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8.1 Bisogni di energia e di nutrienti. Tutti i processi vitali di un organismo sono legati a trasformazioni di energia  la bioenergetica è la disciplina.

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1 8.1 Bisogni di energia e di nutrienti

2 Tutti i processi vitali di un organismo sono legati a trasformazioni di energia  la bioenergetica è la disciplina scientifica che studia tali trasformazioni. Il nostro organismo può utilizzare solo l’energia che si libera dalla rottura dei legami chimici delle molecole che costituiscono gli alimenti. L’energia chimica contenuta negli alimenti viene trasformata e utilizzata per il lavoro muscolare, i processi di omeostasi, il ricambio cellulare e i processi di crescita. N.B. Nella conversione di energia chimica in energia biologica la maggior parte di questa si disperde sotto forma di calore. pag. 380 La bioenergetica

3 Il metabolismo è l’insieme di trasformazioni chimiche ed energetiche che avvengono nelle cellule viventi. Nei processi metabolici si distinguono catabolismo e anabolismo. »Catabolismo Reazioni che portano alla demolizione di sostanze complesse in altre più semplici: sono reazioni esoergoniche (liberano energia). »Anabolismo Reazioni che comprendono i processi di sintesi di molecole partendo da altre più semplici: sono reazioni endoergoniche (richiedono energia). N.B. Anabolismo e catabolismo sono processi accoppiati, il trasportatore di energia in entrambi processi è l’ATP. pag. 381/1 Il metabolismo

4 Le reazioni per l’ottenimento di energia a partire dagli alimenti costituiscono il metabolismo energetico. I principi nutritivi vengono demoliti (ossidati) secondo le seguenti reazioni: glucidi + O 2  CO 2 + H 2 O + energia protidi + O 2  CO 2 + H 2 O + composti azotati + energia lipidi + O 2  CO 2 + H 2 O + energia I prodotti finali del catabolismo, ossia CO 2, H 2 O e composti azotati, sono eliminati dall’organismo come materiale di rifiuto. pag. 381/2 Il metabolismo

5 Il potere energetico degli alimenti si determina con la bomba calorimetrica. I valori energetici ottenuti sperimentalmente sono: 1 g di glucidi = 4,1 kcal 1 g di protidi = 5,6 kcal 1 g di lipidi = 9,3 kcal Nell’organismo si stimano invece i seguenti valori: 1 g di glucidi = 4 kcal 1 g di protidi = 4 kcal 1 g di lipidi = 9 kcal N.B. La differenza tra i valori sperimentali e i valori reali è dovuta ai coefficienti di digeribilità che sono < 100 e sono diversi per ciascun nutriente. pag. 382 L’energia dei macronutrienti

6 Il dispendio energetico è dato dall’energia consumata dall’organismo in un dato periodo di tempo. Il dispendio energetico quotidiano o totale è dato dai seguenti componenti: -metabolismo basale -termogenesi indotta dalla dieta -livello di attività fisica Il dispendio energetico può essere misurato con metodi: -diretti  calorimetria diretta -indiretti  calorimetria indiretta pag. 383/1 Il dispendio energetico

7 La calorimetria diretta misura il calore sprigionato da un soggetto, in un tempo prefissato, e introdotto in un ambiente termicamente isolato. A questo scopo viene utilizzato il calorimetro di Atwater-Benedict: dalla quantità di calore liberato, applicando opportune formule matematiche, si risale al dispendio energetico del soggetto. È un metodo preciso ma costoso, che richiede tempi lunghi  è poco utilizzato. pag. 383/2 Calorimetria diretta

8 La calorimetria indiretta misura la quantità di O 2 utilizzata nelle reazioni di ossidazione degli alimenti. L’O 2 consumato è proporzionale all’energia liberata: 1 litro di O 2 consumato produce 4,82 kcal Per misurare l’ossigeno consumato si utilizzano strumenti detti spirometri (es. spirometro di Benedict-Roth, spirometri portatili). pag. 383/3 Calorimetria indiretta

9 pag. 383/4 Calorimetria indiretta

10 Il metabolismo basale (MB) o metabolismo a riposo è la quantità di energia minima necessaria per lo svolgimento dei processi vitali dell’organismo (respirazione, attività dell’apparato cardiovascolare, ecc.), in condizioni di assoluto riposo fisico, mentale e digestivo. Il MB varia con l’età, il sesso, la struttura corporea, il clima, lo stato di salute, ecc. Il MB rappresenta la voce più importante nel capitolo della spesa energetica totale (~ 65-75%): negli adulti il MB è di circa kcal/die. pag. 384/1 Il metabolismo basale

