L'organismo umano è governato da un'intricata rete di reazioni biochimiche che vengono semplicisticamente denominate metabolismo. Il funzionamento dell'organismo umano è composto da tre sistemi interallacciati che agiscono simultaneamente in modo concorde per regolare il comportamento: sistema nervoso, sistema immunitario e sistema metabolico.
Il sistema metabolico è diventato nell'ultimo ventennio particolarmente importante a causa della crescita dell'attenzione umana alla longevità. Ma perché il metabolismo è così importante per la vita umana?
Secondo il biochimico Charles Brenner: "La maggior parte delle persone pensa al metabolismo considerandolo come il cibo che mangi come input e l'energia (ATP) che ottieni come output. Questo è forse solo il 20% circa del metabolismo. Il metabolismo è una conversione di tutto ciò che mangiamo letteralmente in tutto ciò che siamo. Ogni molecola nel mio corpo è stata prodotta dal metabolismo ... Si scopre che ci sono quattro coenzimi NAD e sono responsabili del trasferimento degli elettroni che rende tutto possibile. Quindi questa è davvero la chiave della vita."
Come afferma la giornalista scientifica Cecile Seth: "La nostra comprensione del metabolismo umano e delle sue complessità sta crescendo in modo esponenziale. La ricerca sul microbiota gastrointestinale umano (GI) è nelle sue fasi iniziali e ha già rivelato molti meccanismi d'azione. Ogni persona porta un insieme unico di fattori metabolici che richiedono una valutazione adeguata. Inoltre, i fattori metabolici cambiano nel tempo. Oggi c'è una possibilità, rispetto al passato, di intervenire sul proprio metabolismo. Questa possibilità deriva da molte recenti ricerche genetiche effettuate sul coenzima NAD+ (vedi pagina "Cos'è il NAD+") che si è rivelato essere la chiave di volta nel determinare il metabolismo umano."
L'Importanza del NAD+
L'evoluzione concettuale della nicotinammide adenina dinucleotide (NAD+) da semplice cofattore metabolico a cosubstrato fondamentale per le proteine che regolano il metabolismo e la longevità, inclusa la famiglia delle sirtuine delle proteine deacilasi, ha portato a una nuova ondata di interesse scientifico per il NAD +.
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Il metabolismo alterato del NAD + è associato all'invecchiamento e a molte condizioni patologiche, come malattie metaboliche e disturbi del sistema muscolare e neuronale. Al contrario, l'aumento dei livelli di NAD + ha dimostrato di essere utile in un ampio spettro di malattie. (Elena Katsyuba)
Fattori che Influenzano la Salute Metabolica
L'alimentazione è la chiave del metabolismo. Le vie del metabolismo si basano sui nutrienti che scompongono per produrre energia. Questa energia a sua volta è richiesta dal corpo per sintetizzare molecole come nuove proteine e acidi nucleici (DNA, RNA). I nutrienti in relazione al metabolismo comprendono fattori come il fabbisogno corporeo di varie sostanze, le funzioni individuali del corpo, la quantità necessaria e il livello al di sotto del quale si verifica una cattiva salute.
La dietologa Adele Hite, che appartiene al gruppo di medici che costituiscono il team "Metabolic Multiplier" (Metabolic Multiplier è un movimento di base, alimentato da volontari che integra gli interventi metabolici nell'assistenza sanitaria), ha definito gli indicatori di salute metabolica e li ha suddivisi nei seguenti aspetti:
- Minima obesità addominale
- Glicemia normale senza farmaci
- Pressione sanguigna normale senza farmaci
- Muscoli, ossa e articolazioni che ti lasciano essere attivo
- Appetito ed energia stabili
Obesità Addominale
L'obesità addominale - chiamata anche obesità centrale, obesità viscerale, o "pancia da birra" - si verifica quando la pancia è più grande di quanto dovrebbe essere rispetto al resto di te. Questo è un segno che il grasso si sta accumulando dentro e intorno agli organi vitali del tuo corpo, il che può avere un impatto negativo sulla tua salute metabolica. Se la tua circonferenza della vita è maggiore di 102 cm se sei un uomo, o maggiore di 88 cm se sei una donna, potresti avere un'obesità addominale.
Una forma a "mela" indica che il tuo corpo sta immagazzinando rapidamente l'energia in eccesso nella zona della pancia, per tenerla fuori dal flusso sanguigno. Questo grasso si accumula dentro e intorno al fegato e ad altri organi interni, il che interferisce con la loro capacità di funzionare correttamente. Se soffri di obesità addominale, potresti dover adottare alcuni accorgimenti per aiutare il tuo corpo a liberarsi del grasso in eccesso intorno alla vita.
