Gli acidi grassi essenziali Omega 3 e Omega 6 Prof.ssa Tiziana Montalcini Nutrizione Clinica Università di Catanzaro JAMA 1995; 274:1363 Non affetti da malattia cv Campione al momento dell’evento (N Engl J Med 2002;346:1113-8 Senza malattia CV Campione congelato Physicians’ Healthy Study Follow-up 17 aa; Matching fumo, età Familiarità Am J Clin Nutr 2003;77:319–25. Gli acidi grassi Chimicamente sono catene acidiche, di lunghezza variabile; contengono un numero pari di atomi di carbonio. Possono essere saturi (nessun doppio legame) o insaturi (doppi legami) Raramente sono acidi grassi liberi; si trovano incorporati nelle varie classi lipidiche (principalmente trigliceridi, fosfolipidi, esteri del colesterolo, sfingolipidi, cere, alcoli alifatici, ecc.) Nel sangue come frazione libera (FFA) si ritrovano in concentrazione assai esigua (circa l’1,5% di tutti i lipidi circolanti). Biochimica degli Acidi Grassi Gli acidi grassi in parte derivano dalla dieta, cioè dalle sostanze grasse, in prevalenza trigliceridi, che introduciamo con gli alimenti (olio, burro, carni, formaggi, ecc.) e in parte vengono sintetizzati dall’organismo. La biosintesi avviene principalmente a livello del tessuto epatico e, in misura minore, in alcuni tessuti extraepatici (sistema nervoso centrale, piastrine, neutrofili, miociti). La classificazione La classificazione in base alla lunghezza ed al grado di insaturazione. (a) acidi grassi a corta catena (SCFA) fino a 4 atomi di carbonio (b) acidi grassi a catena media (MCFA) fino a 12 atomi di carbonio con funzione metabolica ed energetica (c) acidi grassi a lunga catena (LCFA) fino a 18 atomi di carbonio con un ruolo energetico, metabolico e strutturale a loro volta classificabili in: Classificazione -2 c1) LCFA saturi di cui fanno parte sia i trigliceridi di deposito sia i componenti strutturali di membrana; c2) LCFA monoinsaturi (acido oleico 18:1 ω-9) con funzione ipocolesterolemizzante; c3) LCFA polinsaturi che include AGE- essenziali (acido linoleico e linolenico) d) acidi grassi a catena molto lunga da 20 atomi di carbonio in poi (ω-3, ω-6, ω-9) e loro derivati prostaglandine, trombossani e leucotrieni. Fonti Gli acidi grassi saturi possono derivare dalla dieta Gli acidi grassi monoinsaturi i più abbondanti nel mondo animale sono l’acido oleico (18:1 ω-9) e l’acido palmitoleico (16:1 ω-7) Polinsaturi: Doppi legami possono essere inseriti in un acido grasso monoinsaturo ad opera di desaturasi in genere presenti nel mondo animale. Gli animali non posseggono però desaturasi per inserire doppi legami oltre il nono-decimo atomo di carbonio, Ne consegue che negli ac polinsaturi tutti i doppi legami sono situati nella porzione carbossilica della molecola (acidi grassi polinsaturi non essenziali ) Gli acidi grassi essenziali Gli acidi grassi essenziali sono generalmente suddivisi in due classi, ω-3 ed ω-6, a seconda della posizione del loro primo doppio legame nella porzione metilica della molecola. I capostipiti sono l’acido α-linolenico (18:3 ω-3) e l’acido linoleico (18:2 ω-6) entrambi di origine vegetale, non sintetizzati. I microsomi epatici e cerebrali posseggono la capacità di allungare e desaturare ulteriormente gli acidi grassi capostipite forniti con la dieta, formando attraverso una serie alternata di desaturazioni ed allungamenti gli acidi grassi polinsaturi a catena lunga da cui si formano gli eicosanoidi e i mattoni costituenti le membrane cellulari e mitocondriali. Caratteristiche biochimiche, biochimico-cliniche ed azioni biologiche degli