Quanta energia consumo ogni giorno?

Come gli altri organismi viventi, utilizziamo l'energia per muoverci, crescere, riprodurci, assimilare e utilizzare le sostanze nutritive e svolgere altri processi biochimici essenziali che ci consentono di mantenere in vita il nostro organismo.

La quantità totale di energia che consumiamo ogni giorno per questi processi è nota come dispendio energetico totale (TEE).

Il nostro dispendio energetico totale si compone principalmente di tre elementi:

• Metabolismo basale ( o dispendio energetico a riposo [ REE]) – l'energia consumata a riposo per mantenere le funzioni vitali di base (ad esempio, respirazione, circolazione sanguigna, reazioni metaboliche, regolazione dell'equilibrio idrico). Il metabolismo basale rappresenta circa il 60-80% del nostro dispendio energetico totale.
  
  
• Dispendio energetico indotto dall'alimentazione [DEE] ( noto anche come termogenesi indotta dall'alimentazione [DIT] o effetto termico degli alimenti): l'energia impiegata per digerire e assorbire il cibo. Rappresenta circa il 10% del nostro dispendio energetico totale.
  
  
• Dispendio energetico indotto dall'attività fisica [AEE] – la quantità di energia consumata durante l'attività fisica (AF), comprese le attività intenzionali come l'esercizio fisico e quelle non intenzionali come il muoversi nervosamente. L'AEE rappresenta il 15-30% del dispendio energetico totale.

Il grafico sottostante illustra il contributo relativo del metabolismo basale, del dispendio energetico indotto dall'alimentazione (o DIT) e del dispendio energetico indotto dall'attività fisica (o PA) al nostro dispendio energetico totale. Mostra inoltre alcuni dei fattori che possono influenzare ciascuna componente del nostro dispendio energetico totale.

Il nostro dispendio energetico totale è dato dalla somma di queste tre componenti:

L'unità di misura SI dell'energia (dispendio energetico) è il joule (J), ma forse la maggior parte di noi ha più familiarità con le calorie (kcal). Una caloria (kcal) equivale a 4,184 kJ di energia. *

Un altro modo per considerare il proprio dispendio energetico totale, quindi, è quello di dire che si tratta semplicemente del numero totale di calorie (kcal) che si bruciano ogni giorno.

(*Per complicare le cose, 1 kcal (chilocaloria) è nota come «caloria grande» (talvolta indicata con la «C» maiuscola). Una piccola caloria (cal) è un millesimo di una grande caloria ed è equivalente alla quantità di energia necessaria per aumentare la temperatura di 1 grammo (g) di acqua di 1º Celsius (º C). Per semplicità, useremo il termine "caloria" per indicare "kcal").

PUNTI CHIAVE

• Consumiamo energia per i processi vitali, la digestione e l'assorbimento del cibo (dispendio energetico indotto dall'alimentazione) e l'attività fisica (dispendio energetico indotto dall'attività fisica).
• Il nostro dispendio energetico totale (TEE) è la quantità complessiva di energia che consumiamo ogni giorno svolgendo queste attività.
• Il metabolismo basale (BMR) è la quantità di energia che consumiamo a riposo per sostenere le funzioni vitali (ad esempio, la respirazione e l'attività cerebrale).
• Dispendio energetico totale = metabolismo basale + dispendio energetico indotto dall'alimentazione + dispendio energetico indotto dall'attività fisica.
• Il nostro dispendio energetico totale si riferisce alla quantità di calorie (kcal) che bruciamo ogni giorno.

Come faccio a dimagrire?

Bilancio energetico

Per poter impiegare energia nei movimenti, nella crescita, nella digestione e in tutti gli altri processi che costituiscono il nostro dispendio energetico totale (descritto in precedenza), dobbiamo innanzitutto assumere energia. Lo facciamo, ovviamente, mangiando cibi che contengono energia chimica (misurata in calorie). La quantità totale di calorie che assumiamo quotidianamente attraverso il cibo è nota come apporto energetico.

La differenza tra l'apporto energetico e il dispendio energetico totale è nota come bilancio energetico. Forse ne avete sentito parlare più comunemente con l'espressione«calorie assunte contro calorie bruciate».

Secondo la prima legge della termodinamica (nota anche come principio di conservazione dell'energia), l'energia non può essere né creata né distrutta, ma può solo essere convertita da una forma all'altra. Il corpo umano non fa eccezione a questa legge.

Se, ad esempio, andassimo a correre, l'energia chimica proveniente dal cibo verrebbe convertita in energia cinetica mentre ci muoviamo, mentre una parte verrebbe trasformata (o "persa") in energia termica. L'energia totale del sistema, tuttavia, rimane invariata.

