Appunti di Ingegneria Culinaria

MODULO di APPROFONDIMENTO

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Digestione e Metabolismo

 PRINCIPI DI ALIMENTAZIONE 

La digestione è il secondo passaggio della nutrizione che consiste nello “spezzare” le catene di molecole dei principi nutritivi, contenute nel cibo, al fine di fornire il “carburante” necessario per tutte le funzioni vitali delle cellule.

L’insieme delle trasformazioni biochimiche ed energetiche che avvengono nelle cellule degli organismi viventi, dedicate al mantenimento della vita, è detto metabolismo (dal greco μεταβολή, «cambiamento»).

L’obiettivo di questo approfondimento è quello di analizzare, comprendere e riconoscere, l’insieme dei complessi fenomeni che sono necessari al mantenimento della vita degli esseri umani attraverso l’alimentazione.

INDICE DEI CONTENUTI

La Digestione

La digestione è il secondo passaggio della nutrizione degli organismi viventi, di tipo meccanico e/o chimico, che trasforma e riduce i principi nutritivi assunti (in genere macromolecole o strutture biologiche complesse) in sostanze più semplici assorbibili ed assimilabili dall’organismo.

Il complesso sistema digestivo degli esseri viventi, che ha il compito di introdurre, digerire e assorbire i principi nutritivi utili per il metabolismo eliminando i residui non utilizzabili sotto forma di feci, è l’apparato digerente.

I sistemi digestivi possono assumere molte forme diverse in base all’organismo vivente, il nostro approfondimento sintetizzerà come funziona la digestione negli esseri umani e in che modo “spezzi” le catene dei principi nutritivi contenuti negli alimenti.

Maggiori informazioni sui principi nutritivi sono disponibili nell’approfondimento dedicato alla Chimica degli Alimenti.

La DIGESTIONE MECCANICA

La digestione umana comincia all’interno della cavità orale attraverso la quale introduciamo il cibo, viene ricoperto da uno strato di saliva che, oltre ad avere il compito di impastarlo rendendolo più morbido, svolge la triplice funzione di portarlo alla temperatura ottimale per la digestione e di impregnarlo di alcuni enzimi che hanno il compito di demolire alcuni tipi di carboidrati e lipidi, quindi viene rotto meccanicamente dai denti (tra cui gli incisivi che lo tagliano, i canini che lo strappano, i premolari e i molari che lo triturano) che insieme all’azione meccanica della lingua e della mandibola formano il bolo alimentare.

Questo “impasto” viene infine spinto attraverso l’atto fisiologico della deglutizione che consente la progressione del bolo alimentare dalla cavità orale allo stomaco: passa attraverso la faringe e scivola verso lo stomaco grazie all’azione protettiva e guida della valvola muscolare “epiglottide” che, coprendo la laringe (l’accesso alla trachea e dunque alle vie respiratorie inferiori), permette al bolo alimentare d’imboccare la giusta direzione calandosi lungo l’esofago fino a raggiungere lo stomaco.

La DIGESTIONE CHIMICA

Il bolo alimentare, una volta all’interno dello stomaco, viene irrorato da circa mezzo litro di succo gastrici composto da diversi enzimi, acido cloridico e muco, che raggiunge un pH compreso tra 1-2 e dunque piuttosto acido: il ruolo principale dello stomaco è quello di digerire in filamenti lineari le molecole proteiche ingerite con l’alimentazione (denaturazione), mediante l’azione dell’acido cloridrico e di alcuni enzimi, al fine di consentirne poi l’assorbimento al livello dell’intestino tenue, oltre a quella di uccidere i batteri.

Lo stomaco ha dunque la funzione di immagazzinare il cibo ingerito in attesa della sua digestione, rimescolarlo al suo interno tramite i suoi movimenti (si generano ogni 15-20 secondi deboli onde di rimescolamento chiamate onde peristaltiche) ed infine convogliarlo gradualmente sotto forma di chimo nel duodeno e poi nel resto dell’apparato digerente e dunque l’intestino: lo stomaco è capace di contenere sino a 1,5 litri di chimo.

