8.1 Bisogni di energia e di nutrienti

pag. 380 La bioenergetica 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. 381/1 Il metabolismo Catabolismo 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. 381/2 Il metabolismo 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 + O2  CO2 + H2O + energia protidi + O2  CO2 + H2O + composti azotati + energia lipidi + O2  CO2 + H2O + energia I prodotti finali del catabolismo, ossia CO2, H2O e composti azotati, sono eliminati dall’organismo come materiale di rifiuto.

pag. 382 L’energia dei macronutrienti 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. 1 kcal = 4,184 kJ

pag. 383/1 Il dispendio energetico 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. 383/2 Calorimetria diretta 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. 383/3 Calorimetria indiretta La calorimetria indiretta misura la quantità di O2 utilizzata nelle reazioni di ossidazione degli alimenti. L’O2 consumato è proporzionale all’energia liberata: 1 litro di O2 consumato produce 4,82 kcal Per misurare l’ossigeno consumato si utilizzano strumenti detti spirometri (es. spirometro di Benedict-Roth, spirometri portatili).

pag. 383/4 Calorimetria indiretta

pag. 384/1 Il metabolismo basale 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 1200-1600 kcal/die.

pag. 384/2 Sistemi per determinare il MB Il metabolismo basale si misura empiricamente: - con il soggetto in stato di veglia - a digiuno da 12-24 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 11

pag. 385/1 Costo energetico dell’attività fisica 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% 12

pag. 385/2 Termogenesi indotta dalla dieta 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 13

pag. 386/1 Fabbisogno energetico 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 14

pag. 386/2 Fabbisogno energetico 15

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

pag. 388 Nutrienti essenziali e facoltativi 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. 389 Fabbisogni e raccomandazioni 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. 390 LARN 19

pag. 391 LARN 20

pag. 392 Raccomandazioni nutrizionali 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 21

pag. 393/1 Linee guida dietetiche 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. 393/2 Linee guida dietetiche

pag. 394 Classificazione degli alimenti 24

pag. 395/1 Porzioni standard 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). 25

pag. 395/2 Porzioni standard 26