È facile constatare il rispetto di questa legge termodinamica quando si ha un perfetto equilibrio energetico, ovvero quando l'apporto energetico è uguale al dispendio energetico totale.

In questo scenario, la quantità di energia (numero di calorie) che assumiamo con il cibo è esattamente pari alla quantità di energia (numero di calorie) consumata nell'attività fisica (AEE), nella digestione e nell'assorbimento del cibo (DEE) e nei processi vitali di base (BMR). Non viene creata né distrutta alcuna energia.

Ma cosa succede quando l'apporto energetico non è uguale (cioè è superiore o inferiore) al dispendio energetico totale?

L'aumento di peso è il risultato di un bilancio energetico positivo

Si parla di bilancio energetico positivo quando l'apporto energetico è superiore al dispendio energetico totale. In altre parole, le calorie assunte superano quelle consumate.

Allora, che fine fa l'energia in eccesso che abbiamo consumato?

Ricordate che la prima legge della termodinamica stabilisce che non possiamo semplicemente eliminare questa energia in eccesso. Al contrario, l'energia in eccesso viene immagazzinata nel corpo sotto forma di energia chimica.

Questa energia chimica immagazzinata può assumere varie forme, tra cui riserve di grasso (trigliceridi), riserve di glicogeno, glucosio, nuove proteine (ad esempio proteine muscolari), ossa, altri nuovi tessuti e componenti cellulari.

Di conseguenza, quando l'apporto energetico supera il dispendio energetico totale, si finisce per aumentare di peso. Gran parte di questo aumento di peso è dovuto all'aumento del grasso corporeo; alcuni studi indicano infatti che il grasso corporeo rappresenta il 60-80% dell'aumento di peso.

Da un punto di vista evolutivo, ciò è dovuto al fatto che il grasso è una riserva energetica molto utile e altamente concentrata: un grammo di grasso anidro fornisce infatti più di sei volte l'energia di un grammo di glicogeno.

Di conseguenza, immagazziniamo l'energia in eccesso principalmente sotto forma di grasso: un uomo medio di 70 kg immagazzina 100.000 kcal di energia chimica sotto forma di grasso (trigliceridi), 25.000 kcal sotto forma di proteine (principalmente nei muscoli), 600 kcal sotto forma di glicogeno e 40 kcal sotto forma di glucosio.

Per perdere peso è necessario un bilancio energetico negativo

Quando il nostro dispendio energetico totale supera l'apporto energetico, si parla di bilancio energetico negativo o deficit energetico/calorico.

In altre parole, in caso di bilancio energetico negativo, il numero di calorie che bruciamo ogni giorno è superiore al numero di calorie che assumiamo con il cibo.

Ancora una volta sorge la domanda: come possiamo consumare energia che non abbiamo assunto attraverso il cibo?

La risposta è che attingiamo alle riserve energetiche del nostro corpo. Ad esempio, possiamo scomporre le riserve di grasso (trigliceridi) in acidi grassi e poi, attraverso un processo chiamato ossidazione dei grassi, bruciarli per liberare energia.

A seguito della scomposizione di queste riserve energetiche, un bilancio energetico negativo ci porta a perdere peso. Alcuni studi indicano che tra il 60 e l'80% di questa perdita di peso è attribuibile alla riduzione del grasso corporeo.

In sostanza, dal punto di vista termodinamico, se vogliamo perdere peso, il nostro dispendio energetico totale deve essere superiore all'apporto energetico.

PUNTI CHIAVE

• Il bilancio energetico è la differenza tra l'apporto energetico («calorie assunte») e il dispendio energetico totale («calorie bruciate»).
• Se il tuo dispendio energetico totale è inferiore alle calorie che assumi (un bilancio energetico positivo), aumenterai di peso.
• Se il tuo dispendio energetico totale è superiore alle calorie che assumi (un bilancio energetico negativo), perderai peso.

Che cos'è il metabolismo basale (BMR)?

Il metabolismo basale (BMR) è la quantità di energia consumata a riposo per svolgere le funzioni vitali di base. Ciò include l'energia necessaria per mantenere l'omeostasi cellulare, la funzione cardiaca, l'attività cerebrale, la funzione nervosa ecc.

Come accennato in precedenza, il metabolismo basale rappresenta la quota maggiore (60-80%) del dispendio energetico totale.

I termini «tasso metabolico basale (BMR)» e «dispendio energetico a riposo (REE)» o «tasso metabolico a riposo (RMR)» vengono spesso utilizzati in modo intercambiabile. Da un punto di vista tecnico, presentano alcune differenze: il BMR viene misurato in condizioni più rigorose (dopo 24 ore di inattività fisica e un digiuno notturno).