Il chimo che viene spinto verso l’ultima parte dell’apparato digerente, l’intestino, prende il nome di chilo. Il primo tratto Il primo tratto dell’intestino è il duodeno e ha la caratteristica forma “a curva”, al suo interno confluiscono la bile che ha la funzione di emulsionare i grassi e il succo pancreatico che esercita la vera e propria funzione didigestiva (grazie al contenuto di molti enizimi) oltre a neutralizzare l’acidità del chimo (grazie al bicarbonato di sodio).

L’ultima fase della digestione, l’assorbimento, è il passaggio nel sangue e nel sistema linfatico attraverso le pareti intestinali delle sostanze ottenute dalla digestione delle macromolecole contenute negli alimenti.

Il contenuto intestinale non utile al metabolismo, dopo l’assorbimento nell’intestino tenue, prosegue lentamente il suo cammino nell’intestino crasso dove le ghiandole della mucosa producono solo muco e non enzimi: il tempo di transito dei materiali intestinali è piuttosto lungo, dalle 2 alle 6-7 ore. Nell’intestino crasso avviene il riassorbimento dell’acqua e dei sali minerali, e l’eliminazione con le feci del cibo non digerito avviene attraverso l’espulsione per mezzo di un muscolo sfintere, chiamato ano.

Maggiori dettagli più specifici sull’apparato digerente, verranno approfonditi nella prossima sezione dedicata all’Apparato Digerente umano.

L’Apparato Digerente (umano)

L’apparato digerente è un raggruppamento di organi che collaborano ad uno scopo comune sebbene diversi sia per funzione che per struttura e per origine embriologica, in ogni essere vivente ha il compito di introdurre, digerire e assorbire i principi nutritivi contenuti negli alimenti, eliminando i residui non utilizzabili per il metabolismo sotto forma di feci.

Negli esseri umani l’apparato digerente è, essenzialmente, un tubo cavo lungo circa 12 metri che attraversa tutto il corpo e le cui estremità si aprono all’esterno: comincia con la bocca, attraverso la quale il cibo entra, e termina a livello dell’ano, da cui fuoriesce il materiale non assorbito.

Semplificando, possiamo schematizzarlo in questo modo:

ORGANI
Cavità orale: palato, ugola, lingua, denti
Faringe ed epiglottide
Esofago
Stomaco
Intestino tenue
Intestino crasso
GHIANDOLE ACCESSORIE
Salivari: sublinguale, sottomandibolare, parotide
Fegato
Pancreas
Gastriche
Enteriche

Schema dell’apparato digerente umano (Wikipedia)

L’apparato digerente viene diviso in quattro tonache concentriche: mucosa, sottomucosa, muscolare e sierosa.

  • La TONACA MUCOSA è la più interna dell’apparato digerente e si trova a diretto contatto con il cibo, svolge le funzioni di assorbimento, secrezione e importanti processi della digestione. È formata da:
    Epitelio, lo strato più interno, responsabile della maggior parte dei processi digestivi, di assorbimento e secrezione;
    Membrana basale, una struttura laminare della matrice extracellulare;
    Lamina propria, formata da uno strato di tessuto connettivo;
    Muscularis mucosa, uno strato di muscolo liscio sottile, utile a favorire il passaggio delle sostanze e la loro digestione, grazie ai suoi movimenti peristaltici.
    Poiché deve resistere al pH acido dello stomaco, assorbire una moltitudine di diversi nutrienti nell’intestino tenue e regolare l’assunzione di acqua nell’intestino crasso, la struttura della tonaca mucosa cambia in base alle funzioni di ciascun organo del tubo digerente.
  • La TONACA SOTTOMUCOSA è composta da uno strato irregolare di tessuto connettivo lasso contenente vasi sanguigni, vasi linfatici e nervosi che si diramano nella mucosa e nella muscolatura esterna. Contiene il plesso sottomucoso, un plesso nervoso enterico, situato nella superficie interna della muscolatura esterna.
  • La TONACA MUSCOLARE è composta da muscolatura liscia divisa in uno strato interno circolare e uno esterno longitudinale; la contrazione coordinata permette lo scorrimento del contenuto, mentre la contrazione simultanea permette la segmentazione (rimescolamento). Lo strato più interno ha la funzione di impedire al cibo di spostarsi all’indietro.
  • La TONACA SIEROSA, detta avventizia o peritoneo, è lo strato più esterno e costituito da tessuto connettivo che permette il passaggio di vasi e nervi:
    – dove l’intestino è esposto nella cavità addominale, la tonaca è costituita da epitelio pavimentoso semplice, detto mesotelio;
    – dove l’intestino aderisce alle pareti della cavità addominale, la tonaca si fonde con i tessuti retroperitoneali.
    Tra i due strati è presente il plesso mioenterico che ha la funzione di controllare la peristalsi, ovvero la contrazione ordinata e coordinata della muscolatura liscia capace di determinare un movimento ondoso che consente alle sostanze contenute di procedere in un determinato senso: in questo caso, permette al prodotto della digestione di proseguire attraverso tutto l’intestino fino all’espulsione delle feci attraverso l’ano.

