CdSSCIENZE DELLA NUTRIZIONE UMANA
Codice016FE
CFU9
PeriodoPrimo semestre
LinguaItaliano
| Moduli | Settore/i | Tipo | Ore | Docente/i | |
| ALIMENTAZIONE E NUTRIZIONE UMA | BIO/09 | LEZIONI | 63 |
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L'insegnamento del modulo di Alimentazione fornisce le conoscenze necessarie alla valutazione della composizione corporea, del metabolismo energetico di base, dei fabbisogni nutrizionali e dei principali gruppi alimentari con i quali soddisfarli. Le conoscenze dei principi teorici sono approfondite e rese concrete durante le esercitazioni teoriche con esempi di applicazione a situazioni reali.
The course is organized into theoretical and practical sections. The theoretical section (42 hours - 6 CFU) provides students with the theoretical background underlying the evaluation of body composition and nutritional status. It also deals with nutritional requirements, portion size and how to fulfill nutritional requirements using the main food groups (the food pyramid). The special nutritional requirements of aging people, pregnant and lactating women, and kids from lactation to adolescence are also analyzed. Nutritional requirements of people with food intolerance and metabolic diseases are also considered.
During the practical section (36 hours - 3 CFU) students learn how to carry out body composition analysis and nutritional status. They will be organized in pairs and each one will act as the nutritionist of his/her fellow to measure height and body diameter (waist and hip circumference). They will become proficient with the use of bioimpedentiometry, using both single and multifrequency, to assess water distribution and estimate the active cell mass and the fat mass. After learning how to estimate the physical activity level (LAF) of their fellow, they will learn the use of a professional software for the analysis of the food diary and the elaboration of nutritional plans that optimize nutrition. They will then be challenged with the task of generating nutritional plans for people having special physiological requirements (pregnant and lactating women, aging people, newborns, infants, and adolescents) and/or food intolerance or metabolic diseases.
L'acquisizione delle conoscenze durante il corso viene verificata durante le esercitazioni teoriche nelle quali le conoscenze vengono richiamate ed utilizzate per applicarle a casi reali.
Learning will be evaluated during the practical section, when theoretical principles provided during the theoretical section are recalled and applied to real cases.
L'insegnamento del modulo di Alimentazione permette allo studente di acquisire la capacità di utilizzare le conoscenze acquisite come richiesto alla figura professionale del Biologo Nutrizionista.
The course provides students with the theoretical and practical knowledge required to operate as a professional nutritionist.
La verifica dell'acquisizione delle competenze viene valutata tramite la capacità di valutare lo stato di nutrizione di un soggetto e di valutare dei piani nutrizionali.
The acquisition of the skills required to become a professional nutritionist will be assessed during the practical section of the course, as the ability to evaluate a nutritional status and elaborate balanced nutritional plans meeting nutritional requirements appropriate for gender, age, and special nutritional requirements.
Vengono osservati l'interesse degli studenti verso gli argomenti trattati e la loro capacità di attenzione durante le lezioni e le esercitazioni teoriche.
Students motivation will be mainly assessed during the practical sections, when the course become really interactive, rather than during formal classroom teaching.
L'interesse degli studenti verso gli argomenti trattati e la loro capacità di attenzione vengono valutati durante le esercitazioni teoriche, a partire dalle loro capacità di porsi di fronte ai casi concreti proposti e di individuare le scelte corrette definendo le ragioni per rigettare quelle non corrette.
The evaluation of students motivation will rely on their ability to cope with the proposed specific nutritional challenges and elaborate a well balanced nutritional plan.
I prerequisiti sono costituiti dalle conoscenze, quali quelle fornite durante il corso di Fisiologia della Nutrizione, relative alla Fiologia dei processi digestivi di carboidrati, grassi e proteine, delle necessità di minerali quali calcio e ferro, del fabbisogno di acqua e del ruolo della flora batterica intestinale nel mantenimento del benessere dell'organismo.
