Aumentare il calcio nelle carote-e altre verdure

Al Children’s Nutrition Research Center, i dietologi Jay Morris e Keli Hawthorne preparano carote ad alto contenuto di calcio per il consumo umano. (D1266-1)

Grazie alla ricerca presso l’USDA-ARS Children’s Nutrition Research Center (CNRC) di Houston, in Texas, guidata dal professore di pediatria Kendal Hirschi, le carote sono state modificate per contenere più calcio—e questa ricerca può potenzialmente essere utilizzata per aggiungere calcio ad altre colture.

L’attuale assunzione media raccomandata negli Stati Uniti di calcio per gli adulti di età compresa tra 19 e 50 è di circa 1.000 milligrammi al giorno e il latte è una delle fonti più ricche di calcio. Il calcio alimentare inadeguato, tuttavia, è una preoccupazione globale, in particolare nelle parti del mondo che non hanno accesso ai prodotti lattiero-caseari o dove ampi segmenti della popolazione sono intolleranti al lattosio o consumano una dieta vegetariana.

Una preoccupazione globale

Sempre più spesso, le raccomandazioni dietetiche in tutto il mondo sottolineano il valore di un’adeguata assunzione di alimenti a base vegetale. Ma uno dei principali problemi potenziali con il passaggio a una dieta a base vegetale è che così facendo potrebbe ridurre ulteriormente il consumo di nutrienti essenziali, come il calcio.

L’assunzione insufficiente di calcio può portare all’osteoporosi, uno dei disturbi nutrizionali più diffusi al mondo. È una condizione che riduce la densità minerale ossea e porta a ossa fragili in età avanzata. I medici di solito prescrivono integratori di calcio ed esercizio fisico, ma un migliore assorbimento e assorbimento del calcio dagli alimenti avrebbe anche un significativo impatto globale positivo su questa malattia.

Questo vassoio contiene alimenti etichettati con diversi isotopi stabili di calcio. Ai soggetti umani è stato chiesto di mangiare cibi come questi in uno studio che ha confrontato il contenuto di calcio nelle carote modificate con quello presente nel latte e nel succo d’arancia.
(D1265-1)

Diete povere e abitudini di esercizio impediscono a molte persone di raggiungere e mantenere una salute ossea ottimale negli Stati Uniti e altrove. Per aiutare a combattere questo, Hirschi modificato carote dando loro un gene-dalla pianta modello Arabidopsis thaliana-che codifica un trasportatore di calcio.

CNRC professore di pediatria Steve Abrams è stato coinvolto nei successivi studi di alimentazione umana. I biologi delle piante del CNRC hanno aiutato a modificare gli alimenti, diversi dalle carote, per aumentare i livelli di calcio.

Hirschi osserva che il CNRC, gestito dal Baylor College of Medicine in collaborazione con il Texas Children’s Hospital e il Agricultural Research Service, offre un ambiente di ricerca unico. Lì, è possibile per gli scienziati generare piante geneticamente modificate e quindi condurre studi di alimentazione accurati con topi e volontari umani, tutti nello stesso edificio—un’operazione unica nel suo genere necessaria per questo tipo di lavoro.

Ma il corpo può usarlo?

Mentre le carote contengono già un po ‘ di calcio, è molto minimo. Ciò significa che nessuno potrebbe mai mangiare abbastanza carote regolari per soddisfare il livello raccomandato di calcio.

L’obiettivo della ricerca era quello di indurre le carote ad esprimere un aumento dei livelli del gene sCAX1, che consente il trasporto del calcio attraverso le membrane delle cellule vegetali. L’obiettivo finale è quello di rendere non solo le carote, ma anche altre verdure e frutta, migliori fonti di calcio. Inoltre, le conoscenze acquisite da questa ricerca proof-of-principle aiutano gli scienziati a comprendere i fattori molecolari che influenzano la biodisponibilità dei nutrienti vegetali.

Per determinare la biodisponibilità del calcio nelle carote modificate, 30 volontari—15 femmine e 15 maschi di varie etnie e dai primi ai 20 anni—hanno mangiato pasti singoli contenenti carote regolari o modificate. Entrambi i tipi di carote sono stati etichettati con un isotopo stabile di calcio. Gli studi che utilizzano isotopi stabili sono estremamente sicuri e questo ha permesso ai ricercatori di misurare rapidamente l’assorbimento del calcio.

Dopo 1 giorno, sono stati raccolti campioni di urina per la misurazione dell’escrezione di calcio. Dopo 2 settimane, i volontari sono tornati a mangiare un altro pasto di carote, passando da regolare a modificato, o viceversa, in modo da poter fare confronti. I ricercatori hanno scoperto che l’assunzione di calcio dei volontari che hanno consumato le carote modificate è aumentata del 41 per cento, rispetto a quelli che mangiavano carote regolari. Sebbene la percentuale di calcio assorbita fosse leggermente inferiore nella carota modificata, la quantità totale assorbita nel complesso era significativamente maggiore.

“Stiamo sempre cercando modi per aumentare il contenuto di nutrienti negli alimenti”, afferma Hirschi, che ha lavorato su questo tipo di ricerca negli ultimi 7 anni. “Questa è la prima volta che un alimento geneticamente migliorato è stato testato in studi clinici sull’alimentazione umana per una maggiore nutrizione, e i risultati sono stati positivi: abbiamo scoperto che avevamo effettivamente fatto una carota più sana. Ovviamente, questo è un prototipo di ciò che vogliamo sviluppare in futuro, ma il lavoro iniziale è incoraggiante.”

Che altro calcio può fare

Questi risultati, pubblicati nel gennaio 2008 Proceedings of the National Academy of Sciences, mostrano che è possibile migliorare la quantità di calcio biodisponibile in un alimento di base—come le carote. Quando applicato a una varietà di frutta e verdura, una strategia di aumentare il contenuto di calcio di quegli alimenti che ai bambini piace mangiare potrebbe portare a un maggiore consumo di calcio da soli alimenti vegetali.

Oltre ai benefici nutrizionali, modificare i geni delle piante per aumentare i livelli di calcio potrebbe anche migliorare la produttività delle piante e prolungare la durata di conservazione del prodotto. Questo perché il calcio è stato a lungo usato per combattere molti problemi post-raccolta. Ad esempio, le mele vengono immerse in una soluzione di calcio per mantenere la loro fermezza durante la spedizione e prolungare la loro durata di conservazione in seguito.- A cura di Alfredo Flores, Servizio Informazioni Ricerca Agricola.

Questa ricerca fa parte di Human Nutrition, un programma nazionale ARS (#107) descritto sul World Wide Web all’indirizzo www.nps.ars.usda.gov.

Kendal Hirschi è con l’USDA-ARS Children’s Nutrition Research Center, 1100 Bates Ave. Per maggiori informazioni clicca qui.

“Boosting Calcium in Carrots—and Other Veggies” è stato pubblicato nel numero di novembre / dicembre 2008 della rivista Agricultural Research.