Il CANALE DIGERENTE UMANO può essere diviso come segue:

BOCCA
Nella bocca avviene l’ingestione del cibo e inizia la frammentazione meccanica per mezzo dei denti e chimica per mezzo dei secreti delle ghiandole salivari: la saliva contiene anche alcuni enzimi come il lisozima che svolge una funzione antibatterica e l’amilasi ptialina, che inizia la digestione degli amidi, soprattutto di quelli cotti.
FARINGE
La faringe è la seconda porzione del canale alimentare ed è un organo in comune con l’apparato respiratorio, riceve il bolo alimentare proveniente dalla cavità orale e lo convoglia, con la deglutizione, nell’esofago: la laringe si alza e l’epiglottide (una piccola valvola) chiude l’ingresso verso la trachea (che fa parte dell’apparato respiratorio), permettendo il passaggio in sicurezza del bolo alimentare nell’esofago. Con questa azione semivolontaria inizia la peristalsi che si propagherà attraverso l’esofago trasportando così il bolo verso lo stomaco.
ESOFAGO
L’esofago è un canale lungo circa 24 cm che attraversa il diaframma e arriva nello stomaco: le contrazioni alternate dei diversi strati di tonaca muscolare sono responsabili dei movimenti peristaltici che spingono inferiormente il bolo verso la valvola cardioesofagea, quindi lo stomaco.
STOMACO
Lo stomaco è il primo organo cavo dell’apparato digerente individuabile in cavità addominale, ha una temperatura di 37 gradi centigradi e un pH di 3,5. L’epitelio dello stomaco secerne principalmente enzimi proteolitici come pepsina e chimosina, H2O e HCl (acido cloridrico, il quale ha la funzione di attivare l’enzima (inattivo) pepsinogeno in pepsina (attivo), che idrolizza le proteine in amminoacidi). L’esofago, dopo aver attraversato l’adito esofageo (lat: aditus esofageum), si fonde con lo stomaco a livello della valvola (incontinente) del cardias. Nello stomaco avviene l’attacco principale alle sostanze del cibo e la loro lisi (soprattutto per quanto riguarda le proteine), ad opera di enzimi litici, tra i quali la pepsina, che serve per rendere le proteine sostanze più semplici, e l’acido cloridrico, che rende acido il contenuto dello stomaco; queste sostanze, insieme all’acqua, costituiscono i succhi gastrici. Le pareti dello stomaco sono inoltre ricoperte da uno strato di muco, prodotto dalle cellule mucipare delle fossette gastriche, che ha il compito di proteggere la parete gastrica dall’azione corrosiva dell’acido cloridrico. Grazie ai movimenti peristaltici il bolo, trasformato in chimo, si muove verso il piloro che lo porterà all’intestino tenue.
INTESTINO
L’intestino è un organo cavo tubiforme, che varia il suo diametro durante il suo tratto, suddiviso in TENUE e CRASSO.
L’INTESTINO TENUE ha una lunghezza superiore ai 7 metri ed è suddiviso in duodeno, digiuno e ileo:
– nel duodeno, lungo circa 25 centimetri, si completa la digestione grazie all’azione della bile (che emulsiona i grassi) prodotta dal fegato, del succo pancreatico (composto dagli enzimi amilasi tripsina lipasi) prodotto dal pancreas e il succo enterico (contiene gli enzimi che concludono la digestione, trasformando i vari principi nutritivi in amminoacidi, glucosio, acidi grassi e glicerina);
– il digiuno, lungo circa 2,5 metri, congiunge il duodeno con l’ileo;
