IL FABBISOGNO ENERGETICO

  IL FABBISOGNO ENERGETICO

Le misurazioni calorimetriche svolte sull’organismo umano permettono di stabilire con una certa precisione la quantità di energia consumata in qualunque circostanza, dal sonno all’attività sportiva, dai bambini agli anziani, nei maschi e nelle femmine in ogni condizione di peso, altezza e salute. Come abbiamo visto, tali valori sono ricavati misurando in modo diretto o indiretto il calore prodotto dal corpo, fenomeno noto anche come termogenesi. Il dispendio energetico deve essere necessariamente compensato da adeguati apporti di energia sotto forma di alimenti, il cosiddetto fabbisogno energetico: si tratta di un’indicazione puramente quantitativa, che non dice nulla circa la qualità di ciò che si ingerisce, ma che comunque rappresenta un dato essenziale quando si parla di bilancio energetico.

Si definisce fabbisogno energetico totale (FET) o metabolismo totale o dispendio energetico totale la quantità di energia totale necessaria a un organismo per mantenere attivi i processi vitali e per adempiere alle sue attività quotidiane.

È un valore espresso in kcal o kJ al giorno e che risulta dalla somma dei seguenti contributi energetici:

• metabolismo basale;
• termogenesi indotta dalla dieta;
• attività fisica;
• termoregolazione.
• 
  
• Le diverse spese energetiche pesano in misura variabile negli individui in funzione di alcuni fattori, rappresentati nel seguente schema.

  il metabolismo basale

Si definisce metabolismo basale (MB) di un individuo l’energia che serve a mantenere attive le sue funzioni vitali. Si misura in kcal/giorno, in condizioni di assoluto riposo fisico e mentale e a digiuno da 12 ore.

Le funzioni vitali sono, in ordine di dispendio energetico decrescente: funzione epatica (26%), tono muscolare (25%), attività cerebrale (18%), respirazione (10%), attività cardiaca (9%), funzione renale (7%) e altre funzioni (5%). L’insieme di tali attività e funzioni corrisponde al 45-75% del metabolismo totale. Ognuna di esse produce calore, che contribuisce a mantenere la temperatura corporea costante.

I fattori variabili che influenzano maggiormente il metabolismo basale sono essenzialmente la massa magra (cioè il tessuto muscolare), il sesso e l’età: il valore MB, infatti, cresce all’aumentare della muscolatura, ed è quindi maggiore nei maschi, e raggiunge un picco durante la fase di crescita (3-6 anni) per poi iniziare a diminuire dopo i 30 anni. Esistono anche altri fattori che possono incidere in senso positivo o negativo sul valore MB, come l’abitudine all’attività fisica (+), uno stato di malnutrizione (–), le basse temperature (+), la febbre (+), lo stress (+), la gravidanza (+), l’allattamento (+), il fumo (+), i farmaci (+/–).

Il metabolismo basale può dunque variare molto da un individuo all’altro, ma per averne una stima si ricorre a equazioni matematiche che mettono in relazione il MB con il peso, l’età e il sesso.

Un aspetto importante di queste formule riguarda il parametro del peso, che dovrebbe corrispondere alla massa magra e risulterebbe un dato fuorviante in caso di persone sovrappeso. Salvo situazioni di obesità, però, l’inserimento nelle formule del peso reale del soggetto esaminato è considerato un’approssimazione accettabile.

La formula adottata oggi per il calcolo del MB dalla Società Italiana per la Nutrizione Umana (SINU) è quella proposta da Schofield nel 1985.

Le formule di Schofield per il calcolo del metabolismo basale variano con il sesso e l’età. Il peso da inserire nella formula deve essere espresso in kg.p

Nei LARN (vedi p. 231) sono presenti tabelle che presentano valori indicativi di MB in relazione al sesso, all’età e all’altezza di un individuo (vedi fascicolo Sapere di alimentazione, p. 7).

