Dieta e bilancio energetico

Dieta e bilancio energetico

I nutrienti contenuti negli alimenti che compongono la nostra dieta forniscono l’energia necessaria a far funzionare il nostro organismo. La spesa energetica è la somma di diverse componenti, tra cui l’attività fisica (sportiva o professionale) rappresenta solo un aspetto, spesso di secondaria importanza, in una società sempre più sedentaria.

Le componenti del dispendio energetico giornaliero

La principale componente della spesa energetica è rappresentata dal metabolismo basale. Il metabolismo basale corrisponde a tutte quelle azioni e reazioni esotermiche che avvengono all’interno dell’organismo e che ne garantiscono il funzionamento non solo durante la vita attiva, ma anche in condizioni di riposo. La costante attività degli organi interni, tra i quali particolarmente importanti sono cuore, cervello, rene e fegato, rappresenta la maggioranza delle azioni funzionali che consumano energia e che contribuiscono al metabolismo basale.

Il metabolismo basale si può misurare con diverse tecniche strumentali. La metabolimetria diretta prevede l’utilizzo di camere metaboliche all’interno delle quali i soggetti trascorrono una certa quantità di tempo e che permettono di misurarne tutti gli scambi termici. Questo metodo di misurazione del dispendio energetico è estremamente preciso, ma decisamente poco confortevole e pratico.

La calorimetria indiretta, invece, misura lo scambio gassoso valutando la quantità di ossigeno consumato e di anidride carbonica prodotta dal soggetto durante un determinato lasso di tempo. Ciò permette una misura robusta del consumo energetico (in condizioni di digiuno) senza la necessità di una strumentazione ingombrante e costosa. In generale, numerosi risultati di misurazioni dirette e indirette condotte negli anni per la valutazione del metabolismo basale in diverse categorie di soggetti costituiscono la base delle cosiddette “equazioni predittive”, che permettono di stimare il metabolismo basale di un soggetto a partire dal suo genere e dal suo peso (e anche dall’altezza se in fase di crescita).

Non tutti i tessuti che contribuiscono al peso corporeo sono però caratterizzati dal medesimo consumo energetico. Per esempio, il tessuto muscolare è metabolicamente molto più attivo rispetto a quello adiposo, e questo porta a inevitabili differenze nel metabolismo basale tra persone dello stesso sesso, peso e altezza, ma con percentuali di massa grassa differenti. In generale, si considera che le attività congiunte di cervello, cuore, fegato e reni rappresentino fino al 50% del metabolismo basale e che l’apparato muscolo-scheletrico ne rappresenti un ulteriore 25%. Esistono poi numerosi fattori, alcuni dei quali non ancora perfettamente chiariti, che coinvolgono il sistema endocrino e che influenzano il metabolismo basale pur restando al di fuori della semplice differenza tra tessuti metabolicamente attivi e tessuti a basso consumo di energia.

Nel contesto della spesa energetica giornaliera totale, si sommano al metabolismo basale altre due componenti fondamentali: l’attività fisica e la termogenesi indotta dalla dieta (diet-inducedthermogenesis, DIT). La prima, idealmente la più rilevante dal punto di vista quantitativo in soggetti molto attivi, è legata alle attività fisiche discrezionali che si svolgono durante la giornata.

L’intensità di tali attività viene definita da un valore detto “Indice Energetico Integrato” (IEI), espresso in multipli del metabolismo basale. Per esempio, se la semplice attività di lettura è caratterizzata da un IEI di 1,1, l’attività sportiva intensa può valere fino a 6. Questo significa che un’ora di lettura ci permette di consumare solo il 10% in più dell’energia spesa a riposo (il metabolismo basale), mentre un’ora di corsa ci costa ben 6 volte il metabolismo basale. Sommando tutte le attività della giornata si può calcolare il Livello di Attività Fisica (LAF), anch’esso calcolato come multiplo del metabolismo basale. Se per la maggior parte della popolazione il metabolismo basale rappresenta sempre più del 60-70% della spesa energetica giornaliera, esistono casi in cui il LAF supera il 2 (atleti), rendendo l’attività fisica discrezionale la prima voce tra quelle che contribuiscono al consumo totale di energia.

