SAPERI FONDAMENTALI

L’energia degli alimenti

Da una prospettiva energetica il nostro corpo è il risultato del bilancio fra energia in entrata, sotto forma di alimenti, ed energia in uscita, sotto forma di attività volontarie e involontarie.

L’energia in entrata

Per calcolare l’energia contenuta negli alimenti occorre definire l’unità di misura caloria, che:

• corrisponde all’energia necessaria per innalzare di 1 °C la temperatura di 1 kg di acqua;
• può essere convertita in joule, unità di misura standard dell’energia nel Sistema Internazionale: 1 kcal = 4,186 kJ.

La bomba calorimetrica di Berthelot-Mahler

La bomba calorimetrica di Berthelot-Mahler è lo strumento ancora oggi in uso per misurare l’energia sviluppata nella combustione degli alimenti. All’interno della bomba, il cibo viene completamente combusto e ridotto a CO₂ e H₂O. Nel nostro organismo, invece, i protidi non sono ossidati completamente, ma danno origine a una serie di sostanze di rifiuto contenenti ancora una certa quantità di energia. Inoltre, l’efficienza della digestione e dell’assorbimento dei macronutrienti non è del 100%. Per queste ragioni, il valore calorico reale dei nutrienti è inferiore rispetto ai dati sperimentali ottenuti con la bomba calorimetrica; nello specifico, i valori sono i seguenti:

• i lipidi forniscono 9 kcal/g;
• i protidi forniscono 4 kcal/g;
• i glucidi forniscono 4 kcal/g;
• l’alcol etilico fornisce 7 kcal/g.

Queste poche informazioni sono sufficienti a calcolare il contenuto calorico di qualunque alimento a partire dal peso in grammi dei macronutrienti che lo costituiscono.

L’ossidazione dei nutrienti

A livello cellulare, l’ossigeno proveniente dalla respirazione è continuamente usato per ossidare i macronutrienti, riducendoli a CO₂, H₂O e piccole molecole di scarto. Questo processo di ossidazione produce una grande quantità di energia che viene in gran parte immagazzinata sotto forma di ATP. L’ATP è una molecola “energetica” comune a tutti gli organismi viventi, che agisce trasferendo l’energia chimica dai processi catabolici a quelli anabolici.

Il trasferimento di energia non è mai completo e una parte dell’energia chimica viene persa sotto forma di calore.

L’energia in uscita

Nel suo complesso, l’energia chimica che entra sotto forma di alimenti nell’organismo viene dispersa gradualmente come calore. Per calcolare il dispendio energetico del nostro corpo, ossia l’energia dispersa come calore, si ricorre sempre alla calorimetria: quella diretta è una versione adattata all’uomo della bomba calorimetrica, mentre quella indiretta ricava l’energia liberata dall’organismo attraverso il suo consumo di O₂.

Il fabbisogno energetico

Le misurazioni calorimetriche consentono di stabilire il fabbisogno energetico (FE) di una persona, valutato in kcal/giorno, cioè l’energia totale di cui il nostro corpo ha quotidianamente bisogno. Tale energia viene dispersa sotto forma di calore attraverso quattro processi.

• Il metabolismo basale (MB) è l’energia minima di cui ha bisogno l’organismo umano in una giornata per svolgere tutte le sue funzioni autonome di base. Esso dipende dall’età, dal sesso e dalla massa magra. Queste variabili possono essere inserite nell’equazione di Schofield per predire il MB di una persona.
• La termogenesi indotta dalla dieta (TID) è la produzione di calore dovuta al metabolismo dei principi nutritivi. La TID dipende da ciò che si ingerisce: è più alta per le proteine e può essere innescata anche dalle sostanze nervine e dalle bevande fredde.
• L’attività fisica. Il calore prodotto dall’attività fisica dipende dall’intensità dell’attività svolta. Essa si valuta attraverso varie tipologie di indici orari che si esprimono come multipli del MB orario, oppure attraverso l’indice LAF, più sommario e riferito all’intera giornata, che esprime lo stile di vita di una persona.
• La termoregolazione: il mantenimento della temperatura corporea a un valore costante richiede dei sistemi di regolazione che attivano la sudorazione, se si percepisce calore, e il disaccoppiamento mitocondriale nei muscoli (brividi) e nel tessuto adiposo “bruno”, se si avverte freddo.

Una formula per il calcolo del fabbisogno energetico quotidiano è: FE = MB x LAF.

Bilancio energetico e peso ideale

Sapendo calcolare le calorie assunte con la dieta e misurare l’energia dissipata in forma di calore si può fare un bilancio energetico di massima per qualunque persona e predire se è destinata a dimagrire, ingrassare o mantenere il proprio peso.

Per calcolare il peso ideale di una persona, cioè il peso che un individuo deve avere per mantenere nelle giuste proporzioni la sua struttura fisica, si deve tenere conto di diversi parametri, come altezza, età, struttura morfologica. Tra i molti modi per calcolare il peso ideale, si ricordano:

• la formula di Lorenz;
• la valutazione del peso in base al tipo morfologico;
• l’applicazione dell’indice di massa corporea (IMC): IMC = peso (kg) / quadrato della statura (m²).

L’IMC ha il limite di non distinguere la componente di massa grassa da quella magra. Per misurare la percentuale della massa grassa si può ricorrere a vari metodi, tra cui la plicometria e la bioimpedenziometria.

SINU e LARN

La Società Italiana di Nutrizione Umana (SINU) fornisce i riferimenti per un corretto apporto calorico e nutrizionale. Queste indicazioni sono riassunte nei LARN, Livelli di Assunzione di Riferimento di Nutrienti ed energia per la popolazione italiana.