– l’ileo, lungo circa 3,5 metri, connette l’ultima parte dell’intestino tenue al crasso mediante la valvola ileociecale.
La parete interna dell’intestino tenue è formata da una membrana interiore che lo rende ruvido: le pieghe circolari sono dette valvole conniventi, le minute sporgente digitiformi sono dette villi intestinali. Il numero di questi ultimi è atissimo, circa 5 milioni, i quali grazie ai vasi sanguigni formati da una parete sottile permettono di assorbire meglio le sostanze nutritive elaborate lungo l’intero tratto dell’intestino tenue, le quali dopo essere state scomposte in elementi chimici più semplici vengono immesse direttamente nel flusso sanguigno, arrivando al resto del corpo grazie al sangue.
L’INTESTINO CRASSO è lungo circa 2 metri ma è più grosso rispetto al tenue, è suddiviso cieco, colon e retto:
– il cieco, lungo circa 6 centimetri, è un sacchetto a fondo cieco posto in basso nel quadrante addominale destro alla cui estremità inferiore è situata una piccola tasca digitiforme detta appendice vermiforme che ha la funzione di filtro, la cui infiammazione è ben nota come appendicite. Il cieco comunica con il colon attraverso la valvola ileociecale.
– il colon, che possiede una lunghezza media di 1,5 metri, rappresenta il tratto finale del canale digestivo e si estende dalla valvola ileociecale fino al retto: viene suddiviso in colon ascendente nel primo tratto che risale in alto a destra lungo la parete addominale fino al fegato sotto al quale si ripiega, in colon trasverso che si estende dal fegato allo stomaco lungo l’addome, il colon discendente, che da sotto allo stomaco scende e percorre la parete addominale sinistra, infine il colon sigmoideo che compie una sorta di curva “S” adagiandosi contro la parete della cresta iliaca determinando il confine con il retto. Il colon si occupa esclusivamente dell’assorbimento di acqua, sali minerali e di sintetizzare alcune vitamine.
– il retto è l’ultimo tratto dell’intestino crasso, lungo circa 16 centimetri, che termina con l’orifizio anale e funge da deposito temporaneo per le feci le quali, attraverso gli sfinteri anali, verranno espulse all’esterno del corpo umano.

APPROFONDIMENTO

Maggiori informazioni sull’apparato digerente umano sono disponibili su Wikipedia:

ORGANI
Cavità orale
palato
ugola
lingua
denti
Faringe ed epiglottide
Esofago
Stomaco
Intestino tenue
Intestino crasso
GHIANDOLE ACCESSORIE
Salivari
Fegato
Pancreas
Gastriche
Enteriche

Il Metabolismo

In biochimica il metabolismo (dal greco μεταβολή ossia “cambiamento”), è l’insieme delle trasformazioni chimiche che si dedicano al mantenimento vitale all’interno delle cellule degli organismi viventi: queste reazioni catalizzate da enzimi consentono agli organismi di crescere e riprodursi, mantenere le proprie strutture e rispondere alle sollecitazioni dell’ambiente circostante.

La parola “metabolismo” può anche riferirsi a tutte quelle reazioni chimiche che avvengono negli organismi viventi, incluse la digestione e il trasporto di sostanze all’interno delle cellule e tra cellule differenti, nel qual caso la serie di reazioni che avvengono all’interno delle cellule prende il nome di metabolismo intermedio.