Acidi grassi ω-3 ed ω-6 L’acido linoleico e l’acido α-linolenico, sono acidi grassi essenziali, in quanto l’organismo umano non è in grado di sintetizzarli da altri acidi grassi. Gli acidi grassi ω-6 ed ω-3 sono componenti fondamentali delle membrane plasmatiche; inoltre, la loro trasformazione metabolica dà origine agli eicosanoidi, che sono importanti mediatori di numerose reazioni cellulari. Prostaglandine, trombossani e leucotrieni derivano tutti dal metabolismo degli acidi grassi ω-6 ed ω-3 attraverso reazioni catalizzate dagli enzimi ciclossigenasi e lipossigenasi. L’enzima.-6-desaturasi rappresenta una barriera per ambedue le serie ω-6 ed ω-3 L’attività catalitica dell’enzima è inibita o bloccata da: grassi saturi, acidi grassi trans, l’iperglicemia, l’alcool, l’invecchiamento, l’adrenalina (azione mediata da β-recettori), i glucocorticoidi, una dieta ipoproteica, i virus oncogeni, le radiazioni ionizzanti. Quindi si riduce la sintesi di ω-6 ed ω-3 Fonti l’acido α-linolenico ( vegetali a foglia verde, nei legumi, nella frutta secca, nelle noci, in alcuni oli come quelli di lino e di soia, nell’estratto di colza o ravizzone) trasformato in EPA e DHA effetti biologici nel cervello, della retina e delle gonadi e che esplicano una azione protettiva nei confronti del processo aterosclerotico e dell’insorgenza di malattie cardio-vascolari. l’acido eicosapentaenoico o EPA (20:5 ω-3), l’acido docosaesaenoico o DHA (22:6 ω-3). EPA e DHA sono i più importanti acidi grassi a lunga catena della serie ω-3 e svolgono nell’organismo umano funzioni strutturali e funzionali. FUNZIONI AGE Il DHA funzione strutturale; presente nei fosfolipidi dei sinaptosomi cerebrali, nella retina e nei fosfolipidi dei canali intramembrana del sodio. ruolo importante nello sviluppo e nella maturazione cerebrale, dell’apparato riproduttivo e del tessuto retinico. L’EPA è il principale precursore delle prostaglandine della serie 3, le quali posseggono una importante attività antiaggregante piastrinica. precursore di prostaglandine PGI3; la produzione di leucotrieni B5 (molto meno infiammatori rispetto ai leucotrieni B4), l’attività fibrinolitica; la deformazione degli eritrociti; l’aumento delle HDL. (antiinfiammatorio, antiaggregante) FUNZIONI AGE Una diminuzione o assenza di acidi grassi ω-3 comporta una maggiore produzione di acido arachidonico, un aumento dell’aggregazione piastrinica e la formazione di trombossani, un aumento dell’attività dei macrofagi, una aumentata formazione di interleuchina 1, di leucotrieni 4, del PAF un incremento delle LDL, delle VLDL, dei trigliceridi e della viscosità ematica. Omega- 6 Precursore è l’acido linoleico (18:2 ω-6), cui deriva l’acido arachidonico (20:4 ω-6). l’acido linoleico è presente negli oli di semi; l’acido arachidonico è tipico del mondo animale essendo un prodotto di conversione dell’acido linoleico. Omega-6 L’acido arachidonico è presente nei fosfolipidi di membrana ed è importante, nello sviluppo embrionale e nell’accrescimento del bambino, produce le prostaglandine della serie 2 , trombossano A2 ad attività pro-infiammatoria e aggregante piastrinica . Dall’acido arachidonico tramite la via lipossigenasica si formano i leucotrieni, che hanno una azione broncocostrittrice– Slow Reacting Substance of Anaphylaxis). Effetti finali gli acidi grassi ω-3 (EPA) formano prostaglandine della serie 3 e leucotrieni della serie 5 riducono i processi infiammatori, provocano vasodilatazione e riducono la broncocostrizione. Il fabbisogno giornaliero degli acidi