To take advantage of the course content students must know the physiology of nutrition, i.e. how the gut digest carbohydrates, fat and proteins, and absorb nutrients, minerals and water.
Students must also have a basic knowledge of general and organic chemistry as well as biochemistry.
Il modulo di Alimentazione è articolato in 28 ore di insegnamento frontali e 24 ore di esercitazione teoriche.
LEZIONI FRONTALI
- La stima della composizione corporea. Principi dei metodi di analisi della composizione corporea: plicometria, bioimpedenziometria, acqua deuterata, densitometria, pletismografia (BOD-POD). Limiti teorici e pratici di ogni metodica.
- Valutazione del fabbisogno energetico. Stima del metabolismo basale (BMR): calorimetria diretta ed indiretta. BMR e livello di attività fisica. Definizione livelli attività fisica in relazione al BMR. Ripartizione fabbisogno energetico tra proteine, grassi e carboidrati.
- Fabbisogno proteico. Turn-over proteico. Correzioni per digeribilità proteica e valore biologico proteine della dieta italiana. Stima apporto proteico minimo dopo correzione per digeribilità e valore biologico. Limiti superiori apporto proteico. Ruoli fisiologici del fegato e dell’apparato renale nell’eliminazione dei prodotti di degradazione delle proteine.
- Apporto lipidico: grassi saturi, mono e polinsaturi. Ruolo acidi grassi essenziali per il benessere individuale. Ruolo DHA nell'evoluzione del cervello umano. Distinzione ruoli funzionali lipidi essenziali ω3e ω6. Δ6-desaturasi e apporti ω3e ω6. Apporti raccomandati lipidi: saturi, monoinsaturi, polinsaturi ω3e ω6. Apporti carboidrati: ripartizione complessi e semplici. Importanza riduzione apporto zuccheri semplici per prevenzione obesità e sovrappeso: ruolo insulina nella fisiologia del tessuto adiposo. Apporti raccomandati carboidrati complessi. Limiti apporto carboidrati semplici.
- Apporti di macro e micronutrienti: calcio e ferro e carenze alimentari nella popolazione. Apporto di sodio: importanza della riduzione dell’apporto per prevenzione alterazione dei meccanismi fisiologici di regolazione della pressione arteriosa.
- Piramide alimentare e principali gruppi alimentari. Cereali: proprietà nutrizionali. Carboidrati semplici e complessi: significato e applicabilità dell’indice glicemico e del carico glicemico. Frutta: proprietà nutrizionali e apporto di fibra e zuccheri.
- Frutta a guscio: proprietà nutrizionali e utilità in una dieta bilanciata. Verdure: proprietà nutrizionali e apporto di vitamine e fibra. Latticini: proprietà nutrizionali e intolleranze alimentari. Carni: proprietà nutrizionali delle carni bianche e rosse. Importanza dei tagli. Pesce: principali qualità nutrizionali e tipologie commerciali.
- Fabbisogno idrico. Bilancio idrico. Velocità perdita acqua tramite perdita insensibile, urine e sudore. Velocità assorbimento intestinale acqua e strategie per modularla. Idratazione nell’attività fisica. Meccanismi fisiologici di compensazione delle alterazioni del bilancio idrico ed impatto sulla funzione cardiovascolare e su quella muscolare.
- Attività fisica: definizione di sedentarietà e di soggetti poco attivi. Razioni di attività fisica. Benefici dell’attività fisica. Modificazioni delle caratteristiche funzionali e metaboliche del muscolo in risposta all’attività fisica: riattivazione del metabolismo basale.
- Alterazioni alimentazione: epidemia mondiale di obesità, sovrappeso. Analisi del fenomeno e delle sue cause su scala globale in relazione alle variazioni dello stile di vita. Caratteristiche fisiologiche del tessuto adiposo in funzione della sua localizzazione: adiposità viscerale e sottocutanea. Ruoli fisiologici grasso bianco, bruno e beige. Alterazioni alimentazione: ipertensione e dislipidemie. Analisi del fenomeno e delle sue cause su scala globale in relazione alle variazioni dello stile di vita. The obesity paradox.