   ESEMPIO DI CALCOLO PREDITTIVO DEL METABOLISMO BASALE

Calcolo del MB di una donna di 45 anni, peso 60 kg e statura 170 cm, con la formula di Schofield e confronto con il valore delle tabelle LARN del 2014:

Schonfield

8,13 x 60 + 845,6 = circa 1333 kcal/giorno

LARN 2014

1370 kcal/giorno

  la termogenesi indotta dalla dieta

  Attività fisica e relativi indici

L’attività fisica è una componente che può incidere in modo molto significativo sul dispendio energetico di una persona e può variare dal 15 al 30% del metabolismo totale, a seconda che il soggetto conduca una vita sedentaria o attiva.

Quando il corpo è in movimento o è impegnato in qualche attività (parlare, stare in piedi, guardare uno schermo, scrivere e così via), esso aumenta lievemente la generazione di calore. Con l’aumento d’intensità dell’attività fisica la termogenesi cresce, e in caso di allenamento agonistico può raggiungere picchi che corrispondono al 70% del metabolismo totale.

Attraverso specifiche tabelle è possibile calcolare il “costo energetico” di ogni attività.

Quando occorre disporre di un indice sommario e immediato, che si riferisca a una media dell’attività fisica condotta durante l’arco della giornata, si ricorre al livello di attività fisica (LAF). Il LAF si distingue dagli altri indici (per esempio, le linee guida riportate in precedenza) perché ha una valenza sommaria riferita più che altro a diversi stili di vita: sedentario (per esempio un impiegato che non fa sport), normale e attivo (per esempio un manovale o uno sportivo professionista), a cui corrispondono rispettivamente attività fisica leggera, moderata e pesante. Attraverso l’indice LAF si ottiene una stima complessiva del dispendio energetico quotidiano legato a un particolare stile di vita.

Tabella adattata da Commission of the European Communities, 1993.

  la termoregolazione

Gli esseri umani sono animali a sangue caldo perché sono in grado di regolare la loro temperatura corporea e di mantenerla entro un intervallo di 36,5-37,5 °C. Questa condizione è definita omeotermia. Quando le condizioni ambientali si discostano da temperature esterne confortevoli per l’organismo, questo mette in atto una serie di meccanismi adattativi (sistemi di termoregolazione) per riportare la temperatura a una condizione di omeotermia.

Come abbiamo visto, l’attività ossidativa all’interno del nostro organismo non si interrompe mai e il calore prodotto dal metabolismo basale contribuisce a mantenere il sangue a una temperatura stabile. Un surplus termogenico viene invece generato quando proviamo sensazioni di caldo o di freddo e il dispendio energetico che ne consegue sarà proporzionale allo “sforzo” per ritornare alla temperatura basale: quanto maggiore, cioè, è lo scostamento delle condizioni ambientali da temperature confortevoli, tanto maggiore è il dispendio energetico.

Quando percepiamo caldo si verifica una vasodilatazione dei capillari periferici e il sangue trasferisce il suo eccesso di calore alla pelle. Da qui il calore viene disperso sotto forma di sudore attraverso la traspirazione. Questi meccanismi non richiedono un significativo consumo di energia e generano una termogenesi di lieve entità.

Quando percepiamo freddo avviene invece una vasocostrizione periferica che limita la dispersione di calore. A livello del tessuto adiposo cosiddetto “bruno”, localizzato sulla nuca, le spalle e parte della schiena, si verifica uno specifico meccanismo termogenico: all’interno degli adipociti, i mitocondri smettono di produrre ATP e convertono in calore tutta l’energia prodotta. Questo fenomeno, definito disaccoppiamento mitocondriale, innesca una cospicua termogenesi che punta a ristabilire velocemente la temperatura corporea.

  IL CALCOLO DEL FABBISOGNO ENERGETICO COMPLESSIVO

Alla luce di quanto sin qui trattato, possiamo ora riunire tutte le voci (MB, TID, LAF e termoregolazione) per quantificare il fabbisogno energetico totale quotidiano di un individuo (FE). La formula generale adottata dalla SINU è:

FE = MB x LAF

Come già specificato, il valore della TID non compare poiché è già compreso nel calcolo del MB. Il valore relativo alla termoregolazione, invece, non compare perché il valore FE si intende calcolato in condizioni di “comfort” termico.