PUNTI CHIAVE

• Il metabolismo basale (BMR) è il numero di calorie che si bruciano ogni giorno per alimentare i processi vitali (ad esempio l'omeostasi cellulare, la respirazione e la funzione nervosa).
• Il metabolismo basale rappresenta circa il 60-80% del dispendio energetico totale.

Quali fattori influenzano il mio metabolismo basale?

Diversi fattori legati allo stile di vita e di natura genetica possono influenzare il metabolismo basale. Tra questi vi sono:

- Massa corporea

In linea generale, il fattore determinante principale del metabolismo basale è la massa corporea. Più si è in sovrappeso, più alto è il metabolismo basale, poiché si consuma più energia per soddisfare il fabbisogno di un maggior numero di cellule nell'organismo. Allo stesso modo, il metabolismo basale aumenta anche con l'aumentare dell'altezza.

- Composizione corporea

Il tessuto muscolare consuma più calorie a riposo rispetto al tessuto adiposo. Pertanto, le persone con una maggiore massa muscolare (e una percentuale di grasso corporeo più bassa) tendono ad avere un metabolismo basale più elevato.

Un altro modo per esprimerlo è dire che il metabolismo basale (BMR) è direttamente proporzionale alla massa magra (ovvero muscoli, ossa, organi interni, tessuto connettivo – in pratica tutto ciò che non è grasso). Ciò è illustrato nel grafico sottostante.

-Sesso

Le donne tendono ad avere un metabolismo basale inferiore rispetto agli uomini. Ciò è dovuto in gran parte alle differenze nella composizione corporea, dato che gli uomini hanno in genere una massa muscolare maggiore rispetto alle donne.

- Età

Il metabolismo basale tende a diminuire con l'avanzare dell'età a causa della perdita di massa muscolare, dei cambiamenti ormonali e di altri cambiamenti fisiologici legati all'età.

- Ormoni

Diversi ormoni, compresi quelli tiroidei, possono influire sul metabolismo basale. Ad esempio, nell'analisi della funzione tiroidea abbiamo scoperto che gli ormoni T3 (triiodotironina) e T4 (tiroxina) aumentano il metabolismo basale.  

- Temperatura ambiente

Molte delle reazioni chimiche che costituiscono il nostro metabolismo basale generano energia termica. Sfruttando questo meccanismo, ci siamo evoluti in modo da aumentare il nostro metabolismo basale per riscaldare il corpo quando la temperatura ambiente è bassa. Questo processo è noto come termogenesi senza brividi.  

- Farmaci

Le sostanze, sia lecite che illecite, possono alterare il metabolismo basale. Un esempio lampante è la caffeina, che può aumentare il metabolismo basale. A questo proposito, uno studio ha rilevato che una dose di 100 mg di caffeina ha aumentato il metabolismo basale del 3-4% nell'arco di 150 minuti.

- Genetica

Il tuo corredo genetico ha un'influenza significativa sul tuo metabolismo basale. Uno studio ha suggerito che il metabolismo basale abbia un'ereditabilità del 40%. Ciò significa che il 40% della variazione del metabolismo basale può essere spiegato dalle differenze genetiche. Le varianti di singoli geni, come il gene UCP2 (oggetto di questo tratto), contribuiscono a queste differenze genetiche.

PUNTI CHIAVE

• Il fattore principale che influenza il metabolismo basale è la massa magra (che comprende muscoli, ossa e tessuto connettivo).
• Anche il tuo corredo genetico e vari altri fattori legati allo stile di vita influiscono sul metabolismo basale.

Come faccio a calcolare il mio metabolismo basale?

Considerato l'impatto dei fattori sopra descritti sul metabolismo basale (BMR), sono state elaborate diverse formule per stimare il BMR di una persona. Due delle formule più utilizzate sono l'equazione di Harris-Benedict e l'equazione di Mifflin-St Jeor.

Entrambe le equazioni tengono conto degli effetti di sesso, peso, altezza ed età sul metabolismo basale.

Equazione di Harris-Benedict

Uomini:

BMR = 66,5 + (13,75 × Peso [kg]) + (5,003 × Altezza [cm]) - (6,775 × Età [anni])

Donne:

BMR = 655,1 + (9,563 × Peso [kg]) + (1,850 × Altezza [cm]) - (4,676 × Età [anni])

Equazione di Mifflin-St Jeor

Uomini:

BMR = (10 × Peso [kg]) + (6,25 × Altezza [cm]) - (5 × Età [anni]) + 5

Donne:

BMR = (10 × Peso [kg]) + (6,25 × Altezza [cm]) - (5 × Età [anni]) - 161

In che modo il metabolismo basale influisce sulla perdita di peso?