- Alimentazione in soggetti che si trovano in stati fisiologici particolari. Problematiche dell’alimentazione nello sportivo: variazioni fisiologiche indotte dagli sport di resistenza e da quelli di potenza. Alimentazione e recupero del glicogeno muscolare negli sport di resistenza: integrazione allenamento e alimentazione.
- Prima infanzia: avvertenze per lo svezzamento e l’introduzione di una dieta varia. Adolescenti: problematiche ed errori dell’alimentazione durante l’adolescenza. Obesità infantile: la siyuazione Italiana nel contesto internazionale.
- Anziani: alterazioni metaboliche dell’invecchiamento, stati infiammatori e variazioni necessità metaboliche per mantenimento benessere.
- Gravidanza: riprogrammazione necessità metaboliche in gravidanza. Allattamento: attenzioni nutrizionali.
ESERCITAZIONI.
- Plicometria. Stima massa grassa e sua distribuzione.
- Bioimpedenziometria: stima acqua corporea e massa cellulare attiva. Esempi e applicazioni.
- Diario alimentare: dalla carta alle nuove tecnologie per costruire network e comunicazione.
- Elaborazione piani alimentari: individuazione degli obiettivi condivisi (calo ponderale, controllo pressione arteriosa, controllo assetto lipidico, intolleranze, etc.).
- Caratteristiche dei programmi per elaborazione diete e problematiche del metodo delle porzioni.
- Uso programmi per elaborazioni diete. Esempi di diete per calo ponderale.
- Ulteriori esempi di diete per calo ponderale. Esempi di abbinamento con razioni attività fisica.
- Abbinamento dieta e valutazione composizione corporea: come evitare la perdita di massa magra durante la dieta.
- Come affrontare il rallentamento del calo ponderale durante le diete. Aggiornamento obiettivi e loro mantenimento.
- Alimentazione e attività fisica.
- Elaborazione dieta per riduzione pressione arteriosa e colesterolemia: problematiche associate.
- Dieta per problemi digestivi e intolleranze alimentari (glutine, latte, uova, etc.).
Rules regulating the professional activity of the nutritionist according to the Italian law.
Nutritional status definition as a result of the evaluation of body composition and energetic expenditure. Five levels model of body composition: atomic, molecular, cellular, tissue, organism. Evaluation of body composition at organism level and anthropometric measurements: BMI, waistline and waist-hip ratio. U-shaped relation between BMI e death risk: the obesity paradox.
Evaluation of body composition in a bicompartmental model: fat mass and lean mass. Relationships between bi and penta compartmental models.The reference man and woman: storage and essential components of fat mass. The relationship between % fat mass, the amount of fat mass and % fat mass and pathologies. Main techniques for the evaluation of fat mass: assessment of body density and its limits. The main predictive equation for conversion of body densities into % fat mass. Plicometry: main skinfolds, measurement technique, and associated errors. Skinfold thickness and body density: Jackson and Pollock equation and its meaning. The physical law of buoyancy and its application to hydrostatic weighing to estimate the % body fat. How to correct for residual lung volume. Main disadvantages of hydrostatic weighing. Air displacement plethysmography for the assessment of body volume: the BOD POD. Properties and principles of operation. Correction for isothermic air volume. DXA: principles of operation. Failure of DXA to simultaneously assess bone, fat, and muscle.
Definition of impedance and its component: resistance and reactance. The relation between membrane capacitance and phase angle. The relation between impedance and stimulus frequency. Bioimpedance vector analysis (BIVA) and Cole-Cole plot using single and multifrequency analyzers. Advantages and limitations of bioelectrical impedance for the analysis of body composition.
