Oggi sono in tanti a ritenere i “carboidrati” i reali colpevoli di sovrappeso e obesità, i cui tassi sono ormai in crescente aumento negli ultimi anni e, proprio per questo motivo, tendono ad evitare il consumo di alimenti dal noto contenuto in carboidrati come pasta, pane, frutta, legumi. Purtroppo, non è così che funziona.
È importante comprendere che il metabolismo lipidico comprende catabolismo ed anabolismo ovvero rispettivamente lipolisi e lipogenesi che sono complementari tra di loro.
I Carboidrati: Fonte di Energia e Non Solo
È fondamentale sfatare alcuni miti sui carboidrati:
- I carboidrati rappresentano la fonte di energia preferita dalle cellule dell’organismo umano.
- I carboidrati non sono tutti uguali e soprattutto non sono unicamente pasta e pane.
- Non sono i soli ‘’ carboidrati ‘’ i colpevoli del sovrappeso e dell’obesità.
- In condizioni fisiologiche normali i carboidrati introdotti NON vengono convertiti direttamente in grasso corporeo.
- la carbofobia non fa bene alla salute.
Le migliori fonti di carboidrati, quelle che dovrebbero essere consumate maggiormente in un regime alimentare sano, come cereali integrali, legumi, verdura e frutta, contengono anche fibre, in grado di indurre il senso di sazietà, promuovere la regolarità intestinale, nutrire la microflora intestinale e modulare le risposte glicemiche e insuliniche. Studi epidemiologici evidenziano come il regime alimentare delle popolazioni più longeve della storia è caratterizzato prevalentemente dall’introduzione di carboidrati. L’eccesso di carboidrati semplici, come lo zucchero, mediante il consumo elevato e regolare di prodotti processati, ricchi di zuccheri aggiunti, o di farine processate può essere associato nel tempo ad aumento di peso e condizioni metaboliche.
Il Ruolo dell'Acetil-CoA
Abbiamo ad inizio articolo parlato di acetil-CoA e non di carboidrati, proteine, grassi, alcol: tutto l’eccesso si trasforma in acetil-CoA, tutto fa ingrassare. È inutile pensare che conviene mangiare più di questo o quest’altro nutriente, quando poi se c’è un eccesso calorico ingrassi a prescindere. Forse solo le proteine hanno un maggior costo metabolico, ma per il resto non sono ne i carboidrati ne i grassi a farti prendere peso.
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La beta ossidazione (processo catabolico) porta gli acidi grassi a convertirsi in acetil-CoA che è il substrato essenziale per creare nuovi acidi grassi.
Cos'è la Lipogenesi?
Col termine lipogenesi intendiamo la parte del metabolismo lipidico che prevede sintesi di acidi grassi. Per de novo lipogenesi si intende la sintesi di acidi a grassi a partire da uno specifico substrato: il glucosio (o suoi derivati metabolici).
La lipogenesi avviene nel citoplasma, ma l’acetil-CoA si trova all’interno del mitocondrio: l’acetil-CoA deve, quindi, essere trasferito nel citosol. Per fare questo l’acetil-CoA deve uscire dal mitocondrio (in realtà è il citrato a fuoriuscire) attraverso un processo ATP dipendente. Cosa vuol dire? Che per poter manovrare e creare molecole energetiche, il corpo deve spendere energie: non è un processo che avviene gratuitamente.
Questo passaggio non può avvenire direttamente, ma avviene una reazione di condensazione (unione) tra acetil-CoA e ossalacetato per dare citrato. Questa molecola subisce 7 reazioni tutte a carico dello stesso enzima (acido grasso sintasi), che presenta più siti catalitici.
La disponibilità di Acetil CoA è fondamentale per la litogenesi, che inizia proprio con l’Acetil CoA per poi proseguire con l’aggiunta di due atomi di carbonio da un’altra molecola di Acetil CoA. Anche se la litogenesi si verifica nel citoplasma, l’Acetil CoA necessario viene creata nei mitocondri e non può essere trasportato attraverso la membrana mitocondriale. L’Acetil CoA e l’acido ossalacetico si combinano per formare il carrier del citrato, che è in grado di attraversare la membrana mitocondriale ed entrare nel citoplasma.
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Infatti, i mitocondri sono le centrali energetiche cellulari e l’uomo, in quanto macchina aerobica, produce la gran parte della sua energia grazie ai mitocondri. Cosa succede a questi organuli cellulari quando sono saturi di energia?