11 Il metabolismo basale si misura empiricamente: -con il soggetto in stato di veglia -a digiuno da ore -in condizioni di totale rilassamento -in ambiente di neutralità termica Il MB può anche essere misurato con l’ausilio di formule e tabelle che tengono conto dell’età, sesso, peso corporeo, ecc. Semplici formule per la determinazione del MB sono: -MB maschi = 1 kcal x kg di peso corporeo x 24 ore -MB femmine = 0,95 kcal x kg di peso corporeo x 24 ore pag. 384/2 Sistemi per determinare il MB

12 Il dispendio energetico per le attività fisiche lavorative ed extralavorative rappresenta la spesa energetica più variabile tra individui di stessa età, sesso e massa corporea. Le attività fisiche si possono distinguere in: -leggere (es. studenti)  incremento MB ~ 20-30% -moderate (es. commessi)  incremento MB ~ 40-60% -pesanti (es. muratori)  incremento MB > 60% pag. 385/1 Costo energetico dell’attività fisica

13 La termogenesi indotta dalla dieta (TID), in passato nota come azione dinamico- specifica degli alimenti (ADS), è l’incremento del dispendio energetico in risposta all’assunzione di alimenti. Mediamente equivale a circa il 7-15% del dispendio energetico totale. Si distingue: -la termogenesi obbligatoria, che rappresenta l’energia spesa per l’utilizzazione dei singoli nutrienti, per i processi di digestione, per il loro assorbimento, trasporto e metabolismo. Circa il 75% della TID può essere attribuito alla componente obbligatoria -la termogenesi facoltativa, che coinvolge l’attivazione del sistema nervoso centrale. Le sostanze nervine (caffè, tè, ecc.) aumentano questa termogenesi pag. 385/2 Termogenesi indotta dalla dieta

14 Il fabbisogno energetico è definito come l’apporto di energia di origine alimentare necessario a compensare il dispendio energetico in individui che si trovano in buono stato di salute: FET = MB + E dell’attività fisica + TID Un metodo semplice ed efficace per calcolare il FET è proposto dalla FAO-WHO: FET = MB x LAF pag. 386/1 Fabbisogno energetico

15 pag. 386/2 Fabbisogno energetico

16 Il bilancio energetico è il rapporto fra l’energia introdotta con gli alimenti (entrate) e il dispendio energetico dell’individuo (uscite). pag. 387 Bilancio energetico

17 Non esiste nessun alimento completo, ossia che contenga tutti i nutrienti necessari in quantità sufficiente per garantire uno stato di salute a lungo termine. L’organismo umano è capace di convertire tra loro certi nutrienti, tuttavia questa capacità è limitata, per cui si distinguono: »Nutrienti essenziali L’organismo non è in grado di sintetizzarli. »Nutrienti facoltativi L’organismo è in grado di sintetizzarli partendo da altri nutrienti. N.B. L’obiettivo di un’alimentazione equilibrata è di soddisfare un buon apporto nutrizionale per mantenere o migliorare lo stato di salute. pag. 388 Nutrienti essenziali e facoltativi

18 »Fabbisogni nutrizionali minimi Quantità di energia e di nutrienti utilizzata dall’organismo nell’arco delle 24 ore. »Fabbisogni nutrizionali raccomandati Apporti di energia e nutrienti che appaiono più idonei per assicurare i fabbisogni minimi di energia e di nutrienti di una popolazione. Rappresentano un livello di sicurezza. Livelli nutrizionali raccomandati sono elaborati in diversi paesi: -negli USA sono noti come RDA (Recommended Dietary Allowances) -in Italia come LARN (Livelli di Assunzione giornaliera Raccomandati di Nutrienti) pag. 389 Fabbisogni e raccomandazioni

19 pag. 390 LARN

20 pag. 391 LARN

21 Nell’adulto (18-60 anni), senza particolari patologie, si raccomanda: -protidi: 1 g/kg peso corporeo  10-15% dell’energia giornaliera -glucidi: 55-65% dell’energia giornaliera, di cui circa 10-12% di glucidi semplici e 30 g di fibra -lipidi: 25-30% dell’energia, di cui 1-2% di ac. grassi ω-6 e 0,2-0,5% di acidi grassi ω-3 -micronutrienti: è sufficiente una dieta variata -acqua: 1 g/kcal assunta pag. 392 Raccomandazioni nutrizionali

22 Le linee guida per una sana alimentazione italiana raccolgono informazioni e raccomandazioni nutrizionali destinate all’universo dei consumatori. Hanno la finalità di favorire l’acquisizione di comportamenti alimentari corretti eliminando gli errori più diffusi nella popolazione. pag. 393/1 Linee guida dietetiche

23 pag. 393/2 Linee guida dietetiche

24 pag. 394 Classificazione degli alimenti

25 Porzione standard è l’unità pratica della quantità di un alimento espressa in grammi che si assume come unità di misura (è ricavata sulla base dei consumi medi della popolazione italiana). pag. 395/1 Porzioni standard

26 pag. 395/2 Porzioni standard


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