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La forma del corpo a mela rispetto a quella a pera è un ottimo indicatore del grasso corporeo viscerale e della salute metabolica.
Glicemia Normale
Avere una glicemia normale è solitamente un segno di buona salute metabolica. Se non stai assumendo alcun farmaco per mantenere basso il livello di zucchero nel sangue, è un ottimo inizio. Ma se non ti viene misurato lo zucchero nel sangue da un po', dovresti assicurarti di farlo controllare alla tua prossima visita a un operatore sanitario. Esistono anche dispositivi economici chiamati glucometri che consentono di misurare la glicemia a casa. Se stai controllando la glicemia a casa, fallo per prima cosa al mattino, prima di mangiare. Dovrebbe essere inferiore a 110 mg.dL (6,1 mmol/L). In caso contrario, potrebbe essere necessario adottare alcune misure per riportare la glicemia a un livello sano.
Pressione Sanguigna Normale
Avere una pressione sanguigna normale è spesso un altro segno di una buona salute metabolica. Se attualmente non stai assumendo alcun farmaco per la pressione sanguigna, anche questo è un ottimo inizio. Ma, come per la glicemia, se non ti viene misurata la pressione sanguigna da un po', dovresti assicurarti di farla controllare alla tua prossima visita a un operatore sanitario.
Muscoli, Ossa e Articolazioni Attivi
Spesso pensiamo che le articolazioni doloranti e i muscoli e le ossa deboli siano solo una parte normale dell'invecchiamento. Ma non devono esserlo. Se i muscoli, le ossa e le articolazioni sono forti e indolori, questo è un altro segno di buona salute metabolica. Questo indica che stai facendo almeno due cose nel modo giusto: stai alimentando il tuo corpo con le cose di cui ha bisogno per far crescere muscoli e ossa, vale a dire cibi ricchi di proteine come pesce, carne, latticini e legumi; non stai mangiando troppi cibi che aiutano a causare l'infiammazione, che può portare a articolazioni doloranti e dolorose. Questi sono alimenti che hanno molti zuccheri raffinati, amidi, grassi e oli. Non pensiamo spesso che mangiare troppi di questi alimenti abbia conseguenze oltre all'aumento di peso. Ma possono anche privarci della nostra salute metabolica.
Appetito ed Energia Stabili
Una buona salute metabolica non è solo questione di numeri, ma anche di come ti senti ogni giorno. Se riesci a passare la giornata senza pensare al cibo o dovendo fermarti a mangiare ogni ora circa, questo è un buon indicatore della salute metabolica. Significa che il tuo corpo può accedere all'energia immagazzinata quando ne ha bisogno. In questo modo, non diventi eccessivamente "arrabbiato" (affamato + arrabbiato) quando non mangi quasi costantemente. E se i tuoi livelli di energia rimangono costanti per tutto il giorno, anche questo è un buon segno, per lo stesso motivo.
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Se senti il bisogno di mangiare spesso, pensi costantemente al cibo, o ti ritrovi assonnato e incapace di concentrarti durante il giorno, specialmente non molto tempo dopo i pasti, questo potrebbe indicare che il tuo corpo ha difficoltà a ottenere un apporto stabile di energia. Di solito il tuo corpo può accedere facilmente all'energia immagazzinata - chiamata anche grasso corporeo - quando è necessario, specialmente tra i pasti. Questo ci impedisce di dover mangiare tutto il tempo e di avere "crolli" di energia. Se il tuo appetito e i tuoi livelli di energia non sono stabili, ci sono alcuni semplici interventi sullo stile di vita che possono aiutarti a migliorare entrambi, così puoi passare la giornata senza preoccuparti della fame o dei crolli energetici.
