Aminoacidi

In chimica gli amminoacidi (impropriamente chiamati anche aminoacidi o amino acidi) sono molecole organiche che nella loro struttura recano sia il gruppo funzionale amminico (delle ammine) (-NH2) denominato N terminus, sia quello carbossilico (degli acidi carbossilici) (-COOH) denominato C terminus. Proprio per questo sono molecole anfotere o zwitterioni, poiché presentano contemporaneamente un gruppo acido (-COOH) e un gruppo basico (-NH2). In funzione del valore del pH dell'ambiente chimico in cui si trova la molecola, i due gruppi terminali sono neutri o ionizzati.

In biochimica il termine amminoacidi si riferisce più spesso agli L-α-amminoacidi, di formula generica NH2CHRCOOH, cioè quelli il cui gruppo amminico e il cui gruppo carbossilico sono legati allo stesso atomo di carbonio, chiamato appunto carbonio α, in configurazione L, dotati quindi di relativa attività ottica, con l'unica eccezione della glicina che è achirale in quanto -R = -H. È a questo tipo di amminoacidi che questo articolo è dedicato.

Gli amminoacidi sono le unità costitutive delle proteine e in questo caso vengono definiti proteinogenici; a seconda del tipo, del numero e dell'ordine di sequenza con cui si legano i diversi amminoacidi, è possibile ottenere un enorme numero di proteine. Il legame covalente che unisce il terminus N col terminus C di due amminoacidi (con eliminazione di una molecola d'acqua) è definito legame peptidico o giunto peptidico. Le catene di peptidi sono indicate col termine di polipeptidi e possono contenere un numero molto elevato (centinaia o migliaia) di unità peptidiche; nel caso in cui il numero di unità sia limitato a meno di una decina si impiega il termine oligopeptidi. Le semplici catene di polipeptidi costituiscono la struttura primaria delle proteine.

In natura, conosciamo classicamente 20 amminoacidi proteinogenici; più recentemente se ne sono aggiunti altri due (1986, 2004): la selenocisteina (SEC), considerato marginale fino alla scoperta di un ulteriore amminoacido, il 22°, chiamato pirrolisina (presente anche in alcuni archeobatteri). Alcuni autori ammettono anche un 23° amminoacido proteinogenico, la N-formilmetionina, un derivato della metionina, che inizia la sintesi proteica di alcuni batteri. Il nostro organismo riesce a sintetizzare alcuni degli amminoacidi necessari per costruire le proteine, ma non è capace di costruirne altri, che vengono perciò definiti "essenziali" e devono essere introdotti con gli alimenti.

Gli aminoacidi (o amminoacidi) sono l'unità strutturale primaria delle proteine. Possiamo quindi immaginare gli aminoacidi come mattoncini che, uniti da un collante chiamato legame peptidico, formano una lunga sequenza che dà origine ad una proteina.

All'interno dello stomaco e del duodeno questi legami vengono rotti ed i singoli aminoacidi giungono sino all'intestino tenue dove vengono assorbiti come tali ed utilizzati dall'organismo.

Dal punto di vista chimico l'aminoacido è un composto organico contenente un gruppo carbossilico (COOH) ed un gruppo aminico (NH2). Oltre a questi due gruppi ogni aminoacido si contraddistingue dagli altri per la presenza di un residuo (R) conosciuto anche con il nome di catena laterale dell'aminoacido.

Nella sintesi proteica intervengono solo venti dei diversi aminoacidi esistenti in natura (attualmente oltre cinquecento). Dal punto di vista nutrizionale questi aminoacidi possono essere a loro volta divisi in due grandi gruppi: quello degli aminoacidi essenziali e quello degli aminoacidi non essenziali.

Sono definiti essenziali quegli aminoacidi che l'organismo umano non riesce a sintetizzare in quantità sufficiente a far fronte ai propri bisogni. Per l'adulto sono otto e più precisamente: fenilalanina, isoleucina, lisina, leucina, metionina, treonina, triptofano e valina. Durante il periodo dell'accrescimento agli otto ricordati ne va aggiunto un nono, l'istidina, in considerazione del fatto che in questo periodo le richieste di tale aminoacido sono più elevate rispetto alla capacità di sintesi.

Sono considerati aminoacidi semiessenziali la cisteina e la tirosina, in quanto l'organismo li può sintetizzare a partire da metionina e fenilalanina.

Sono definiti aminoacidi condizionatamente essenziali (arginina, glicina, glutammina, prolina e taurina) quegli aminoacidi che ricoprono un ruolo fondamentale nel mantenimento dell'omeostasi e delle funzioni dell'organismo in determinate situazioni fisiologiche. In alcune condizioni patologiche questi aminoacidi possono non essere sintetizzati a velocità sufficiente per far fronte ai reali bisogni dell'organismo. 

L'arginina sta assumendo notevole importanza, come precursore dell'ossido nitrico, per le tante funzioni che quest'ultimo espleta nell'attività cellulare, nella trasduzione dei segnali biologici e  nella difesa immunitaria.

CONTENUTO IN AMINOACIDI ESSENZIALI: si possono definire complete o nobili quelle proteine che contengono tutti gli AA essenziali in quantità e in rapporti equilibrati. In generale le proteine animali sono complete e quelle vegetali sono incomplete. La dicitura nobili associata alle proteine vegetali non è corretta ed è stata introdotta per contrastare il detto secondo il quale "i legumi sono la carne dei poveri". In realtà assumere una discreta fonte di proteine vegetali nella dieta è importantissimo e per valorizzarle ulteriormente questo concetto è stato introdotto impropriamente il termine "nobili". In ogni caso queste carenze possono essere superate semplicemente utilizzando appropriate associazioni alimentari ad esempio PASTA e FAGIOLI. Si parla in questo caso di mutua integrazione perché gli aminoacidi di cui è carente la pasta vengono forniti dai fagioli e viceversa.

AMINOACIDO LIMITANTE: di una proteina o di una miscela proteica è l'aminoacido essenziale carente o del tutto assente che limita l'utilizzo di tutti gli altri aminoacidi anche se presenti in eccesso rispetto ai bisogni. Come abbiamo visto nelle proteine di origine vegetale questo aminoacido non è in genere sufficiente a garantire il fabbisogno e dev'essere introdotto tramite l'abbinamento con altri cibi.

INDICE CHIMICO: è dato dal rapporto tra la quantità di un dato aminoacido in un grammo della proteina in esame e la quantità dello stesso aminoacido in un grammo della proteina di riferimento biologica (dell'uovo). Più è alto questo indice e maggiore sarà la percentuale di aminoacidi essenziali.

AMINOACIDI RAMIFICATI: o BCAA sono tre aminoacidi essenziali (Valina, Isoleucina e Leucina) che in particolari condizioni, come l'impegno fisico intenso, vengono utilizzati come substrato energetico ausiliario di grassi e carboidrati.

La funzione primaria degli aminoacidi è quella di intervenire nella sintesi proteica, necessaria per far fronte ai processi di rinnovamento cellulare dell'organismo. Oltre a questa funzione, detta "plastica", gli aminoacidi hanno anche una modesta ma non trascurabile importanza nella produzione energetica (aminoacidi ramificati)

Alcuni aminoacidi sono inoltre precursori di  composti che svolgono importanti funzioni biologiche.