Il fabbisogno energetico totale è espresso in kcal/giorno e ha un valore puramente indicativo, data l’improbabilità di mantenere lo stesso consumo energetico ogni giorno.

Per i bambini e gli adolescenti la stima del FE deve considerare anche l’accrescimento, «tenendo conto dell’energia depositata nei tessuti neoformati durante la crescita» (SINU 2012): si considera una maggiorazione media di 5 kcal/grammo di peso corporeo, il che corrisponde all’incirca a un incremento medio dell’1% del FE.

Valori di fabbisogno energetico totale espressi in kcal/giorno (dati rielaborati da fonti diverse).

Dalla formula FE = MB x LAF si può ricavare anche che l’indice LAF corrisponde al rapporto tra il fabbisogno energetico totale e il metabolismo basale (LAF = FE/MB). In questi termini l’indice viene impiegato per stabilire in quale fascia rientra lo stile di vita di un soggetto. In tal caso si stabilisce prima il FE (per esempio utilizzando l’IEI) e in seguito si divide il valore ottenuto per il valore MB.

  il bilancio energetico

Disponendo delle informazioni e degli strumenti adeguati per calcolare sia l’energia introdotta nel nostro organismo in forma di alimenti, sia l’energia dissipata sotto forma di calore, siamo ora in grado di stabilire un bilancio energetico, ossia di valutare il rapporto tra le calorie assunte e quelle consumate:

• il bilancio energetico è definito positivo se le entrate caloriche superano il dispendio energetico, e ciò porta l’individuo a ingrassare, accumulando lipidi nel tessuto adiposo;
• il bilancio energetico è definito negativo se le entrate caloriche sono inferiori al dispendio energetico, e ciò porta l’individuo a dimagrire; in tale situazione il tessuto adiposo si assottiglia;
• il bilancio energetico è definito adeguato se le entrate caloriche eguagliano il dispendio energetico, e l’individuo mantiene inalterato il suo peso.

  il peso ideale

Il peso ideale è un valore puramente indicativo e consente di individuare il peso più appropriato per la salute di un individuo.

Il calcolo del peso ideale consente un confronto con il peso reale, senza tuttavia dare specifiche indicazioni circa lo stato di salute della persona interessata. In altri termini, pur potendo calcolare lo scarto dal peso ideale, non vi è modo di stabilire se tale differenza sia accettabile o rivelatrice di una salute a rischio.

Come vedremo fra poco, risulta invece più significativo il calcolo dell’indice di massa corporea (IMC), che consente di valutare, con una certa approssimazione, lo stato nutrizionale di una persona, e rappresenta un significativo parametro preliminare per procedere eventualmente ad alcune rettifiche nutrizionali.

Salvo specifiche disfunzioni metaboliche, gli individui il cui peso non si discosta molto dal valore ideale possono correggere la loro condizione controllando alimentazione e attività fisica (componente più variabile del fabbisogno energetico totale). In termini di bilancio energetico, ciò significa che il peso ideale si raggiunge controllando le “entrate” e le “uscite’ caloriche.

Per calcolare il peso ideale di una persona occorre tenere conto di molti fattori, come:

• altezza;
• sesso;
• età;
• costituzione.

Esistono molteplici metodi per valutare il proprio peso ideale e si dividono in formule individuali e tabelle ottenute da rilevazioni statistiche su campioni di popolazione. Il metodo più usato è la formula di Lorenz:

La formula di Lorenz è fra le più diffuse e attendibili, ma non tiene conto di parametri presenti in altre formule come l’età o la circonferenza toracica. Altre formule invece possono non tener conto del sesso, ma nessuna prescinde dall’altezza.

