limitata a tre o quattro giorni. La carenza di cibo resta un serio problema, con circa morti per fame ogni anno. In realtà esiste anche il problema contrario alla fame, l'obesità, che nei paesi industrializzati cresce in maniera quasi epidemica, portando problemi di salute e aumentando la mortalità.
Circa diecimila anni fa, l'uomo ha sviluppato l'agricoltura e l'allevamento all'inizio del Neolitico, che ha sostanzialmente rivoluzionato il tipo di cibo che l'uomo assume, passando velocemente ad una dieta base ricca di carboidrati amilacei da cereali, proteine vegetali da legumi e proteine animali, probabilmente in minore quantità, da latte, uova, e carne di specie allevate, lipidi da semi. Si trattava di calorie a reperibilità facilitata rispetto all'ottenimento degli stessi nutrienti dalle attività di caccia e raccolta.
La disponibilità di calorie per un sempre più elevato numero di individui ha contribuito allo sviluppo di popolazioni, città e, a causa dell'aumento della densità della popolazione, a una maggiore diffusione delle malattie infettive epidemiche, nonché a variazioni nella costituzione fisica e nei caratteri antropometrici. Il tipo di cibo che si consuma e il modo in cui si prepara varia da cultura a cultura e nel corso del tempo. Progressivamente vennero introdotti nella dieta sempre nuovi cibi.
L'alimentazione corretta