Gli alimenti, nel corso della digestione, subiscono una serie di trasformazioni che permettono all’organismo di demolire le molecole complesse in più semplici, permettendo all’apparato digerente (negli umani è la zona intestinale) di assorbirle e distribuirle alle cellule e tessuti attraverso l’apparato circolatorio.

Questo complesso insieme di rezioni chimiche avviene continuamente, nel nostro organismo, attraverso due processi essenziali:

  • il CATABOLISMO, che disgrega la materia organica e scompone le molecole complesse, per funzione dell’apparato digerente, in molecole più semplici e di facile assimilazione per tutte le funzioni del metabolismo e dei vari tipi di cellule;
  • l’ANABOLISMO, che elabora le molecole più semplici scomposte dal catabolismo e utilizza l’energia per la produzione (sintesi) dei vari componenti delle cellule, come le proteine e gli acidi nucleici, partendo dalle molecole più semplici: queste reazioni avvengono durante l’accrescimento, la riparazione dei tessuti e nell’immagazzinamento di sostanze di riserva.

Poiché i processi anabolici dipendono dall’energia liberata dai processi catabolici, sono definiti interdipendent: la branca della biochimica che studia tutti i processi attraverso cui le cellule utilizzano, immagazzinano e scambiano energia, è la bioenergetica.

La VALUTA ENERGETICA

La respirazione cellulare è un processo di combustione (o ossidazione) nel quale i nutrienti, ridotti dalla digestione a componenti elementari come zuccheri semplici, amminoacidi e acidi grassi, vengono demoliti in molecole ancora più semplici ottenendo energia disponibile alla cellula.

Ogni nostra azione, che sia muscolare o relativa allo svolgimento delle funzioni cellulari, richiede continuamente e ininterrottamente energia che proviene da sistemi differenti. Le reazioni chimiche necessitano di due sostanze presenti e trasportate dal sangue: l’ossigeno che proviene dalla respirazione e i nutrienti che provengono dall’alimentazione. Questi ultimi vengono demoliti secondo il seguente schema:

glucidi + O2 → CO2 + H2O + energia
lipidi + O2 → CO2 + H2O + energia
protidi + O2 → CO2 + H2O + composti azotati + energia

L’energia prodotta nel corso delle reazioni di combustione (o ossidazione) dei nutrienti, viene utilizzata per produrre molecole di ATP (o adenosina trifosfato): è un acido formato da una base azotata di adenina, dal ribosio (uno zucchero pentoso) e da tre gruppi fosfato, ed è uno dei reagenti necessari per la sintesi del RNA ma soprattutto è il collegamento chimico fra catabolismo e anabolismo e ne costituisce la “valuta energetica” delle cellule.

Le molecole di ATP sono il composto ad alta energia richiesto dalla quasi totalità delle reazioni metaboliche endoergoniche (che comportano un incremento di energia libera), sono solubili in acqua e pertanto vengono trasportate dai liquidi in ogni parte della cellula nei punti e nei momenti in cui occorre energia.

L’UTILIZZO dell’ENERGIA

Il sistema muscolare è l’insieme degli organi che permettono, attraverso la contrazione muscolare, il movimento del soggetto e lo scorrimento di sostanze all’interno degli organi, come sangue e cibo. Inoltre insieme al sistema scheletrico costituisce l’apparato locomotore. La contrazione avviene nel momento in cui le fibre di cui è costituito il muscolo, in seguito ad uno stimolo nervoso, scorrono le une sulle altre generando una forza che attraverso il tendine si trasmette alla leva ossea, permettendo così il movimento del corpo o di una sua parte. Le funzioni del sistema muscolare sono:

  • locomozione: muove le parti dello scheletro;
  • attività motoria degli organi interni: i muscoli lisci si contraggono collaborando con gli altri sistemi;
  • mimica: i muscoli facciali permettono di esprimere sensazioni e sentimenti;
  • protezione: i muscoli, come quelli della parete addominale, proteggono gli organi interni.
  • produrre calore bruciando ATP.