Se i mitocondri non sono saturi il corpo non crea nuovo acetil-CoA: è impossibile ingrassare senza mangiare!
La Conversione dei Carboidrati in Grassi: Realtà o Mito?
Una delle motivazioni più comuni portate avanti dai sostenitori dei regimi alimentari a basso tenore di carboidrati riguarda la conversione teorica dei carboidrati introdotti con gli alimenti in grassi. Fisiologicamente esiste un processo nel fegato chiamato "lipogenesi de novo" in cui i carboidrati vengono convertiti direttamente in acidi grassi; tuttavia, la quantità di carboidrati convertiti è esigua.
Quante volte hai sentito che i carboidrati in eccesso si trasformano in grassi?
Esempio Pratico
Abbiamo 100 persone che si trasferiscono ed imballano tutti i loro averi dentro a dei cartoni. Finito il trasloco, devono scegliere se prima di buttare i cartoni vogliono togliere tutto lo scotch (in modo da riciclarli al 100%) oppure semplicemente buttarli via (magari nella pattumiera del cartone). Secondo te su 100, in quanti da bravi cittadini si metterebbero dopo un trasloco a togliere dai cartoni lo scotch?
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Allo stesso modo, si stima che soltanto il 10% dei carboidrati in eccesso realmente diventino acidi grassi; il restante si converte in calore, perché per il corpo è molto più semplice e meno dispendioso.
In un lavoro del 2001 è stata valutata la produzione di grasso a partire da carboidrati mediante il processo di lipogenesi de novo in donne obese e normopeso in seguito all’introduzione del 50% in più delle calorie giornaliere sotto forma di carboidrati e grassi. I risultati hanno evidenziato come l’introito del 50% delle calorie ha comportato solo 3,7-6,2 g di produzione di grasso giornaliero rispetto a 0,7-4,5 g nel gruppo di controllo. Questo lavoro dimostra come la produzione di grassi a partire da carboidrati nel processo di lipogenesi de novo non sia statisticamente significativa.
Uno dei motivi per cui non viene prodotto molto grasso dalla lipogenesi de novo è perché si tratta di un processo molto inefficiente. Per convertire i carboidrati in grasso mediante questo processo, il nostro organismo ha bisogno consumare effettivamente calorie, si tratta di un processo dispendioso dal punto di vista energetico. Proprio per questo motivo, ovvero per l’inefficienza energetica, da un punto di vista evolutivo (specie nei tempi di carestia), tutto questo non può essere ritenuto un processo vantaggioso.
In realtà, in condizioni fisiologiche di normalità quando si consumano più carboidrati del dovuto, accade che questi vengono utilizzati preferenzialmente come substrato energetico istantaneamente o immagazzinati sotto forma di glicogeno epatico o muscolare, mentre i grassi introdotti nell’arco della giornata, molto probabilmente vengono immagazzinati sotto forma di grasso. Un meccanismo plausibilmente più efficiente e vantaggioso da un punto di vista energetico a fine giornata.
Grasso Localizzato e Sintesi dei Grassi
Perché hai grasso localizzato? Innanzitutto, i grassi alimentari che mangi si depositano negli adipociti e la maggior parte dei chili in eccesso arrivano dagli acidi grassi introdotti con la dieta. Infine, la sintesi di grassi avviene quando le cellule sono sature di energia: questo è il motivo principale per cui ingrassi.
Conclusioni Pratiche
Infine, la sintesi di grassi avviene quando le cellule sono sature di energia: questo è il motivo principale per cui ingrassi. Abbiamo ad inizio articolo parlato di acetil-CoA e non di carboidrati, proteine, grassi, alcol: tutto l’eccesso si trasforma in acetil-CoA, tutto fa ingrassare. È inutile pensare che conviene mangiare più di questo o quest’altro nutriente, quando poi se c’è un eccesso calorico ingrassi a prescindere. Forse solo le proteine hanno un maggior costo metabolico, ma per il resto non sono ne i carboidrati ne i grassi a farti prendere peso.
In conclusione, tutto ciò non significa promuovere il conteggio delle calorie giornaliere o promuovere uno specifico regime alimentare rispetto ad altri, piuttosto è un modo per contrastare la carbofobia dilagante nella nostra società e abbattere scientificamente l’ipotesi generalista che “i carboidrati si trasformano in grasso”.
