La Fisiologia della Nutrizione. Claudio G. Molinari

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1 2 La Fisiologia della Nutrizione Claudio G. Molinari

2 (natura) La FISIOLOGIA è l a disciplina biologica che descrive il normale funzionamento, fisico e chimico, di un organismo vivente e delle sue parti: sistemi, apparati, organi, tessuti e cellule.

3 Claude Bernard ( ) Omeòstasi

4 Il corpo umano è in continua attività

5 Schema di un organismo umano

6 ENERGIA rende possibili le reazioni biochimiche che sono alla base del metabolismo

7 L Uomo ha un organismo a sangue caldo

8 Hermann von Helmholtz ( ) Legge di conservazione dell'energia (1 Principio della Termodinamica) L energia non può essere creata né distrutta......da dove nasce il calore?

9 Il bilancio energetico

10 Il bilancio energetico

11 Santorio Santorio ( ) la stadera medica

12 Che cosa è un alimento? Si definisce alimento qualsiasi sostanza che sia in grado di: fornire materiale energetico per la produzione di calore, lavoro o altre forme di energia fornire materiale plastico per la crescita e la riparazione dei tessuti fornire materiale 'regolatore' catalizzante le reazioni metaboliche

13 METABOLISMO Alimentazione Assorbimento energia Anabolismo enzimi Processi biochimici organici enzimi Catabolismo energia Secrezione Esocitosi CO2 Escrezione N H2O

14 Bomba Calorimetrica Valore energetico degli alimenti Calorie fisiche Calorie fisiologiche Marcellin Berthelot ( )

15 CALORIMETRIA diretta Calorimetro ad acqua Calorimetro a ghiaccio La Fisiologia della Nutrizione Francis G. Benedict ( ) Antoine L. Lavoisier ( ) Pierre Laplace ( ) Wilbur O. Atwater ( )

16 TERMOCHIMICA ALIMENTARE La termochimica alimentare si basa sulla valutazione della differente quantità d'energia presente negli alimenti ingeriti in un determinato periodo e quella ancora contenuta nei prodotti di rifiuto (feci, urine, sudore, aria espirata): la differenza misurata dovrebbe corrispondere alla quantità che è stata utilizzata dall'organismo. CALORIMETRIA indiretta Metabolimetro di Benedict-Roth TERMOCHIMICA RESPIRATORIA Questa metodica si basa sul principio che l'energia prodotta dall'organismo deriva fondamentalmente dall'ossidazione degli alimenti.

17 Quoziente respiratorio Si definisce quoziente respiratorio (QR) il rapporto tra la CO2, prodotta e l O2, consumato nei processi ossidativi. Esso è diverso per ciascuno dei nutrienti e dipende essenzialmente dalla loro costituzione chimica.

18 Il Metabolismo Basale consumo obbligatorio di energia essenziale per lo svolgimento delle minime attività funzionali, quali il mantenimento della temperatura corporea e del tono muscolare e dell'incessante attività cardiovascolare, respiratotia, epatica, nervosa, renale e ghiandolare.

19 Come si misura il metabolismo basale? soggetto sveglio, ma in uno stato di totale rilassamento fisico e psichico, a digiuno da almeno 12 ore Il MB si calcola in base all O2 consumato, alla superficie corporea e all età.

20 La Fisiologia della Nutrizione La superficie corporea S (in cm2) = 71,84 (P)0,425 (h)0,725 Formula, diagramma e nomogramma di DuBois & DuBois Delafield Dubois & Eugene Floyd Dubois: A formula to estimate the approximate surface area if height and weight be known. Archives of Internal Medicine, Chicago, 1916, 17:

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22 IMPEDENZIOMETRIA (BIA body impedance analysis) Acqua corporea totale (TBW - total body water); Acqua extracellulare (ECW - extra cell water); Acqua intracellulare (ICW - intra cell water); Massa cellulare (BCM - body cell mass); Massa magra (FFM - fat free mass); Massa grassa (FM - fat mass); Massa muscolare (MM - muscle mass); Metabolismo basale correlato alla massa cellulare.

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24 I TIPI METABOLICI MB lento (ipo-ossidatore) brucia male i grassi, non bene le proteine e bene gli zuccheri. Spesso presenti: affaticamento, depressione, intestino pigro, ipotensione, ipersensibilità al freddo, iposudorazione, pelle e capelli secchi, intolleranze alimentari MB veloce (iper-ossidatore) il secondo brucia male gli zuccheri, bene le proteine e molto bene i grassi. Spesso presenti: ansia, intestino regolare, iperattività, ipersudorazione, ipertensione, ipersensibilità al caldo, irritabilità nervosa, pelle e capelli grassi MB neutro (normo-ossidatore) processi biochimici equilibrati

25 Fabbisogno Energetico

26 Azione Dinamico Specifica Incremento del consumo energetico che si verifica a seguito de1l'assunzione di un pasto, per tutti i processi che portano alla digestione, assorbimento e utllizzazione dei nutrienti. Si manifesta entro un ora dal pasto, raggiunge i massimi valori dopo 2-3 ore e si attenua dopo 4-5 ore.

