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Bilancio energetico

Che cos'è il bilancio energetico?

Il bilancio energetico è la differenza tra l'energia introdotta nell'organismo (sotto forma di macronutrienti come carboidrati, proteine e lipidi) e l'energia spesa dall'organismo per le normali attività fisiologiche (attività cerebrale, la respirazione, il battito cardiaco, le reazioni metaboliche ecc.) e l'attività fisica.

In accordo con la prima legge della termodinamica "l'energia non si crea né si distrugge, ma si trasforma", l'energia che viene introdotta tramite l'alimentazione verrà trasformata dal nostro organismo in energia utile per i normali processi metabolici e per sostenere l'attività fisica.

L'unità di misura dell'energia per il Sistema Metrico Internazionale è il joule (J), ma per convenzione in nutrizione, si adopera anche la caloria (cal); ricordiamo che la caloria è la quantità di energia necessaria per innalzare la temperatura di un 1 grammo di acqua distillata  da 14,5° a 15,5° Celsius. Di solito viene considerata una unità di misura superiore, che è 1000 volte più grande di un 1 caloria, la chilocaloria (kcal).

Ruolo del bilancio energetico sul peso corporeo

La regolazione del peso corporeo è un insieme complesso di variabili fisiologiche, metaboliche, ambientali, comportamentali e genetiche, che controllano quanta energia assumiamo e quanta ne spendiamo. Il peso corporeo rappresenta il risultato misurabile del bilancio energetico tra quanta energia esce e quanta ne entra.

Il bilancio energetico può dare tre risultati diversi:

Pareggio: energia introdotta = energia spesa

Positivo: energia introdotta > energia spesa

Negativo: energia introdotta < energia spesa

È evidente che per mantenere un peso ideale, si dovrà puntare su un bilancio energetico in pareggio, invece, se si deve aumentare di peso, si cercherà di ottenere un bilancio positivo, al contrario, se si deve perdere peso il bilancio dovrà essere negativo.

Bilanci energetici

Figura 1 Rappresentazione dei vari bilanci energetici.

L'apporto energetico e il bilancio energetico

L'apporto energetico, è la quantità di energia assunta tramite gli alimenti consumati. È costituito dalle calorie introdotte attraverso gli alimenti, o meglio tramite i nutrienti che hanno funzione energetica. L'alimentazione quindi, è uno strumento in grado di aiutare nella gestione del bilancio energetico; in particolare, le molecole in grado di apportare energia ricoprono un ruolo molto importante.

Ogni nutriente apporta energia in quantità diversa:

  • Proteine: 1 grammo di proteine apporta 4 kcal (16,7 kJ) le proteine rappresentano un substrato energetico soprattutto durante il digiuno
  • Carboidrati: 1 grammo di carboidrati 4 kcal (16,7 kJ) i carboidrati possono accumularsi in piccole quantità come glicogeno
  • Grassi: 1 grammo di grassi 9 Kcal (37,7 kJ) i lipidi possono essere accumulati in grandi quantità nella massa grassa
  • Alcol: che apporta per grammo 7 kcal (29,3 kJ) e la fibra circa 1,5 kcal/g.

Nell'ottica di modulare gli apporti energetici e, quindi, anche le entrate energetiche, andiamo ad illustrare alcuni fattori che influenzano gli apporti energetici come le porzioni di alimenti e bevande e la densità energetica.

La porzione di alimento è definita come la quantità di uno specifico alimento o bevanda servito o consumato in una determinata occasione di consumo; non è una quantità standardizzata, ma soggettiva e variabile.

La densità energetica di un alimento, invece, è definita come la quantità di energia disponibile, che varia in proporzione alla presenza di macronutrienti, alcol, acqua e fibre,  per unità di peso e viene misurata in kilocalorie (kcal/g) o kilojoule (kJ/g).

In particolare, l'acqua è responsabile della maggior parte della variabilità nella densità energetica degli alimenti, in quanto contribuisce in maniera significativa al loro peso, ma non al loro contenuto di energia.