Passi Verso la Salute Metabolica
La giornalista scientifica Cecile Seth indica i passi da fare per andare verso la salute metabolica:
- Primi passi:
- Mangia più cibi non lavorati o minimamente lavorati
- Dai priorità ai macronutrienti (proteine > grassi sani > basso indice glicemico, carboidrati ricchi di fibre)
- Elimina o riduci al minimo i prodotti UPF (combinazioni carboidrati + grassi = ciambelle/gelato/pizza)
- Elimina o riduci al minimo i grani raffinati
- Evitare gli spuntini ( mangiare non più di 2-3 pasti al giorno )
- Idratare con acqua o tè non zuccherato
- Mangia quando hai fame (fino all'80% della pienezza)
- Non bere zucchero (soda + succhi di frutta naturali = caramelle liquide)
- Assunzione liberale di sale (3-5 grammi)
- Igiene del sonno (7-9h)
- Secondi passi:
- Non mangiare dopo cena
- Evita o riduci al minimo i dolcificanti artificiali (l'allulosio è il meno peggio )
- Diminuire o eliminare l'assunzione di carboidrati amidacei, ad es.
Il Mito dell'Accelerazione del Metabolismo
Molte persone tendenti all'obesità vorrebbero modificare il proprio metabolismo. Scott Douglas scrive sulle reali possibilità di cambiarlo: nonostante la montatura pubblicitaria, il marketing e le testimonianze delle celebrità, aumentare il metabolismo è per lo più un mito. "Per farla breve, ci sono poche speranze di cambiare il tuo tasso metabolico a riposo, perché stai combattendo la tua biologia", afferma Eric Ravussin.
Persone dello stesso sesso, età, altezza, peso e composizione corporea possono avere tassi metabolici a riposo intrinsecamente diversi. Susan Roberts afferma che la differenza può essere di circa il 10% in ciascuna direzione. Kevin Hall afferma che parte del motivo dei diversi tassi può essere attribuito a variazioni interne. "Alcuni organi usano più energia di altri", dice. "Una persona con un fegato grande può avere un tasso metabolico più elevato."
Bilancio Energetico
Ingrassare o dimagrire può dipendere, in una piccolissima percentuale, da fattori legati a patologie specifiche ed anche a rarissimi fattori genetici, nella maggioranza dei casi però avere un peso normale (normopeso con BMI tra 18,6 e 24,9) o essere sottopeso, sovrappeso e obesi è legato al bilancio energetico.
Il bilancio energetico è il rapporto tra energia introdotta con l’alimentazione e energia consumata per vivere ogni secondo e in ogni condizione: da dormire o essere svegli e immobili, fino ai lavori più pesanti e agli sport che richiedono il massimo dispendio energetico.
Il metabolismo basale produce l’energia indispensabile per vivere: termoregolazione, respirazione, circolazione sanguigna, funzionamento di tutti gli organi e sistemi del nostro organismo, senza che vi sia attività motoria. La misura del metabolismo basale si calcola in calorie (Kcal) ed è differente per ogni soggetto con delle variabili dovute a: sesso, età, altezza, peso.
La SINU (Società Italiana Nutrizione Umana) indica dei valori medi dei fabbisogni energetici. Una femmina d’età tra i 30 e 59 anni alta 1 metro e 62 cm, del peso di 55 kg può avere un metabolismo basale di circa 1200 Kcal al giorno. Un maschio d’età tra i 30 e 59 anni alto 1 metro e 75 cm, del peso di 70 kg può avere un metabolismo basale di circa 1600 Kcal al giorno.
Quando il bilancio energetico non è equilibrato e s’introducono più energie di quante se ne consumano, il nostro organismo accumula grassi che immagazzina come riserva energetica. È così che s’ingrassa e si cresce di volume e peso. I grassi accumulati s’inseriscono nei tessuti, oltre che in alcune zone del corpo, li ritroviamo nei muscoli, cuore compreso, nel fegato, ecc.
E' dunque molto importante tenere sotto controllo il peso, basta pesarsi una o due volte al mese per verificare se stiamo rispettando il nostro bilancio energetico e regolaci di conseguenza introducendo quotidianamente un quantitativo di calorie appropriato alla propria età e al proprio livello di attività motoria.
È possibile che si possa rilevare in un paio di mesi un aumento di peso pari a uno o due chili; in questi casi non occorre fare diete dimagranti, digiuni o simili, ma basta rinunciare a 100 Kcal al giorno, muoversi 30 minuti in più per riportare il nostro corpo al peso normale.
Valutando le calorie che apportano gli alimenti e il consumo energetico nelle varie attività, noteremo che non è poi così facile “smaltire” un piatto di pasta al sugo di pomodoro che equivale complessivamente a circa 400 calorie così formate: 100 g di pasta apportano 280 Kcal; pomodoro e olio altre 120 Kcal. L’uomo preso ad esempio sopra, per consumare 400 Kcal dovrebbe camminare a 4 km l’ora per circa 110 minuti ossia quasi 2 ore.