grassi ω-3 EPA e DHA è di 1 g al giorno (circa lo 0,5% delle calorie totali) mentre per l’acido γ-linoleico ω-6 è di 560 mg al giorno (circa lo 0,25% delle calorie totali). In condizioni di alterato assorbimento è consigliabile raddoppiare le dosi. Note di Patologia Una diminuzione di acidi grassi ω-6 comporta lesioni della cute, anemia, aumento dell’aggregazione piastrinica, trombocitopenia, steatosi epatica, ritardata cicatrizzazione delle ferite, una aumentata suscettibilità alle infezioni, diarrea e ritardo di crescita nell’età evolutiva. Note di Patologia-2 Una diminuzione di acidi grassi ω-3 è caratterizzata da sintomi neurologici, ridotta acuità visiva, lesioni cutanee, ritardi di crescita, riduzione della capacità di apprendimento, elettroretinogramma anormale. Acidi grassi ω-3 ed ω-6 nella prevenzione e nella terapia 1)prevenzione di malattie cardio-vascolari e dei 1) fattori di rischio per l’aterosclerosi; 2)prevenzione e terapia di patologie immunoallergiche e cutanee; 3) patologie congenite del metabolismo quali l’Adrenoleucodistrofia e la fenilchetonuria Studi recenti indicano che regimi dietetici ricchi di acido α-linolenico determinino una riduzione della mortalità cardio-vascolare, in particolare della morte improvvisa e delle recidive di infarto miocardico, senza influenzare colesterolemia e pressione arteriosa, fattori classici di rischio coronarico. Nella dermatite atopica soprattutto nell’età infantile. l’importanza degli acidi grassi insaturi ω-3 e ω-6 sono le neoplasie della mammella, del colon, della prostata, artriti, disturbi mentali, disturbi della vista, patologie immuni. Acidi grassi ω-3 ed ω-6 e nutrizione artificiale la somministrazione orale porta alla incorporazione degli acidi grassi ω-3 nelle membrane cellulari solo dopo una dieta di parecchie settimane, mentre la somministrazione parenterale porta a questo risultato entro pochi giorni. Un apporto di acidi grassi essenziali ω-3 ed ω-6 è particolarmente indicata nei prematuri e nei neonati di basso peso alla nascita, in considerazione che l’organismo ha a disposizione solo scarse risorse endogene per la rapida crescita in peso. Inoltre, nel periodo perinatale la capacità di sintetizzare acidi grassi insaturi a catena lunga dai loro precursori è ridotta. L’arricchimento della alimentazione con acidi grassi insaturi ω-3 ed ω-6 porta ad una normalizzazione della concentrazione di acidi grassi nei fosfolipidi e si correla con un migliore sviluppo cerebrale e delle funzioni visive. Immuno-terapia I pazienti con malattie caratterizzate da una componente infiammatoria sembra che traggano buoni benefici dalla somministrazione di acidi grassi ω-3, grazie agli effetti antinfiammatori ed immunomodulatori oltre all’effetto antiaggregante e vasodilatatore con aumento della perfusione microvascolare con riduzione del rischio trombotico. I pazienti che possono, dunque, beneficiare della somministrazione parenterale di acidi grassi ω-3 sono oltre ai (1) post-traumatizzati e post-chirurgici quelli con: (2) sepsi e Sindrome di Risposta Infiammatoria Sistemica (SIRS); (3) rischio di processi infiammatori intensi; (4) funzione immunitaria compromessa; (5) malattie infiammatorie dell’intestino (colite ulcerosa e morbo di Crohn); (6) funzione polmonare compromessa (scompenso polmonare acuto o cronico); (7) trapianto renale; (8) patologie cutanee infiammatorie (psoriasi, eczema atopico); (9) patologia caratterizzata da grave stress metabolico. Gli acidi grassi ω-3 ed ω-6 presentano nella loro struttura doppi legami