La combustione di ATP è necessaria per la contrazione muscolare, più rapidamente ed efficacemente viene prodotta tanto maggiore sarà la capacità delle cellule muscolari di svolgere il proprio lavoro: all’interno dei muscoli esiste un quantitativo di ATP limitato che viene utilizzato dalle fibre muscolari quando devono svolgere i propri compiti, pertanto è necessario un continuo rifornimento della “valuta energetica” che può avvenire tramite tre sistemi differenti:

  • AEROBICO, tipico negli sforzi di breve durata che ricavano ATP a partire da glucidi e lipidi di lunga durata tramite il “ciclo di Krebs“;
  • ANAEROBICO LATTACIDO, tipico negli sforzi di media durata tramite i quali viene prodotto ATP trasformando il glucosio in acido lattico;
  • ANAEROBICO ALATTACIDO, tipico negli sforzi molti intensi (es. sport di potenza) tramite i quali viene prodotto ATP a partire dal creatinfosfato utilizzando anche l’ATP già presente nelle fibre muscolari.

Questi tre sistemi possono rifornire il sistema muscolare contemporaneamente, ma in base all’intensità dello sforzo muscolare uno è predominante rispetto agli altri due.

Quando nei muscoli arriva lo stimolo della contrazione, avviene l’idrolisi (rottura per effetto dell’acqua) della molecola di ATP che causa la liberazione di energia libera: generalmente il sistema aerobico è quello predominante poiché viene fornita nelle cellule una grande quantità di ossigeno, ma quando anche quest’ultimo diventa insufficiente al fabbisogno energetico (soglia anaerobica) entrano in funzione i sistemi anaerobici.

Principi di Calorimetria

La calorimetria è l’insieme delle tecniche di misurazione delle quantità di calore cedute o assorbite durante reazioni chimiche, passaggi di stato e altri processi chimici e fisici, ai fini di determinare i calori specifici, le capacità termiche, i calori latenti relativi alle sostanze, ai corpi e ai processi in esame.

La calorimetria può essere considerata anche una branca dell’energetica oltre che della termologia, i dispositivi utilizzati per il raggiungimento dei suoi scopi vengono chiamati calorimetri: per misurare l’energia generata dalla combustione degli alimenti e dei macronutrienti viene utilizzata una bomba calorimetrica.

Questo strumento consiste in un recipiente cilindrico di metallo chiuso con un coperchio a vite dal quale rientrano due fori verso l’interno, in uno di questi fori è introdotta un’asticella di ferro che regge un crogiolo di platino ed una piccola spirale di ferro. Nel crogiolo viene inserito il combustibile di cui vogliamo conoscere il potere calorifico e viene introdotto ossigeno sotto pressione, la bomba viene immersa in un calorimetro colmo d’acqua munito di agitatore e termometro; quando viene messo in moto l’agitatore e, quando il termometro legge una temperatura costante, nasce una differenza di potenziale tra le asticelle di ferro la quale fa ossidare la spirale di ferro: da qui si crea la combustione del nostro materiale in esame, il termometro legge la temperatura, che si alza bruscamente fino ad un certo valore, per poi diminuire lentamente.

Il calore liberato durante la combustione dell’alimento fa aumentare la temperatura dell’acqua, risalendo al valore energetico dell’alimento in quanto, il calore, è una forma di energia: l’unità di misura del calore nel Sistema Internazionale (SI) è il joule (J), ovvero la quantità di energia necessaria per muovere di 1 metro la massa di 1 chilogrammo con la forza di 1 newton (N).

Il newton (N) è l’unità di misura della forza che, applicata a un corpo di massa 1 kg, imprime a esso un’accelerazione di 1 metro al secondo nella stessa direzione della forza.