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 indiretta è una metodica che misura i gas respiratori: l’ossigeno (O2) di un determinato volume di aria inspirata e l’anidride carbonica prodotta (CO2). L’utilizzo si basa sul fatto che l’energia assunta dall’uomo è sotto forma di energia potenziale, che viene trasformata in energia termica, cinetica e in altra energia chimica potenziale.
Il soggetto è analizzato in condizioni basali, ovvero a digiuno da circa 12 ore, a riposo termico, meccanico e psichico, potendo così trascurare sia l’energia cinetica che quella chimica potenziale assunta dalla dieta. Calcolando l’energia termica rilasciata si ha un quadro preciso delle calorie utilizzate dal nostro organismo a riposo. serve a mantenere le funzioni fisiologiche di base come temperatura, respirazione, circolazione sanguigna, battito cardiaco, in condizioni di riposo assoluto, supino, a digiuno e alla temperatura di 20°C.
Al metabolismo basale si riconduce mediamente il 60-75% della spesa calorica giornaliera. L’importanza del metabolismo basale (nel suo orientamento verso il basso) è tale da rappresentare, insieme ad altri, un fattore predittore di malattia nelle donne postmenopausali.
La sigla MET sta ad indicare l’equivalente metabolico ed è scientificamente definito come un multiplo del metabolismo basale Più precisamente un multiplo del consumo di ossigeno a riposo necessario per mantenere il metabolismo basale che corrisponde a circa 3,5 ml di ossigeno per Kg di peso corporeo ventilato in un minuto. Quindi 1 MET è uguale a 3,5 ml di ossigeno/kg/min.
L’AZIONE TERMOGENICA DEGLI ALIMENTI, o A.D.S. (AzioneDinamico specifica), sono le calorie impiegate per la digestione e l’assorbimento dei cibi. E’ convenzionalmente attestato a un 10% del metabolismo basale. Questo valore è frutto della media dell’aumento del metabolismo digestivo indotto dai carboidrati (+5/10%), proteine (+20/30%), grassi (+0/3%) e alcol (+10/30%).
Metabolismo Basale, Sesso ed Età
Il metabolismo basale è maggiore nei maschi e diminuisce con l’età. Tutto merito della massa muscolare, dotata di un elevato indice di spesa calorica. In realtà non solo i muscoli sono delle centrali brucia calorie. Tutta la parte “magra” del corpo è attiva. Il grasso è materia quasi inerte sotto il profilo della spesa calorica (ma è molto vivace nella produzione di molecole e ormoni). Gli si attribuisce una spesa di sole 4.5 cal/kg/die.
Tolti gli organi interni su cui non possiamo agire, resta la massa muscolare, la vera titolare dei mutamenti indicativi del nostro metabolismo e sul cui declino possiamo mettere un freno a mano. A onor di cronaca, pare che anche la perdita di massa del cervello contribuisca al calo del BMR con l’età (Eur J Clin Nutr. 2000).
Al netto delle differenze tra uomo e donna, dove l’uomo ha mediamente più massa muscolare delle donne e dunque un BMR più alto del 5-10% in media (Mc Ardle e colleghi), l’età, lo stress e la sedentarietà possono giocare un ruolo cruciale nel lasciare per strada chili di massa muscolare e il metabolismo sarà il primo a pagarne le spese.
Molte prove suggeriscono che al calo del BMR contribuisca anche la perdita di Na+,K+ e ATPasi (Aging Research Reviews, 2010). In aggiunta, con l’età diminuisce la sintesi proteica, anche in risposta ad una integrazione di amminoacidi essenziali (Katsanos et al., 2006).
Tra i 20 e i 30 anni forza e muscoli sono al loro massimo sviluppo, mentre il peso corporeo come valore assoluto aumenta tra i 25 e i 45 anni, principalmente a causa della sedentarietà e di una alimentazione scorretta. Dopo i 45 anni il peso si stabilizza per 10-15 anni per poi cominciare a calare, malgrado un aumento della massa grassa, per le perdite di calcio dalle ossa, ma, soprattutto, per la perdita di massa muscolare.
Dopo i vent’anni, se non si mantiene allenata la massa muscolare, si assiste a una sua diminuzione inesorabile e quindi a un calo del tasso metabolico a riposo. Quest’ultimo stimato nell’1-2% ogni decade (Ageing Research Reviews, 2010). Altri studi ci dicono che in un sedentario il calo della massa muscolare si possa aggirare intorno ai 450 grammi all’anno, che si traduce in una diminuzione dello 0,5% del metabolismo annuale.