con tendenza ad autoossidarsi sia durante la conservazione che nell’organismo; l’ossidazione può essere prevenuta efficacemente aggiungendo un antiossidante come la vitamina E (la riduzione dei livelli di ac arachidonico nei campioni conservati è indice di ossidazione) Dosaggio nei fluidi biologici (sangue intero) e nei tessuti (membrane GRossi) con metodiche affidabili per sensibilità e specificità (gascromatografia) Un’aumentata assuzione di EPA e DHA comporta: Arricchimento delle membrane cellulari a spese dell’AA (anche miocardio) Inibizione, per competizione, degli enzimi Cox e LOX Produzione di PG serie 3 (PG3, trombossano A3), leucotrieni serie 5 Interferferenza con la sintesi dellìAA dal precursore AL Modulazione canali ionici Azioni antitrombotiche-antiinfiammatorie antiaritmiche Bibliografia 1) Agostoni C, Bruzzese MG: Gli acidi grassi: classificazione biochimica e funzionale. Ped. Med. 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Olio di oliva (principale sorgente di grassi) Pesce e pollame consumati in quantità da moderata a bassa Piccoli quantitativi di carne rossa, uova e formaggi Moderata quantità di vino IL LYON HEART STUDY Caratteristiche studio •Studio di prevenzione secondaria randomizzato •423 pazienti di sesso maschile con storia personale di infarto miocardico •Randomizzazione:dieta mediterranea (219) vs dieta ipolipidica “prudente” (204) •Follow-up: 46 mesi •End-point: infarto non fatale o morte coronarica Lyon heart study - Risultati 1,05 sopravvivenza 1 0,95 -70% p<0.003 0,9 0,85 0,8 diet medit controllo 0,75 1 2 3 4 anni follow up 5 Lyon Diet Heart Study Risultati Sopravvivenza cumulativa senza infarti, angina, rivascolarizzazione Circulation 1999; 99:779 DIABETE Prevenzione diabete con modificazioni stile di vita Incidenza cumul Diabete (%) 40 controllo 30 Stile di vita 20 10 0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Anni Diabetes Prevention Program Effetti della restrizione dietetica in sogg con diabete tipo 2 Rapida riduzione del rilascio epatico basale di glucosio (elevato abnormemente nei sogg. con diabete) – Aumentata captazione dell’insulina da parte del fegato – Soppressione di produzione epatica di glucosio da parte di corpi chetonici (che aumentano durante il dimagrimento Miglioramento sensibilità insulina Terapia nutrizionale e diabete tipo 2 Dieta ipocalorica (restrizione calorica pari a 250500 calorie/die rispetto all’introito calorico usuale) Riduzione grassi totali e dei saturi (< 10% dell’introito calorico). Le calorie provenienti dai polinsaturi dovrebbero essere ≤ 10% Riduzione colesterolo a ≤ 300 mg/die L’introito di Proteine non va cambiato, tranne in casi di nefropatia Non ci sono evidenze per suggerire supplementazioni con vitamine o minerali Terapia nutrizionale e diabete tipo 2 I Carboidrati dovrebbero rappresentare il 55% delle calorie assunte Non esistono prove a supporto dell’abolizione degli zuccheri semplici Possono essere usati dolcificanti acalorici come saccarina, aspartame acesulfame Fibre 20-35 g/die Sodio non più di 3 g/die, se ipertesi < 2,4 g/die se anche nefropatici < 2 g/die Alcool: non più di due bicchieri/die (maschi) e non più di 1 (femmine) Indice Glicemico (IG) E’ stato sviluppato per comparare gli effetti dei vari carboidrati sulla glicemia Misura l’area sotto la curva della glicemia postprandiale dopo carico di 50 g di CHO comparata a quella del glucosio o pane bianco (standard) IG < 55 =basso IG 55-70=moderato IG >70=alto Non misura il tempo del raggiungimento del picco glicemico, che