In biologia e in nutrizione la kilocaloria (simbolo kcal), o grande caloria (simbolo Cal), è l’energia necessaria per innalzare di 1 °C la temperatura di un kg di acqua distillata a pressione di 1 atm, e corrisponde quindi a 1000 piccole calorie. È usata per indicare l’apporto energetico medio di una certa quantità specificata di alimento (ad esempio un grammo, 100 grammi o una porzione). Il potere calorico dei macronutrienti, rilevato con la bomba calorimetrica e tenuto conto dell’efficienza della digestione e assorbimento dell’organismo umano, equivale a:

1 g di GLUCIDI = 4 kcal = 17 kJ
1 g di PROTIDI = 4 kcal = 17 kJ
1 g di LIPIDI = 9 kcal = 37 kJ

Il nostro organismo utilizza l’energia prodotta dal metabolismo per compere tutte le attività cellulari (40%) e in parte per la produzione di calore (60%): misurando la quantità di energia liberata da una persona è possibile calcolare il suo dispendio energetico.

FABBISOGNO ENERGETICO

Il fabbisogno energetico umano viene definito come l’apporto di energia di origine alimentare necessario a compensare il dispendio energetico di individui che mantengano un livello di attività fisica sufficiente per partecipare attivamente alla vita sociale ed economica e che abbiano dimensioni e composizione corporee compatibili con un buono stato di salute a lungo termine.

Semplificando, è il risultato della somma dei dispendi energetici delle seguenti componenti:

Metabolismo Basale (MB)
Rappresenta il dispendio energetico più importante per il nostro organismo, in una misura che varia dal 60 al 75% del consumo totale. Il MB è il parametro che esprime la quantità di ENERGIA MINIMA necessaria all’individuo per il mantenimento delle sue funzioni vitali in condizioni di riposo, infulenzato da vari fattori:
SESSO, nella donna è inferiore rispetto all’uomo
MASSA CORPOREA, principalmente la massa muscolare comprendendo anche la statura
ETÀ, diminuendo gradualmente con l’avanzare degli anni
CLIMA e TEMPERATURA CORPOREA, infatti è più elevato nelle regioni con clima freddo rispetto a quelle con clima caldo poiché il nostro organismo tende a consumare più energia per mantenere stabile la temperatura corporea
STATO NUTRIZIONALE, durante il digiuno e nei casi di iponutrizione (ad esempio nelle diete troppo “povere”) il metabolismo basale si abbassa;
STATO ORMONALE, gli ormoni tiroidei aumentano il metabolismo basale.
Fabbisogno Cinetico
L’energia utilizzata per l’attività fisica è la somma necessaria per svolgere tutte le attività volontarie degli esseri umani: questo dispendio energetico è strettamente dipendente dal tipo, dalla frequenza e dall’intensità dell’attività svolta, normalmente è pari a circa i 2/3 del basale in stili di vita sedentari, ma può arrivare fino a 3-4 volte il MB per attività lavorative molto pesanti o per alcuni atleti che svolgono regolare attività fisica e sportiva.
Termoregolazione
In condizioni normali la temperatura corporea di un essere umano oscilla tra 36,5 e 37°C, varia da persona a persona, ma è indipendente dalle variazioni ambientali poiché si mantiene costante all’equilibrio tra la quantità di calore prodotta nel corso dei processi catabolici (termogenesi) e la quantità di calore dispersa (termodispersione). Il nostro corpo disperde calore principalmente attraverso:
– la CUTE, con l’evaporazione del sudore;
– l’ARIA ESPIRATA, che comporta una perdita molto limitata di calore.
Il “centro termoregolatore” si trova nell’ipotalamo, una regione del cervello, il quale riceve informazioni dai termorecettori localizzati lungo tutta la pelle regolando così i meccanismi di raffreddamento e riscaldamento del nostro corpo:
– temperature esterne superiori ai 26°C innescano la DISPERSIONE di calore e conseguente sudorazione e vasodilatazione, segue un aumento del MB e della temperatura corporea sebbene la spesa energetica sia di lieve entità;
– temperature esterne inferiori ai 15°C innescano un INNALZAMENTO del calore e conseguente vasocostrizione, riducendo la sudorazione al minimo e inducendo dei “brividi muscolari” che generano calore, segue un dispendio energetico che può essere molto elevato.
Termogenesi indotta dalla dieta (TID)
Quando ingeriamo un pasto e inizia la digestione, i processi catabolici e di assorbimento richiedono una spesa energetica e incremento del MB diversa per ogni tipo di nutriente:
– per i GLUCIDI è di circa il 7,5%
– per i PROTIDI è di circa il 30%
– per i LIPIDI è di circa il 2,5%
In un individuo che segue una dieta equilibrata, il valore medio del MB aumenta complessivamente di circa il 10%. Le sostanze nervine ad azione stimolante, come ad esempio la caffeina o la teina, inducono un aumento della termogenesi che può assumere valori rilevanti in base alle quantità assunte.