Il mito che il metabolismo basale sia sempre più basso nell’anziano o nella donna è però da sconfessare. Esistono anziani con buona e altri con scarsa massa muscolare, donne con buon trofismo muscolare, altre che nonostante i massaggi, le vibrazioni e le creme “tonificanti” sono ipotoniche e “vuote”. Mantenersi fisicamente attivi farà la differenza.
Allenamento e Metabolismo
Per frenare la perdita di massa muscolare possiamo mettere in gioco un potente anticorpo: l’attività fisica. Tant’è che soggetti giovani e di mezza età ben allenati in prove di resistenza con simile massa grassa hanno lo stesso metabolismo basale (Meredith, 1987). Soggetti anziani sottoposti ad allenamenti di forza o di resistenza hanno dimostrato di promuovere il metabolismo basale dall’8 al 10% (Katch e Mc Ardle).
L’ALLENAMENTO CON I PESI è il migliore antidoto contro la patologica perdita di massa muscolare (e di BMR) legata all’età, alla menopausa e all’inattività in generale. In tal senso non è altrettanto efficace l’allenamento aerobico (Curr Sports Med Rep. 2010).
Dunque l’anzianità non è più un alibi, visti anche gli straordinari risultati che l’allenamento muscolare ha prodotto su persone anziane e molto anziane: soggetti sani tra i 60 e i 72 anni sono stati allenati per 12 settimane con un programma di pesi e un carico dell’80% di 1RM. Al termine del programma la forza dei flessori della coscia è aumentata del 107%, quella degli estensori della coscia 227%. L’area dei quadricipiti si è giovata di un 9.3% in più con un incremento omogeneo sia delle fibre di tipo I che di tipo II. All’aumento di forza è corrisposto un significativo aumento della massa muscolare (J Appl Physiol, 1985).
Restrizione Calorica e Metabolismo
Cercare di uccellare la fisiologia attraverso diete molto strette è pura illusione. Che siate grassi o magri e a prescindere dal regime alimentare precedente di fronte ad una grave restrizione calorica l’organismo mette in atto dei severi sistemi di difesa. Uno di questi è il rallentamento del metabolismo (Elliot; Leibel; Molé). Fino al 45%. Obiettivo del risparmio energetico? Fare fronte alla perdita di massa corporea.
Quando il taglio calorico è netto, all’inizio la perdita di peso è proporzionale. Poi la perdita di peso tira il freno a mano e non è più prevedibile sulla base del semplice calcolo del deficit calorico.
Mangiavano poco e consumavano pochissimo. Per autodifesa. Ma, alla prova pratica, l’unica arma che abbiamo a disposizione è quella di aumentare il dispendio calorico giornaliero e di aumentare la massa muscolare.
Sistemi Energetici
La cellula muscolare ha a disposizione riserve limitate di ATP (2,5 g/Kg di muscolo, per un totale di circa 50g). Tali riserve sono sufficienti soltanto per lavori massimali della durata di circa un secondo.
Nel muscolo, come in altre cellule, esiste una riserva importante di gruppi fosforici attivi chiamata fosfocreatina o creatina fosfato (CP) o fosfageno. La creatina fosfato si forma nel muscolo a riposo associando ad una molecola di creatina una molecola di fosfato inorganico.
Nel meccanismo anaerobico alattacido l'ossigeno non interviene e proprio a questa caratteristica si deve l'aggettivo "anaerobico". Il sistema anaerobico alattacido ha una latenza molto breve, una potenza elevata ed una capacità estremamente ridotta. Le riserve di fosfocreatina, infatti, si esauriscono rapidamente (circa 4-5 secondi).
Durante l'attività muscolare intensa e di breve durata, il decremento della forza sviluppata è direttamente collegato al depauperamento delle riserve muscolari di fosfocreatina. ATP e fosfocreatina stivate nei muscoli vengono usate contemporaneamente nel corso di sforzi brevi ed intensi. Anche questo sistema energetico non utilizza ossigeno.
Nel citoplasma delle cellule il glucosio muscolare viene trasformato in acido lattico attraverso una serie di 10 reazioni catalizzate da enzimi. Dal momento che il piruvato in presenza di O2 partecipa alla produzione di ATP, la glicolisi è anche la prima fase della degradazione aerobica dei carboidrati.
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