La DIT rappresenta un componente minore del consumo energetico giornaliero ed è costituita da tutte le attività che il nostro organismo svolge per disporre degli alimenti introdotti con la dieta.

I processi digestivi e di assorbimento, che coinvolgono tra le altre cose la secrezione di enzimi, l’afflusso sanguigno agli organi digestivi e i meccanismi di trasporto di nutrienti all’interno dell’organismo, contribuiscono per una percentuale fino al 10% della spesa energetica giornaliera.

Il fabbisogno energetico nella popolazione italiana è definito dai LARN (Livelli di Assunzione di Riferimento di Nutrienti ed energia) come “l’apporto di energia di origine alimentare necessario a compensare il dispendio energetico di individui che mantengano un livello di attività fisica sufficiente per partecipare attivamente alla vita sociale ed economica e che abbiano dimensioni e composizione corporee compatibili con un buono stato di salute a lungo termine”. Nella Tabella 1.1 sono riportati alcuni esempi tratti dai LARN.

L’energia introdotta con la dieta

Così come è possibile misurare il dispendio energetico, è abbastanza semplice valutare anche la quantità di energia che si introduce con gli alimenti. Infatti, ogni alimento apporta energia in funzione del suo contenuto in macronutrienti.

I tre macronutrienti principali sono rappresentati da carboidrati, grassi e proteine. I carboidrati, che si possono suddividere in semplici (es. gli zuccheri glucosio, fruttosio e saccarosio) e complessi (rappresentati principalmente dall’amido) apportano circa 4 kcal per grammo, così come le proteine. I grassi, invece, apportano in media 9 kcal per ogni grammo consumato. Tra i componenti energetici che non sono macronutrienti rientrano anche l’alcol e gli acidi organici, che, tuttavia, per limitato potere calorico e quantità introdotta (per gli acidi organici) e nel contesto di una sana alimentazione (per l’alcol) sono contributori secondari del bilancio energetico dell’individuo.

Il bilancio energetico

È evidente come la gestione del bilancio energetico possa influenzare drasticamente la tendenza a mobilitare o depositare massa corporea.

Idealmente, pur non entrando nel dettaglio dei numerosi processi legati alla spesa e all’introduzione energetica non facilmente controllabili, un bilancio energetico positivo (quando l’energia introdotta con la dieta è maggiore della spesa energetica) porta a un credibile aumento di peso, mentre un bilancio energetico negativo (quando la spesa energetica è maggiore dell’energia introdotta con la dieta) porta a una diminuzione del peso corporeo. Tuttavia, è interessante osservare come nel brevissimo termine (ore o anche giorni) esistano grandi differenze tra energia spesa ed energia introdotta con la dieta. Per mantenere un buon funzionamento fisiologico, l’organismo ha evoluto strategie che permettono di “tamponare” queste differenze in maniera estremamente efficace. Per esempio, la messa in riserva del glucosio, sotto forma di glicogeno nelle cellule muscolari e del fegato, è rapida e permette di reagire velocemente alle variazioni del bilancio energetico su base oraria. Sul lungo periodo, però, l’energia in eccesso viene stoccata sotto forma di grasso (trigliceridi, in tessuto adiposo).

Tuttavia, è interessante quantificare questa differenza per periodi molto lunghi. A tale proposito, ipotizzando che un individuo aumenti di 10 kg in 50 anni di vita (dai 25 ai 75 anni), si potrebbe considerare tale aumento di peso corporeo significativo anche dal punto di vista del rischio di malattia. Considerando però che il tessuto adiposo depositato non è costituito interamente da lipidi e che la sua densità energetica media è pari a 30 MJ per kg (più di 7000 kcal), si può rapidamente calcolare come, all’incirca, lo scarto positivo tra energia introdotta ed energia consumata nell’arco dei 50 anni dell’individuo si attesti sulle 4 kcal al giorno. In pratica, il soggetto di questo esempio ha sgarrato di 1 kcal a pasto, che corrisponde a circa un decimo di grammo di olio o quarto di grammo di zucchero da cucina.