27 Il Digiuno stato di mancata assunzione di alimenti, tale da non soddisfare il fabbisogno energetico Dopo circa 24 h di digiuno si innesca il fenomeno della GLUCONEOGENESI. La massa magra viene intaccata per convertire le proteine in energia (fino a 100 g al giorno), e allo stesso scopo verrebbero utilizzati anche i grassi (effetto dimagrante), con conseguente accumulo di scorie. Se prolungato, il digiuno determina una progressiva preferenza per i grassi, come carburanti corporei; cosicché l'utilizzo degli aminoacidi per la gluconeogenesi termina abbastanza rapidamente. L elevato utilizzo di acidi grassi causa l accumulo di corpi chetonici o chetoacidi. Dopo la prima settimana il livello di corpi chetonici nel sangue diviene elevato (chetosi) e il cervello comincia ad utilizzare preferenzialmente questi come carburante, al posto del glucosio. La chetosi, in definitiva, è il principale meccanismo chiamato in causa per la sopravvivenza dell'uomo a digiuno. Il digiuno prolungato causa una riduzione del metabolismo basale fino al 25%.

28 Il Digiuno Legge di Chossat (1843) le perdite dei tessuti durante il digiuno sono di entità inversa all'importanza del tessuto per la sopravvivenza dell'organismo, per cui gli organi vitali vengono conservati indenni o con la minima perdita il più a lungo possibile. Luigi Luciani ( ) "Fisiologia del digiuno", 1889 Durante il digiuno le funzioni vitali per Il Luciani si conservano nei limiti delle oscillazioni normali: questo vale per la termoregolazione, la circolazione, l'attività cardiaca, la respirazione, la funzione renale, le attività muscolari, le attività nervose, la cenestesi, che è la risultante di tutte le percezioni sensoriali e viscerali. Va sempre più diminuendo il consumo delle riserve proteiche, mentre si mantiene pressoché costante il consumo del grasso... Il digiuno è sicuramente guidato da CENTRI REGOLATORI, altrimenti non si potrebbe spiegare questo grande equilibrio fisiologico.

29 IPOTALAMO Nucleus Arcuatus

30 area laterale lesione: anoressia stimolaz.: iperfagia Nucleus Arcuatus area ventromediale lesione: iperfagia stimolaz.: afagia

31 CENTRO DELLA FAME Nucleus Arcuatus CENTRO DELLA SAZIETA

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33 GRELINA & LEPTINA

34 Amilina Obestatina Glicemia Melanin-concentrating hormone Agouti-related peptide (AgRP) Noradrenalina NPY Galanina Orexina alfa-msh Neurotensina Colecistochinina Urocortina Glucagon-like peptide-1 Recettori orali Cocaine and amphetamine-regulated transcript Insulina Corticotropin-releasing hormone (CRH) Distensione stomaco NOPE (N-Oleil-Fosfatidil- Etanolamina)

35 Regulation of Energy Balance: Hypothalamic Circuitry, Neuropeptides and NeuroTransmitters. Horvath, Castañeda & Tschöp modified from: Ahima et. Al., TRENDS in Mol Med 7(2001) , Berthoud, Neurosci Biobehav Rev 26 (2002) , Kalra et al., Endocr Rev 20 (1999) , Saper et al., Neuron 36 (2002)

36 Regulation of Energy Balance: Receptor Distribution and Sensors in the Hypothalamus and Breainstem. Ahima et. Al., TRENDS in Mol Med 7(2001) , Berthoud, Neurosci Biobehav Rev 26 (2002) , Kalra et al., Endocr Rev 20 (1999) , Saper et al., Neuron 36 (2002)

37 E possibile modificare il metabolismo basale? [1/3] 1. Aumentare la massa magra. I muscoli bruciano calorie e quindi più se ne ha più calorie si bruciano, anche a riposo. 2. Fare colazione. La colazione è il più importante pasto della giornata. La colazione dà una bella spinta al metabolismo e ci fornisce una consistente scorta di energie per tutto il giorno. 3. Lo zucchero bianco è cattivo! Preferire gli zuccheri complessi e se si vuole dolcificare, usare zucchero di canna. 4. Mangiare cibi piccanti. I cibi piccanti che fanno sudare possono aiutare ad aumentare il metabolismo. 5. Dormire bene la notte. Ci sono prove scientifiche che dimostrano come le persone che non dormono a sufficienza tendono ad aumentare di peso.

38 E possibile modificare il metabolismo basale? [2/3] 6. Bere più acqua. Aiuta i reni a eliminare le tossine. Bere acqua fredda fa aumentare il metabolismo in quanto "obbliga" lo stomaco a riscaldarla per portarla alla temperatura del corpo, bruciando di fatto calorie. 7. Consumare piccoli pasti. Mangiare 5-6 piccoli pasti al giorno evita la sensazione di fame, permette al corpo di avere sempre energie fresche e tiene sempre attivo l'apparato digerente facendo così consumare calorie. 8. Non saltare i pasti. Saltare i pasti per dimagrire è controproduttivo in quanto, in realtà, fa diminuire il metabolismo e può anche portare a mangiare di più negli altri pasti. 9. Pianificare i pasti. Se riesci ad avere un menu settimanale è più facile raggiungere il tuo obiettivo.

39 E possibile modificare il metabolismo basale? [3/3] 10. Bere tè verde. E' stato dimostrato che fa aumentare il metabolismo. 11. Aumentare l'assunzione di frutta, vegetali e alimenti integrali. Forniscono una risorsa bilanciata di energia evitando gli sbalzi di glicemia.

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