Energy balance: energy intake and energy expenditure. Definition of energy requirement. Components of the energy requirement: RMR, DIT e physical activity. Definition of RMR and its measurement. DIT: kinetics changes after a meal and differences between sugars, fat and proteins. Thermoregulation: BAT distribution in the adult and in the newborn. BAT physiology and thermogenesis: the role of UCP-1. Differences between BAT and WAT. WAT conversion into beige fat: regulating factors. Evaluation of the energy requirement and predictive equations: comparison of Harris-Benedict, WHO, Owen and Mifflin St. Jeor models. LARN tabulated values for energy. Measurements of RMR: rationale underlying calorimetry. Energetic metabolism efficiency and heat generation. The yield of ATP generation and utilization. Heat generated by energetic metabolism. Direct and indirect calorimetry. Pros and cons of direct calorimetry. Oxygen caloric equivalent. Total energy expenditure (TEE): estimates by integrated energy indexes (IEI). LAF definition. TEE estimates from LAF and RMR. TEE measurement by DLW. VO2 estimates from cardiac frequency. Tabulated LAF for work category. LAf and lifestyle. Metabolic equivalent (MET): definition and application.
Nutritional requirements: macro e micronutrients. RDI: meaning of EAR, RDA, UL e AI e their application to individuals and communities. RDA proteins of high quality. The contribution of protein to the energy requirement: rationale. Body proteins e high turnover protein pool. Protein turnover: amounts and components. Protein requirements of the Italian diet: discrepancy between LARN e RDA. Definition of biological value and digestibility of protein and rationale for correcting the protein requirement of the Italian diet. Protein requirement as a fraction of total energy requirement. Lack of UL for proteins and upper range at the 35% of TEE. High protein diet impact on bone and kidney
Fat requirement. main saturated, mono and polyunsaturated (PUFA) fatty acids in food. Essential fatty acids: series n-3 and n-6. Main risk factors for cardiovascular disease (CVD): the role of saturated fatty acids. Physiological roles of cholesterol: lipoprotein classification according to density: chylomicrons, VLDL, LDL e HDL. LDL structure: lipidic core and APO-B. Differences between B100 and B48. genetic factors of CVD risk: mechanism involved in familial hypercholesterolemia. Transcriptional regulation of LDL receptors and HMG reductase. The impact of statins on LDL and CVD risk. Role hypertension and LDL in CVD risk.The impact of saturated fat on LDL-R and APO-B. The adult fat requirement from LARN 2014. Trans fatty acid.PUFA e delta-6 desaturase: the funtional role and ratio n-3:n-6. The requirement of PUFA n-3 e n-6.
DHA role in the brain: synthesis by astrocytes, accumulation in the gray matter. Association between the consumption of food rich in DHA and brain volume. Accumulation of DHA in the brain during the second half of pregnancy. Effects of DHA supplementation on mnemonic, verbal and cognitive skills of young and adults.
Minimum requirements of carbohydrates: human populations that rely on a ketogenic diet. Neoglucogenesis and regulation synthesis and degradation of adipose fat depots: hormonal regulation.Simple and complex carbohydrates. Starch: nutritional impact of amylose and amylopectin. Simple sugars: difference between added and intrinsic sugars. Added sugars intake in the western world. Simple sugars use by the food industry. Glycemic index (GI): definition and examples of the GI of staple food. Intrinsic and extrinsic factors affecting the GI. LARN 2014 values for carbohydrates and sugars. Fiber: definition and classification into food fiber and functional fiber. Properties of food fiber. The main component of food fiber: cellulose, hemicellulose, pectin, gums, lignin, resistant starch, chitin and chitosan, beta-glucan, inulin, psyllium. Functional effect of fiber. Fermentation and energetic value of fiber. Fiber requirement according to LARN 2014.