Confronto dei valori ottenuti tramite le formule del peso ideale per una donna di 37 anni e altezza 168 cm secondo le formule di Lorenz e di vari altri autori.

Queste formule per il calcolo del peso ideale hanno una valenza piuttosto relativa, poiché non considerano altri fattori che possono incidere in modo significativo sul peso di un individuo, come la costituzione corporea.

Se questi valori vengono forniti con superficialità, possono addirittura rivelarsi controproducenti in quanto avvalorano l’idea che esista un “bersaglio” da centrare, un unico valore di peso accettabile; invece, gli intervalli di peso che consentono una buona salute sono molto ampi.

  Il peso ideale secondo la costituzione morfologica

La costituzione morfologica dipende essenzialmente dalla conformazione scheletrica. Di solito si distinguono tre tipi morfologici:

• costituzione longilinea (alta ed esile), con arti lunghi, ossatura fine, scarsa predisposizione a ingrassare;
• costituzione normolinea, con proporzioni scheletriche e ossatura nella norma, e tendenza a facili variazioni di peso;
• costituzione brevilinea (corporatura massiccia), con ossatura grossa, densa, fianchi larghi, e tendenza all’aumento di peso (sia in muscolatura sia in tessuto adiposo).

Per stabilire il tipo morfologico si può ricorrere a due metodi differenti.

• L’indice di Grant (IG) si ottiene dal rapporto fra la statura e la circonferenza del polso. Il polso è uno dei punti del corpo in cui non si accumula grasso e il suo diametro dipende direttamente dalle dimensioni del radio e dell’ulna, le ossa lunghe dell’avambraccio. Attraverso l’IG si può quindi stabilire la tipologia morfologica:

• L’indice scelico (IS) si ricava misurando la distanza dalla sommità del capo alla base d’appoggio del piano su cui si trova una persona seduta con la schiena diritta (definita misura vertice-ischiatica) e dividendola per la sua altezza totale. Si tratta di un calcolo che mette indirettamente in rapporto la lunghezza degli arti inferiori con il tronco per stabilire il tipo di corporatura:
  
  IS = [altezza vertice-ischiatica (cm) / statura (cm)] x 100

Una volta stabilito il tipo morfologico, si possono consultare le specifiche tabelle che danno il peso ideale (in kg) in funzione del sesso e dell’altezza (in cm).

  il peso ideale secondo l’indice di massa corporea

L’indice di massa corporea (IMC), o body mass index in inglese (BMI), è un parametro che consente di individuare il proprio stato nutrizionale e, di conseguenza, il rischio di sviluppare malattie cardiovascolari e diabete. Si calcola dividendo il peso effettivo (in kg) per il quadrato dell’altezza (in m):

Il valore ottenuto va quindi confrontato con l’apposita tabella che permette di risalire allo stato di nutrizione.

Stato nutrizionale in funzione dell’IMC.

Il seguente diagramma fornisce una rappresentazione grafica dell’equazione dell’IMC e permette di valutare il peso di una persona senza effettuare calcoli: il punto di intersezione tra il valore del peso reale e l’altezza ci consente di sapere se il peso rientra o meno nella normalità.

Benché risulti molto pratico, il precedente diagramma non tiene conto di molti parametri fondamentali per valutare lo stato nutrizionale delle persone, come l’età, il sesso e soprattutto la costituzione e l’attività fisica.

Per l’età e il genere sono stati operati degli adattamenti (per esempio il normogramma qui a fianco); invece la morfologia e l’attività fisica sono parametri per i quali non esistono tabelle adeguate: la formula dell’IMC, infatti, potrebbe generare interpretazioni errate perché – come per il calcolo del metabolismo basale – non distingue fra massa magra e grassa. Un culturista che sviluppi la sua muscolatura oltre la media potrebbe risultare obeso, mentre un IMC pari a 24,5 – pur corrispondendo teoricamente a un “peso normale” – potrebbe essere riferito a una persona sedentaria, con un’eccessiva componente grassa a svantaggio di quella magra.

  La massa grassa

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