Tuttavia, alcuni alimenti contenenti molta acqua possono avere densità energetiche diverse: ad esempio, le zuppe a base di brodo di verdure di solito hanno una bassa densità calorica, mentre alcune bibite o gli alcolici possono avere una densità energetica più alta. Anche la fibra influenza il peso dei cibi, ma apporta poche calorie.

Pertanto una dieta a bassa densità energetica tende ad includere alimenti ricchi in acqua, come frutta e verdure, e ha più fibre (con potere saziante superiore) e meno grassi rispetto ad altri tipi di diete; in altri termini, si può dire che nelle diete a bassa densità energetica, i macronutrienti, che forniscono energia sono più "diluiti".

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E non è finita qui, infatti, gli alimenti a bassa densità energetica spesso possiedono alti contenuti di vitamine, minerali e altri componenti bioattivi; al contrario, alimenti trasformati ad alta densità energetica hanno spesso un basso contenuto di micronutrienti.

Densità calorica di alcuni alimenti e il loro effetto saziante

Figura 2 Rappresentazione densità calorica di alcuni alimenti e il loro effetto saziante.

Dispendio energetico

Il bilancio energetico, oltre che dall'apporto energetico, è anche influenzato dal dispendio energetico che l'organismo espleta. Il dispendio energetico consiste nel trasferimento di energia da un organismo all'ambiente esterno. L'unica fonte di energia che l'organismo è in grado di utilizzare è quella chimica, generata dai nutrienti calorici sopra indicati.

L'energia chimica introdotta tramite gli alimenti è impiegata dall'organismo in diverse funzioni, in parte viene trasferita su molecole di trasporto che ne permettono l'utilizzazione nei vari processi di biosintesi, di trasporto attivo e meccanici (contrazione muscolare ecc.); la restante parte viene degradata in calore utile per mantenere la temperatura corporea.

I fattori che vanno a determinare il dispendio energetico sono tre: il metabolismo basale (MB), la termogenesi da alimenti (TE-AL) e l'attività fisica (AF).

Il metabolismo basale rappresenta la componente principale del dispendio energetico ed è definita come "la quantità di energia utilizzata da un individuo a riposo, in uno stato termico neutrale, a digiuno da 12-24 ore, in condizioni di totale rilassamento psicologico e fisico".

In tali condizioni il MB, mantiene l'integrità dei tessuti, degli organi e le principali funzioni fisiologiche come il contrazione cardiaca, la respirazione, il funzionamento cerebrale, ecc.. Il MB è espresso come energia (o lavoro) per unità di tempo: kcal/min, kcal/die, (kJ/min, kJ/die).

La termogenesi da alimenti rappresenta l'incremento del dispendio energetico in risposta all'assunzione di alimenti a seguito dei vari processi digestivi, di assorbimento e di metabolismo a carico di carboidrati, proteine, lipidi ed alcool.

Il valore termogenico è diverso tra i vari nutrienti: per i carboidrati va dal 5 al 10%, le proteine dal 20 al 30% proprio perché i loro processi metabolici richiedono maggiore energia (rimozione azoto, sintesi urea, gluconeogenesi), i grassi possiedono il valore termogenico più basso dal 2 al 5% dell'energia ingerita, perché richiedono una minore idrolisi e le loro vie di deposito sono abbastanza dirette.

Il dispendio energetico da attività fisica rappresenta la spesa energetica sostenuta dall'organismo durante l'attività fisico-sportiva, includendo quindi tutte le attività di movimento inerenti a impegni lavorativi e/o sociali.

Questa componente del dispendio energetico è la più variabile, in linea generale corrisponde ai circa il 20-50% del dispendio energetico, e in situazioni estreme e non sostenibili per lunghi periodi di tempo, arrivo fino al 75%.

Dispendio energetico

Figura 3 Componenti del dispendio energetico.

Bibliografia

Andrea Ghiselli et al. (2017). Linee Guida Per una sana Alimentaizone . Roma: CREA - Centro di Ricerca Alimenti e Nutrizione.

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