Come già detto, per perdere peso è necessario un bilancio energetico negativo. Ciò significa che il nostro dispendio energetico totale deve superare il nostro apporto energetico totale.

Dato che il nostro metabolismo basale (BMR) rappresenta la quota maggiore del nostro dispendio energetico totale, ne consegue che, ceteris paribus (a parità di tutte le altre condizioni), un BMR più elevato comporterà un dispendio energetico totale più elevato.

A sua volta, un maggiore dispendio energetico totale renderà più facile raggiungere un bilancio energetico negativo e perdere peso. Mettendo insieme questi fattori, perdere peso dovrebbe risultare più facile per chi ha un metabolismo basale (BMR) più elevato, che brucia più calorie a riposo, rispetto a chi ha un metabolismo basale più basso.

Al contrario, un metabolismo basale più basso può rendere più difficile perdere peso. Inoltre, una persona con un metabolismo basale basso dovrebbe raggiungere più facilmente un bilancio energetico positivo e quindi essere maggiormente a rischio di aumento di peso.  

In linea con quanto sopra, uno studio condotto sugli indiani Pima ha dimostrato che un metabolismo basale (BMR) più basso (corretto in base alla massa magra e alla massa grassa) era associato a un maggiore aumento di peso nell'arco di due anni. Analogamente, una meta-analisi ha rilevato che le persone che in passato erano state obese presentavano un metabolismo basale (BMR) corretto inferiore del 3-5% rispetto ai soggetti di controllo di peso normale.

Alcune precisazioni

È importante tenere presente che, nella pratica, il rapporto tra metabolismo basale, bilancio energetico e perdita di peso è più complesso di quanto suggerito sopra.

Innanzitutto, è importante comprendere che, rispetto al metabolismo basale (BMR), le variazioni nell'apporto energetico (ovvero il numero di calorie che assumiamo) e nel dispendio energetico indotto dall'attività fisica (ovvero il numero di calorie bruciate attraverso l'attività fisica) hanno un effetto molto più significativo sul nostro bilancio energetico complessivo.

Se vuoi perdere peso, strategie come la dieta (che agisce sull'apporto energetico) e l'esercizio fisico (che agisce sul dispendio energetico indotto dall'attività fisica) sono molto più efficaci rispetto al tentativo di aumentare il metabolismo basale.  

In secondo luogo, ricorda che il tuo metabolismo basale (BMR) varia a seconda che tu aumenti o perda peso. Se riesci a dimagrire, il tuo metabolismo basale diminuirà di pari passo con la riduzione della massa grassa e della massa magra. Questo è illustrato nel diagramma qui sotto.

In terzo luogo, l'impatto delle differenze nel metabolismo basale (BMR) sull'adiposità (la quantità relativa di grasso o di tessuto adiposo) è complesso. Alcuni studi hanno rilevato che un metabolismo basale significativamente superiore o inferiore a quello previsto in base a peso, altezza, sesso ed età non influisce sulla percentuale di grasso corporeo.

PUNTI CHIAVE

• Un metabolismo basale più elevato può contribuire ad aumentare il dispendio energetico totale, rendendo più facile raggiungere un bilancio energetico negativo e perdere peso.
• Un metabolismo basale più basso può rendere più difficile raggiungere un bilancio energetico negativo e perdere peso.
• È probabile che il BMR abbia un effetto minore sulle variazioni del bilancio energetico rispetto all'apporto calorico e all'attività fisica.

Che cos'è l'UCP2?

UCP2 è l'acronimo di proteina di disaccoppiamento 2.

Abbiamo già parlato di questa proteina nel contesto del tratto relativo al consumo energetico (UCP2). Invitiamo i lettori a rileggere l'articolo del blog allegato per una panoramica più approfondita sul funzionamento di questa proteina nei mitocondri.

Per quanto riguarda il bilancio energetico, l'UCP2 regola il modo in cui i mitocondri utilizzano il glucosio e i grassi per produrre energia chimica. In linea generale, un maggiore consumo o "ossidazione" di glucosio e grassi come fonte di energia aumenta il nostro dispendio energetico totale.

Inoltre, l'UCP2 attiva indirettamente un recettore chiamato recettore della melanocortina-4, che stimola i circuiti cerebrali (situati in una regione del cervello chiamata ipotalamo) che inibiscono l'assunzione di cibo (energia) e aumentano il nostro metabolismo basale.

