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7 FABBISOGNO ENERGETICO Il fabbisogno energetico di un individuo è il livello di introduzione di energia, con gli alimenti, necessario a bilanciare la spesa energetica in un soggetto con struttura, composizione corporea e livello di attività fisica associati ad un buon stato di salute per un lungo tempo.

8 Il fabbisogno energetico è il fabbisogno prioritario dell organismo animale, e problema fondamentale per il nutrizionista. E la quantità di alimenti considerati come apportatori di energia chimica necessaria per il mantenimento delle funzioni vitali, reintegrando il dispendio energetico che queste comportano, in modo da mantenere in pareggio il bilancio energetico, cioè il rapporto fra energia potenziale degli alimenti introdotti e il dispendio energetico dell individuo ENERGIA INTRODOTTA Bilancio energetico: = Energia alimentare assunta ENERGIA PRODOTTA Lavoro esterno + calore interno prodotto + accumulo di energia

9 Fattori che compongono il Fabbisogno Energetico Componenti la spesa energetica: 1. Dispendio basale o di mantenimento: MB 2. Dispendio per la termoregolazione 3. Dispendio per l attività fisica 4. Dispendio per l accrescimento 5. Dispendio per l Azione Dinamico Specifica (A.D.S.) degli alimenti o termogenesi indotta dagli alimenti 6. Dispendio per condizioni particolari, quali la gravidanza e l allattamento

10 A.D.S. (Azione Dinamico Specifica) è il termine che viene usato per indicare l aumento della produzione di calore (o l aumento del consumo di O2) che si produce nell organismo in seguito all ingestione degli alimenti Protidi: 30% rispetto il loro valore calorico Glucidi: 6% rispetto il loro valore calorico Lipidi: 4% rispetto il loro valore calorico In media il Fabbisogno Energetico per l A.D.S. corrisponde al 10% del MB

11 Misure della Spesa Energetica Il componente principale della spesa energetica (da 1/2 a 2/3) è il MB; la rimanente spesa rappresentata dall energia necessaria per l attività fisica. Sia il MB che l attività fisica sono correlati con l età, sesso e peso. Calcolo del dispendio energetico: M.B. x L.A.F. MB = Metabolismo Basale LAF = Livelli di Attività Fisica

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16 METABOLISMO Insieme delle trasformazioni di materia ed energia che si compiono negli organismi viventi MATERIALE ENERGETICO ANABOLISMO Sintesi delle grandi molecole organiche a partire da piccole molecole (significato plastico) CATABOLISMO Demolizione delle grandi molecole organiche per produrre piccole molecole ed energia (significato plastico ed energetico)

17 METABOLISMO BASALE Il Metabolismo basale (MB) corrisponde alla minima quantità di energia necessaria per i processi biologici indispensabili alla vita dell organismo. Rappresenta il minimo metabolico, cioè la somma dell attività metabolica di riposo dei vari organi sempre in attività (cuore, fegato, SN, muscoli respiratori, ecc.) Esso è definito come l energia (calorie) che viene spesa quando l organismo si trova in condizioni di: 1. Riposo assoluto, fisico e mentale 2. Riposo digestivo: a digiuno da ore (in particolare proteico); per evitare l Azione Dinamico Specifica degli alimenti ADS), che indica l aumento della produzione di calore (o l aumento del consumo di O 2 ) che si produce in seguito all introduzione degli alimenti 3. Riposo termico: cioè in stato di neutralità termica (ad una temperatura ambientale di C, cioè tale da non attivare i meccanismi della termoregolazione)

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19 Il MB è espresso in Calorie. Può essere riferito: Ai Kg di peso corporeo: è più elevato in animali di piccola taglia che in quelli di taglia maggiore (Legge di Richet) Alla superficie corporea: risulta quasi uguale per animali di piccola e di grossa taglia. Esso è infatti proporzionale alla superficie corporea (legge di Rubner)

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23 Misura della superficie corporea: La superficie corporea si calcola secondo la formula di Du Bois: S = P x H x S = Superficie corporea espressa in cm 2 P = Peso in Kg H = Altezza in cm

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26 VALORI DEL METABOLISMO BASALE Nel soggetto adulto (20-50 anni) il MB di circa Kcal/m 2 s.c./ora. La donna adulta ha un MB inferiore