in genere è costante ( raggiunto nello stesso tempo) Indica quanto aumenta la glicemia (quantizza la risposta glicemica) di un alimento in paragone ad alimenti standard (glucosio o pane bianco) Carico Glicemico (GL) si ottiene moltiplicando IG x quantità del CHO nell’alimento, specificando quindi l’effetto di quella quantità di CHO in quell’alimento, sulla glicemia ematica Studi indicano che alimenti a basso IG migliorano il controllo glicemico in soggetti con diabete (Brand- Miller 2003) Comunque effetti sugli outcomes (complicanze) sono inconsistenti (Pi-sunyer 2002; Franz 2003) Limiti -Stesso alimento in paesi diversi può avere IG diverso (patate australiane hanno un IG> americane) -Frutta matura maggiore indice glicemico della acerba (mele verdi nel diabete) -Indice glicemico aumenta con calore (tempo di cottura e T) - Legato anche alla Quantità di carboidrati che si assume IPERTENSIONE Sodio e Ipertensione Giappone del nord Consumo sodio g/die 30 Africa(bantu) 20 Giappone del sud Nordamerica 10 Alaska Isole Marshall 0 0 10 20 % sogg ipertesi 30 40 Sodio e mortalità (NHANES) mortalità/1000 pers/anno 30 25 20 mort tot mort cvd 15 10 5 0 1 2 3 4 Quartili sodio Sesso M g/die Sesso F g/die 1.5 1.8 2.6 0.7 1.2 1.8 4.5 3.0 1 2 3 4 Quartili sodio/calorie Diet And Reinfarction Trial 2033 maschi con pregresso IMA Grassi < 30% NO NO NO SI NO SI SI SI por pesce/sett NO NO SI NO SI SI NO SI > 18 gr fibre/d NO SI NO NO SI NO SI SI Blurr et al Lancet 1989 2: 757 1 Grassi < 30% 2 2 por pesce/sett 3 > 18 gr fibre/d vs No Grassi < 30% vs No 2 por pesce/sett No > 18 gr vs DART 1 % Grassi MORTAL TOT (2 aa) Grassi < 30% 32% 10.9% No Grassi < 30% 35% 11.1% gr EPA/sett 2 2 por pesce/sett 2,3 9.3% No 2 por pesce/sett 0,7 12.8% p<0,05 3 > 18 gr fibre/d g/d fibre 19 12.1% No > 18 gr 9 fibre/d Blurr et al Lancet 1989;2: 757 9.9% Ruolo degli antiossidanti L’ossidazione delle LDL porta ad espressione delle molecole di adesione, e ad una loro più avida internalizzazione da parte dei macrofagi. Gli antiossidanti dietetici (in grado di inibire i processi ossidativi) sono Vitamina C, vit, E e β-carotene Homocysteine as a Risk Factor for Coronary Heart Disease 6 of 6 published studies from 1991 through 1997 showed significant relationship of elevated homocysteine and increased risk of CHD New studies show reduction in homocysteine levels decrease risk of CHD Studio NHS RR per coronaropatie basso (0.66) nelle donne che si trovavano nel quinto quintile di consumo di vit. E HPFS (Health professional follow-up) Studio • RR per coronaropatie basso negli uomini che consumano elevate quantità di βcarotene NHANES I • RR per coronaropatie basso nei soggetti che consumano elevate quantità di vit C TRIALS • Risultati per lo più deludenti con le supplementazioni Consumare una dieta bilanciata assumendo alimenti SUGGERIMENT ricchi in antiossidanti I Dieta Introito calorico correlato al raggiungimento o mantenimento del peso accettabile (BMI) Riduzione dell’assunzione di grassi a meno del 30% dell’apporto calorico totale Riduzione dell’assunzione di grassi saturi a meno del 10% dell’apporto calorico totale (Riduzione formaggi, insaccati) Aumento dell’uso di acido oleico e linolenico (Olio di oliva come condimento principale,pesce almeno 2 volte/sett.) Riduzione del colesterolo nella dieta (≦ 300 mg/die) Aumento del consumo di carboidrati complessi (frutta e verdura) Alimenti da consumare: raccomandati Cereali Pane integrale, cereali integrali senza zucchero, pasta, riso,crakers. Latte e derivati Zuppe