The food pyramids and its organization into main food groups. The pyramids of physical activity. Portion definition. Standard of the portion for the main food groups. Food composition: the CREA (ex INRAN) databank and its use: cooking and nutritional properties of potatoes. Use of food data bank for maximizing the intake of a single food component. How to use the food pyramids to prepare a balanced nutritional plan. Fruits and vegetables: main nutritional properties of staple foods with respect to mineral and macronutrients intake provided by 5 portions of fruits and vegetables. Cereals: macronutrients properties and iron and calcium content. Energy supplied by 5 portions of fruit, vegetables, and cereals to and energy requirement of 2000 cal. Dressing fats: properties and differences between group members. Nutritional and energetic values of 3 portion of extra-virgin olive oil. Milk and yogurt: nutritional properties and macronutrients, iron and calcium content. The total contribution of fruit, vegetables, cereals, dressing fats and milk to nutritional and energy requirements.
Meat, legumes, fish: portions and frequency according to the food pyramids. Minerals and macronutrients provide by 1 portion of fish and 1 of legumes. Cheese: portions and frequency, common features and differences between members of the group. Macro and micronutrients provided by 20 g/die parmesan cheese or 3 portions of ricotta cheese.
Nutritional requirements of people having special physiological needs. Pregnancy: main events during embryonic development and embryonic annexes. LARN 2014 tabulated values for vitamins and minerals during pregnancy. Increased energy and nutrients requirements during pregnancy. Weight gain during the three trimesters of gestation: weight gain of the mothers, embryonic annexes, and embryo. Energy requirements changes during the three trimesters and its allocation into protein, fat and carbohydrates. The impact of energetic and protein malnutrition during pregnancy on embryonic development and postnatal life. Increased plasma and red blood cells volumes: anemia during the second trimester. Increased iron requirement during pregnancy. Increased folate and B6 requirement: folate cycle. Folate requirement and megaloblastic anemia. Folates and NTD: incidence and main causes of NTD. Polymorphism of THFR. Folic acid, folates and folates equivalents. Recommendation for breastfeeding.
Anthropometry. How to measure height: foot and ankle position, the definition of the Frankfurt plane. Waist and hip measurement. Use f anthropometric measurements to estimate RMR by predictive equations. PAL estimates by the RAPA questionnaire.
Impedentiometry: how to identify the faulty operation of instruments, cables, measurements electrodes. Body position: effects of fluid distribution and temperature BIA measurements. How to set electrodes in place for measurements. Reading values, inputting into analysis software and interpretation.
Evaluation of the nutritional status from anthropometric measurements and bioimpedentiometry. Esempi. From nutritional status analysis to food diary analysis and the generation of a nutritional plan. Metadieta software properties.
Generation of a balanced nutritional plan complying with the Italian food pyramids generated through the use of metadieta software.
Generation of a balanced nutritional plan for a pregnant woman, age 30, height 170 cm, weight 6neither vegetarian, nor vegan, no food intolerance. Relevant nutrition-related problems: pyrosis, vomiting, nausea, lazy gut. Hygienic care during pregnancy: prevention of toxoplasmosis, listeriosis e brucellosis.
Il materiale didattico utilizzato durante le lezioni (slides) ed i links ai lavori utilizzati per la loro preparazione sono resi disponibile agli studenti secondo le modalità che vengono chiarite nel corso della prima lezione. Durante la prima lezione vengono anche fornite indicazioni sulle modalità e le date d'esame.
Slides used for classroom teaching will be made available, as explained during the first lesson, by providing the links to a dedicated dropbox fold. The links to papers used for slides preparation will also be made available through links to the dropbox fold.
Consultare il registro delle lezioni online per gli argomenti svolti. Contattare il docente per le slides delle lezioni.
The topics covered during formal classroom teaching are available on request to students through the online personal teaching record hosted by the Unversity of Pisa.
L'esame prevede uno scritto nel quale sono presenti sia domande a scelta multipla sia di tipo aperto relative ai contenuti del modulo di Alimentazione.
The final test is organized in two parts. In the written part, the student must answer to a multiple choices test and and provide a synthetic motivation of the selected options. Upon passing the written test, students will go through an oral examination intended to verify residual gaps in their kwnoledge about the topics covered by the course.