Il Metabolismo dei Lipidi: Un Processo Complesso
Il metabolismo dei grassi alimentari è un processo complesso, che si svolge in organi diversi del nostro corpo. Innanzi tutto, dal momento che stiamo parlando di sostanze insolubili, i lipidi ingeriti attraverso l’alimentazione andranno diluiti, e trasformati in composti assimilabili. Una volta digeriti, i lipidi si riversano prima nei vasi linfatici, e da questi nel sangue, dove vengono diretti verso le loro principali destinazioni coniugati alle lipoproteine. Le lipoproteine, quindi, sono indispensabili per il trasporto dei lipidi.
Lipoproteine: Trasportatori di Lipidi
Tornando alle lipoproteine, esse cambiano a seconda del lipide che trasportano, e se questo sia esogeno o endogeno:
- VLDL (Very low density lipoprotein/lipoproteine a bassissima densità): trasportano i trigliceridi endogeni, ovvero quelli sintetizzati dal fegato verso i tessuti di destinazione.
- IDL (Intermediate low lipoprotein/lipoproteina a media densità): particelle di VLDL che hanno parzialmente esaurito la loro quota di trigliceridi.
- HDL sono particelle proteiche che vengono prodotte dal fegato. In origine, quindi, esse sono “vuote”, ma ricevono l’eventuale colesterolo in eccesso dalle LDL e dalle cellule del corpo, per poi ricondurlo al fegato, o alle cellule steroidogeniche, che lo usano per produrre ormoni steroidei (ad esempio estrogeni e testosterone), o sali biliari.
Acidi Grassi e Beta-Ossidazione
Gli acidi grassi, che come abbiamo visto sono la parte non solubile dei trigliceridi e sono composti da catene di atomi di carbonio più o meno lunghe e con legami, o senza legami. Una volta immessi nel sangue e trasportati dalle lipoproteine, gli acidi grassi devono essere assorbiti dalle cellule ed entrare nei mitocondri superando le loro membrane attraverso una reazione chiamata shuttle della carnitina, in cui entrano in gioco COA (acetil-coezima, molecola sintetizzata proprio dai mitocondri a partire dal piruvato, a sua volta derivato del glucosio alimentare), e carnitina (un aminoacido). Una volta entrati nei mitocondri, gli acidi grassi vengono sottoposti a beta-ossidazione, un processo catabolico che serve per liberare energia rompendo i legami di carbonio, e che si attua in quattro reazioni enzimatiche.
Sempre durante la beta-ossidazione, avviene il rilascio delle molecole NADH e NADH2 che vengono ugualmente usate per produrre energia durante la catena di trasporto degli elettroni. Questa complessa sequenza di reazioni biochimiche avviene in tutte le cellule del corpo che contengano mitocondri (e quindi non nelle cellule del sangue, che non hanno nucleo), ad eccezione delle cellule cerebrali, dove gli acidi grassi non possono arrivare.
Quando si verificano disfunzioni a livello di beta-ossidazione, come accade in caso di specifiche patologie genetiche o di malattie metaboliche tra cui il diabete, ciò accade perché mancano gli enzimi necessari alla scissione dei lipidi, o il corpo non ha sufficienti riserve di carnitina, e allora si va in deficit di energia. Sempre in caso di alterazioni del processo di beta-ossidazione degli acidi grassi, si può verificare - come accade in caso di digiuno o in patologie come il diabete - una produzione di corpi chetonici abnorme.
Chetogenesi e Corpi Chetonici
La chetogenesi, infatti, che si attua nelle cellule epatiche, è un processo che dipende dalla beta-ossidazione degli acidi grassi perché sfrutta l’acetil-CoA prodotta da questo percorso. I corpi chetonici una volta prodotti dal fegato si spostano da quest’organo per essere trasportati altrove, via ematica, e di nuovo riconvertiti in energia (chetolisi). Quando si parla di grassi che il corpo usa al posto del glucosio per l’energia, si parla di corpi chetonici o chetoni. Ma in alcuni casi: diete dimagranti low carb (a basso consumo di carboidrati, dette anche, non a caso, diete chetogeniche), importanti sforzi fisici, diabete, questa produzione aumenta. Ad occuparsi della sintesi dei corpi chetonici - che sono molecole idrosolubili - è sempre il fegato.
Glicerolo e Glicolisi
Il glicerolo è, come abbiamo visto, la componente idrosolubile dei trigliceridi, e quindi facilmente assimilabile. Trattandosi di uno zucchero, esso, una volta giunto nei mitocondri, viene usato nel processo di glicolisi, esattamente come il glucosio dei carboidrati, per la produzione di energia, ovvero di ATP (la “centralina energetica” delle cellule) durante la catena di trasporto degli elettroni.
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