Consommés, zuppe vegetali Pesce Pesce bianco e grasso, alla griglia e lesso. Evitare la pelle. Crostacei ostriche, capesante frutti di mare Carni Tacchino e pollo senza pelle, vitello, coniglio, cacciagione, agnello moderatamente da evitare Cornetti Brioche Latte parzialmente scremato, formaggi con pochi grassi (edam, gouda, ricotta 2 uova/sett) Latte Intero, condensato, formaggi grassi, yogurt intero Zuppe grasse, pesce fritto in oli grassi Frittura di pesce Cozze, aragoste, scampi Manzo magro, prosciutto, pancetta, agnello, maiale, fegato 2/mese Gamberi, gamberoni, calamari Anatra, oca, carni grassi, salcicce, salumi, patè, pelle Alimenti da consumare: raccomandati Grassi Frutta e Verdura Dolci e Gelati Olii monoinsaturi, e polinsaturi, margarine non idrogenate (o.oliva) Tutte le verdure e i legumi, patate bollite, tutte le frutte se in scatola senza zucchero Secca: Noci mandorle castagne Sorbetti, gelati di frutta, macedonie, meringhe, budini con latte magro Bevande Condimenti Spezie Tè, caffè, acqua, bibite a basso contenuto calorico Pepe, mostarda, erbe, spezie moderatamente da evitare Burro, strutto, lardo, grassi idrogenati, olio palma e cocco Patate al forno o fritte con Patate fritte in oli non adatti, oli adatti. Secca: anacardi, vegetali salati, salatini. pistacchi Secca: cocco noccoline salate Biscotti e merendine preparati con margarina o olii insaturi. Pasta di mandorle, marzapane, torrone Alcol, bevande al cioccolato a basso contenuto di grassi Condimenti per insalata a basso contenuto di grassi Gelati, budini, frittelle, creme con panna o burro biscotti farciti, pizze, snacks. Cioccolato, caramelle mou, barrette al cocco Bevande al cioccolato, irish coffee, frappè, caffè alla turca Sale, Maionese Dieta mediterranea consumare giuste razioni di pasta condita con sugo di pomodoro e olio di oliva cotta "al dente" accompagnare il pasto con il pane usare come condimento preferito l'olio di oliva, ricorrere con frequenza alle "carni alternative" quando si deve ricorrere al "fast-food",preferire il classico "panino con formaggio" consumare pesce con regolarità, con particolare attenzione al pesce azzurro (sarde, alici,sgombri). completare abitualmente il pasto con verdura e frutta fresca. accompagnare i pasti con modiche quantità di vino Osservazioni di Keys e White sulla popolazione di Nicotera anno 1960 500 Bassa incidenza di infarto del miocardio g/die 400 300 200 100 0 cereali legumi pesce carne ortaggi frutta olio oliva vino Consumo giornaliero di nutrienti % 100 80 3200 Cal 2300 Cal Mortalità per cardiopatia ischemica nel sesso maschile X 100.000 ab (35-64 anni) Dati ISTAT Crevalcore 148 + proteine 121 - 147 lipidi < 103 60 40 20 carboidr Nicotera Crevalcore Nicotera Consumo di pesce e mal. Cardiovascolari (x 1000) CABG MI non fat Mort X CHD 25 20 15 10 5 0 < 1/mese 1-3/mese 1/setti 2-3/sett 4-5/sett > 6/sett porzioni pesce NEJM 1995; 332:977 Differenze dietetiche nei 4 gruppi di abitanti di Crevalcore e Montegiorgio (alimenti g/die) F. Fidanza, Proceedings of the Nutrition Society, 50, 1991 GRUPPI 1 2 3 4 N. 439 185 423 489 Amidi 455 434 401 590 Carne 77 101 105 93 Pesce 21 18 22 21 Vegetali 51 42 55 55 Olio d’oliva 30 5 43 26 Frutta 155 212 198 196 Alcool 150 67 55 62 Mortalità (%) in 4 gruppi, con abitudini alimentari differenti, nelle comunità di Crevalcore e Montegiorgio (20 anni di osservazione) F. Fidanza, Proceedings of the Nutrition Society, 50, 1991 GRUPPI 1 2 3 4 N. 439 185 423 489 C.I. 11.1 10.2 10.1 11.6 ICTUS 6.9 5.9 7 3.6 43.7 40.1 38.2 TOTALE 52.3