CALCOLO e BILANCIO

La somma delle singole componenti del fabbisogno energetico quali il metabolismo basale e cinetico, termoregolazione e termogenesi indotta dalla dieta, corrispondono al fabbisogno energetico totale giornaliero: conoscere questo valore è importante per organizzare e seguire una dieta equilibrata, la FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) e la WHO (World Health Organization) hanno proposto un sistema semplice per calcolare approssimativamente il fabbisogno energetico giornaliero: è sufficiente moltiplicare il MB (Metabolismo Basale) per il LAF (Livello di Attività Fisica).

Fabbisogno Energetico Giornaliero Totale = MB x LAF

Il CALCOLO di questi dati, puramente approssimativo, può essere effettuato utilizzando i dati presenti in questa tabella:

ATTENZIONE: il calcolo è puramente indicativo e in nessun caso utile per riorganizzare la propria alimentazione, il compito di elaborare un piano alimentare bilanciato spetta esclusivamente a un dietologo (medico specializzato) oppure a un nutrizionista (biologo esperto in scienze degli alimenti).

Il BILANCIO ENERGETICO esprime la relazione tra la quantità di energia introdotta con gli alimenti e la quantità di energia utilizzata dall’organismo per compiere tutte le attività, vitali e lavorative, nell’arco di una giornata: possiamo suddividerlo in tre tipologie:

POSITIVO
Se l’energia introdotta dagli alimenti supera quella consumata, il nostro metabolismo tende ad accumulare l’eccesso di calorie sotto forma di tessuto adiposo aumentando il peso corporeo
EQUILIBRATO
Se l’energia introdotta dagli alimenti corrisponde a quella consumata, il peso corporeo si mantiene costante
NEGATIVO
Se l’energia introdotta dagli alimenti è inferiore a quella consumata, il nostro metabolismo tende ad utilizzare le riserve energetiche e di conseguenza il peso corporeo diminuisce

Il dispendio di energia di un individuo adulto è la somma di tre diversi componenti: il metabolismo basale (60-75%), il metabolismo cinetico o attività fisica (15-30%) e la termogenesi indotta dalla dieta (7-15%).

Tabelle di Composizione degli Alimenti

Le Tabelle di Composizione degli Alimenti, ad opera del CREA (Consiglio per la Ricerca in agricoltura e l’analisi dell’Economia Agraria), raccolgono gran parte dei dati che il “CREA Centro Alimenti e Nutrizione” ha selezionato e analizzato negli ultimi anni.

La Ricerca Dati permette di consultare le Tabelle di Composizione degli Alimenti utilizzando una delle seguenti modalità:

  • Ricerca per alimento: digitare liberamente il nome dell’alimento o parte di esso nella casella. Il risultato sarà una lista di alimenti contenenti i criteri richiesti nel nome dell’alimento
  • Per categoria: selezionare una delle categorie (di appartenenza dell’alimento). Il risultato sarà un elenco di tutti gli alimenti presenti, appartenenti alla categoria merceologica che hanno caratteristiche simili.
  • Per nutriente o componente: selezionare un nutriente o un componente. Il risultato sarà una lista di alimenti ordinata in base al valore decrescente del nutriente o componente selezionato. Inoltre è possibile restringere la ricerca selezionando anche una categoria.
  • Ricerca per ordine alfabetico: è possibile ricercare gli alimenti utilizzando un elenco riportato in ordine alfabetico

La banca dati può essere consultata liberamente da tutti gli interessati.

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