L'UCP2 svolge inoltre un ruolo nella secrezione di insulina. L'insulina è un ormone che agisce sul metabolismo del glucosio e dei grassi e influenza il modo in cui immagazziniamo l'energia.

La proteina UCP2 è codificata dal gene UCP2. Il tratto "Metabolismo basale (UCP2)" esamina diverse varianti del gene UCP2 che, secondo quanto dimostrato, influenzano l'equilibrio energetico.

PUNTI CHIAVE

• UCP2 è l'acronimo di proteina di disaccoppiamento 2.
• L'UCP2 svolge un ruolo nel metabolismo del glucosio e dei grassi, nella secrezione di insulina e nel controllo dell'equilibrio energetico.
• La proteina UCP2 è codificata dal gene UCP2.

In che modo le varianti del gene UCP2 influenzano il metabolismo basale?

Alcune varianti del gene UCP2 sono associate a variazioni dei livelli della proteina UCP2 prodotta nei diversi tessuti.

Si dice che queste varianti genetiche siano associate a cambiamenti nell'espressione genica, ovvero il processo attraverso il quale le istruzioni contenute nel nostro DNA vengono utilizzate per produrre proteine.

Si ritiene che una maggiore espressione del gene UCP2, che determina livelli più elevati della proteina UCP2 nel tessuto muscolare e adiposo, sia associata a un tasso metabolico basale più elevato.

Al contrario, si ritiene che una minore espressione dell'UCP2 e livelli proteici più bassi contribuiscano a un tasso metabolico basale più basso.

A questo proposito, un SNP (polimorfismo a singolo nucleotide) del gene UCP2, denominato rs659366, dà origine a due diverse varianti genetiche o «alleli»: l’allele «G» e l’allele «A».

È stato dimostrato che l'allele "A" aumenta l'espressione e i livelli proteici dell'UCP2; inoltre, è stato associato a un aumento del metabolismo basale e dell'ossidazione dei grassi in diverse popolazioni.

È stato inoltre dimostrato che varie altre varianti del gene UCP2, come quelle determinate dal SNP rs660339 e dal polimorfismo di inserzione/delezione di 45 bp, alterano l'espressione dell'UCP2 e influenzano il metabolismo basale.

Ad esempio, uno studio condotto sugli indiani Pima ha rilevato che gli individui con varianti del gene UCP2 associate a una maggiore espressione di UCP2 presentavano un metabolismo basale più elevato, bruciando in media circa 150 kcal in più al giorno.

PUNTI CHIAVE

• Le varianti del gene UCP2 possono influire sull'espressione genica e, di conseguenza, modificare i livelli della proteina UCP2.
• Livelli più elevati di espressione e di proteina UCP2 sono associati a un tasso metabolico basale più elevato.
• Livelli più bassi di espressione dell'UCP2 o di proteina sono associati a un tasso metabolico basale più basso.

In che modo le varianti del gene UCP2 influenzano la perdita di peso?

Uno studio su un campione ristretto ha dimostrato che l'espressione del gene UCP2 è correlata positivamente alla perdita di peso in seguito a una dieta ipocalorica della durata di sei settimane. Come mostrano i grafici riportati di seguito, le persone con livelli più elevati di espressione dell'UCP2 hanno registrato anche una maggiore perdita di peso in termini assoluti e percentuali.

È possibile che le varianti genetiche associate a una maggiore espressione del gene UCP2 favoriscano una maggiore perdita di peso, anche se sono necessarie ulteriori ricerche per confermarlo.

Altri studi hanno inoltre dimostrato che le varianti genetiche associate a una maggiore espressione dell'UCP2, come l'allele «A» generato dal SNP rs659366, sono associate a una maggiore perdita di peso in seguito a interventi chirurgici di bypass gastrico e bendaggio gastrico.

PUNTI CHIAVE

• Alcuni studi hanno rilevato che le varianti del gene UCP2, associate a livelli più elevati di espressione e concentrazione proteica dell'UCP2, sono correlate a una maggiore perdita di peso.

Il tuo tratto relativo al metabolismo basale (UCP2)

L'analisi del tratto "Tasso metabolico basale (UCP2)" esamina diverse varianti del gene UCP2, tra cui quelle determinate dai polimorfismi rs659366, rs660339 e dall'inserto/delezione di 45 bp nella regione 3’UTR.

In base a queste varianti genetiche, verrai classificato in uno dei tre gruppi seguenti:

• Aumento del metabolismo basale
• Metabolismo basale moderato
• Riduzione del metabolismo basale

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