Questo esempio serve a dimostrare come, in condizioni pienamente fisiologiche, l’organismo riesca a regolare il proprio bilancio energetico con un livello di precisione degno della migliore macchina automatica. Lo fa attraverso un fine tuning estremo, gestito mediante un’accurata regolazione delle sensazioni di fame e sazietà, alla modulazione del metabolismo basale e alla capacità percettiva del nostro cervello, senza necessariamente che siano coinvolti processi cognitivi.

Il tutto è estremamente affascinante, vista la nostra generale incapacità di valutare l’apporto energetico degli alimenti con un tale livello di precisione.

Dieta e termogenesi indotta dalla dieta (DIT)

È quindi piuttosto evidente come anche minimi spostamenti da questa fine regolazione nel metabolismo energetico possano portare a problemi di sovra- o sottopeso. Anche se l’evidenza non è sempre conclusiva, molto si è studiato e osservato sull’associazione che intercorre tra alcuni malfunzionamenti del sistema di regolazione dell’introduzione di alimenti e l’obesità. È stata inoltre osservata una relazione tra DIT e sovrappeso.

Sembra infatti che soggetti in sovrappeso o obesi consumino meno energia nell’utilizzare i nutrienti presenti negli alimenti consumati con la dieta.

Se si considera che, come detto in precedenza, la Dieta e termogenesi indotta dalla dieta (DIT) possa contribuire fino a un 10% della spesa energetica giornaliera, è semplice intuire come essa possa anche contribuire a un significativo e relativamente rapido aumento di peso.

Essendo la Dieta e termogenesi indotta dalla dieta (DIT) un fattore legato non solo all’individuo ma anche all’alimento, la scelta di alimenti che inducono una DIT più elevata potrebbe, ancora una volta nel contesto delle variazioni giornaliere di bilancio energetico, fare la differenza.

Una strategia innovativa per la gestione del bilancio energetico potrebbe quindi essere quella di individuare uno o più fattori che modifichino la Dieta e termogenesi indotta dalla dieta (DIT) di un alimento senza intaccarne la composizione in macronutrienti. Qualche osservazione sull’argomento esiste già. Nello studio di Scazzina et al. del 2011 è stato osservato come una colazione a basso indice glicemico, un parametro che descrive la capacità degli alimenti contenenti carboidrati di aumentare la glicemia dopo il loro consumo, sia in grado di aumentare significativamente la Dieta e termogenesi indotta dalla dieta (DIT) rispetto a una colazione isocalorica e composta praticamente dagli stessi nutrienti, ma ad alto indice glicemico. L’effetto sulla DIT si è dimostrato efficace per ben 8 ore dopo il consumo del pasto.

Conclusioni

Il mantenimento di un adeguato bilancio energetico è fondamentale per un buono stato di salute e per evitare sovrappeso e obesità, due fenomeni in aumento nelle nostre società sedentarie. Il nostro organismo è capace, come in molte altre situazioni (si pensi solo alla temperatura corporea o alla frequenza cardiaca), di regolare finemente la spesa energetica e l’introduzione di energia con la dieta. Tuttavia, anche alla luce delle emergenti osservazioni di fattori che vanno oltre la nostra discrezionalità nel modulare il bilancio energetico, devono essere fatte scelte consapevoli per prevenire o contrastare un deragliamento di questo efficace meccanismo fisiologico. Oltre a rifuggire la vita sedentaria, aumentando la quantità di attività fisica discrezionale, la ricerca nutrizionale ha dimostrato come, per esempio, specifiche scelte alimentari possano contribuire a un aumento della DIT, una strategia potenzialmente vincente nei confronti dell’insorgenza del sovrappeso.

Bibliografia

Frayn, K. Metabolic Regulation: A Human Perspective. 3rd Edition. Ed. Wiley-Blackwell, 2013

LARN. Livelli di Assunzione di Riferimento di Nutrienti ed energia per la popolazione italiana. IV Revisione. Milano: Ed. SICS, 2014

Scazzina F, Del Rio D, Benini L, et al. The effect of breakfasts varying in glycemic index and glycemic load on dietary induced thermogenesis and respiratory quotient. Nutr Metab Cardiovasc Dis 2011; 21: 121-5