27 1. ETÀ FATTORI CHE INFLUENZANO IL MB: 2. SESSO: l uomo ha un MB di circa il 7% sup. a quello della donna (a pari età) 3. MALUTRIZIONE (-); Soggetti atletici e allenati (+) 3-6%; sonno non REM (-) 6-13%; soggetti sedentari (-) 4. RAZZA: esquimesi (+), razza orientale (il MB è più basso di circa il 10% rispetto alla razza occidentale) 5. CLIMA: nei climi tropicali il MB inferiore rispetto ai climi temperati 6. TEMPERATURA CORPOREA: l aumento della temperatura corporea (reazioni termogeniche) causa aumento del MB di circa il 14% per ogni grado centigrado di temperatura 7. TEMPERATURA AMBIENTALE: da C lieve aumento, inferiore a 15 C aumento notevole 8. GRAVIDANZA: il MB aumenta dal 5 mese di gravidanza 9. GHIANDOLE ENDOCRINE: ormoni tiroidei, adrenalina, corticosterone 10. DIGIUNO PROLUNGATO INGESTIONE DI ALIMENTI (A.D.S.) 11. CAFFEINA, TEOFILLINA, FUMO DI SIGARETTA aumentano il MB

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29 UN ESEMPIO: SALIRE LE SCALE MET = unità metabolica definita dalla comunità scientifica = dispendio dell organismo seduto = 1 caloria/ora Kg di peso corporeo Un piano = 20 scalini Costo energetico del salire le scale = 7,3 MET Tempo medio necessario per salire 1 piano = 30 secondi Quante calorie la settimana fa spendere salire 3 volte al giorno 2 piani? Totale settimanale = 42 piani Tempo impiegato = 21 minuti POCHE? 7,3 MET/ora = 2,55 MET in 21 minuti cioè, per una donna di 55 Kg, 140 calorie/settimana = 20/dì e, per un uomo di 80 Kg, 240 calorie/settimana = 29 dì In un anno il dispendio aumenta di 7.300/ calorie, pari a 0,9-1.3 Kg persi (o non accumulati)

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31 CALCOLO DEL METABOLISMO BASALE -METODO DIRETTO: la determinazione delle calorie sviluppate viene effettuata direttamente in appositi calorimetri (calorimetria diretta) -METODO INDIRETTO (calorimetria indiretta): la determinazione viene effettuata con metodi indiretti, utilizzando il consumo di O 2. Di solito si calcola il metabolismo basale moltiplicando: Il numero di ml di O 2 consumati in 1h x l equivalente calorico dell O 2 (kcal/l). L EQUIVALENTE CALORICO di 1litro di O 2 è il numero di calorie sviluppate nell ossidazione dei substrati da parte di 1 litro di O 2 In condizioni standard (basali) di 4,825, corrispondente al Q.R. (Quoziente respiratorio) di 0,82 Varia con la natura della sostanza che l O 2 ossida, quindi con il Q.R. della sostanza ossidata

32 Camera calorimetrica

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34 Per Q.R. si intende il rapporto tra il volume di CO 2 (V CO2 ) prodotto nell ossidazione di una sostanza ed il volume di O 2 (V O2 ), consumato in quella ossidazione Q.R. = VCO VO 2 Dipende dal tipo di alimento che viene ossidato GLUCIDI = 1 LIPIDI = 0.7 PROTIDI = 0.802

35 Equivalenti calorici dell O 2 nell organismo Q.R. non proteico Calorie/l di O 2 % Calorie Glucidi derivate da: Lipidi 0,707 L 4, ,750 4,739 15,6 84,4 0,800 P 4,801 33,4 66,6 0,850 4,862 50,7 49,3 0,900 4,924 67,5 32,5 0,950 4,985 84,0 16,0 1,000 G 5, ,0 0

36 Il calore di combustione (valore calorico) degli alimenti si determina in vitro nella bomba calorimetrica. 1 grammo di glucidi e lipidi sia in vivo che in vitro liberano, per ossidazione, 4,1 e 9,3 Kcal, mentre 1 grammo di protidi libera 5,3 Kcal in vitro e 4,1 in vivo.

37 ESEMPIO: Consumo di O 2 = 200 cc/min 200 x 60 = cc/h = 12 l/h 12/l x 24 = 288 l/24h x 4.82 = 1382 cal. nelle 24 h M.B. cal/h/mq sup. corp. ESEMPIO: Soggetto di anni 32. p Kg 84, h cm 173 Sup. corporea m Consumo di O cc/min x 60 = 16.8 I/h 16.8 I/h x 4.8 cal = cal/h : 1.97 (s.c.) = 40.9 cal/h/mq = 280 cc/min PERCENTUALE METABOLICA esempio Soggetto 18 anni MB = 45 cal/h/mq (valore teorico 40) MB = (45-40) x 100 : 40 = 12.5%

38 LARN LIVELLI DI ASSUNZIONE GIORNALIERA RACCOMANDATI DI ENERGIA E NUTRIENTI PER LA POPOLAZIONE ITALIANA

39 15% 25% 50% Amidi Zuccheri Grassi Proteine 10% Ripartizione corretta delle fonti energetiche nell alimentazione umana

40 Distribuzione calorica giornaliera ideale 30% 25% 10% I colazione pranzo spuntini cena 35%

41 Distribuzione calorica giornaliera rilevata 11% 45% 24% I colazione pranzo spuntini cena 20%

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