Esigenze Nutritive dell'Organismo Umano

L'organismo umano ha bisogno di sostanze chimiche e di energia per svolgere le sue funzioni vitali, cioè per crescere, mantenersi e riprodursi. Esso ricava l'energia e le sostanze di cui ha bisogno dagli alimenti.

Alimentarsi bene tuttavia non corrisponde sempre a nutrirsi bene, in quanto il segnale fisiologico dell'appetito non è da solo sufficiente a indirizzare l'individuo verso scelte nutrizionalmente giuste, corrispondenti cioè alle esigenze nutritive del suo organismo.

Perché ciò si verifichi occorre conoscere da un lato il tipo e la quantità di sostanze necessarie all'organismo nelle diverse situazioni e condizioni fisiologiche, e dall'altro il tipo e la quantità di sostanze presenti negli alimenti e gli apporti nutritivi che con il loro consumo si possono realizzare.

Per risolvere il primo quesito ci viene incontro la scienza della nutrizione che, studiando le varie componenti strutturali e funzionali dell'organismo, è in grado di determinarne i bisogni. Per quanto riguarda il secondo aspetto del problema, ci soccorre la scienza dell'alimentazione che, studiando gli aspetti relativi alla composizione degli alimenti e alla loro validità nutritiva, è in grado di indicare le scelte alimentari più adeguate ai bisogni.

Una prima indicazione del tipo e livello dei bisogni nutritivi dell'organismo ci viene dalla conoscenza della composizione chimica del corpo umano e delle modificazioni che si realizzano nelle varie situazioni fisiologiche e patologiche. Così, ad esempio, il fatto che nel corpo umano siano presenti proteine, grassi, carboidrati, minerali e vitamine (oltre all'acqua che rappresenta il componente quantitativamente più importante: circa il 60% del peso dell'adulto) ci indica che sono questi i nutrienti fondamentali per l'organismo.

Meno immediato è il riconoscimento del bisogno di energia. Se però si considera che il mantenimento delle funzioni vitali dell'organismo è legato allo svolgimento continuo di reazioni biochimico-metaboliche che richiedano energia, si comprende come quest'ultima rappresenti in definitiva l'esigenza primaria della vita.

L'organismo può ricavare energia dall'utilizzazione di composti già presenti nelle cellule dell'organismo stesso (fonte endogena) e da composti presenti negli alimenti (fonte esogena). Questi ultimi, una volta digeriti, entrano nel sistema circolatorio e si mescolano con composti analoghi derivanti dai tessuti dell'organismo, costituendo un unico pool metabolico dal quale l'organismo ricava l'energia e le sostanze nutritive necessarie allo svolgimento dei suoi processi vitali.

E' ovvio che se mancassero le fonti esogene alimentari, le fonti endogene andrebbero incontro al depauperamento ed infine ad esaurimento: la funzione fondamentale degli alimenti è quindi quella di rifornire continuamente il pool metabolico.

Proteine, lipidi, carboidrati, minerali, vitamine, acqua e l'energia che da essi si può ottenere sono dunque le componenti fondamentali delle esigenze nutritive dell'organismo umano.  

L'energia è necessaria per ogni tipo di attività del nostro organismo, il quale infatti consuma energia in ogni momento, sia quando è a riposo che quando è impegnato in un lavoro che comporti uno sforzo muscolare, di qualunque intensità esso sia.

L'unica forma di energia che le cellule dell'organismo umano possono utilizzare è quella chimica, ed in particolare quella contenuta nei legami Carbonio-Carbonio-ldrogeno presenti in alcune sostanze alimentari (proteine, carboidrati, lipidi e alcool, che infatti vengono definiti "principi alimentari energetici"). Generalmente si considera pari a 4 kcalorie il valore energetico di 1g di proteine e carboidrati, pari a 9 kcalorie il valore energetico di 1g di lipidi e pari a 7 kcalorie il valore energetico di 1g di alcool (corrispondente a 5,6 kcalorie/ml).

Di tutta l'energia chimica introdotta nell'organismo con gli alimenti, solo una parte può venire utilizzata e trasformata in lavoro (meccanico, osmotico, chimico -cioè di sintesi- elettrico); il resto viene degradato in calore, che però le cellule non sono in grado di utilizzare. Si calcola che l'organismo umano possa convertire in lavoro meccanico solo il 25% dell'energia potenziale degli alimenti.

Il bisogno in energia di un individuo è stato recentemente definito come "quella quantità di energia ricavata dagli alimenti che controbilancia il dispendio energetico totale, quando l'individuo ha una dimensione e una composizione corporea e un livello di attività fisica corrispondenti ad uno stato di buona salute a lungo termine. Nel caso di bambini o di donne in gravidanza e allattamento, il bisogno di energia comprende anche le necessità energetiche associate con la deposizione di tessuti o la secrezione di latte.

Quanta energia ci serve ogni giorno? La quantità varia a seconda del sesso, dell'età, della taglia corporea e dell'attività fisica svolta. Per conoscerla si fa generalmente ricorso alla misura del dispendio energetico totale (DET), considerato come la somma di tre fattori:

a) la spesa di energia per il mantenimento, in condizioni di neutralità termica e di digiuno: corrisponde alla spesa determinata dal metabolismo di base, sostanzialmente identificabile con la spesa necessaria a mantenere le funzioni insopprimibili dell'organismo, quali la respirazione, la circolazione, la funzione dei reni delle ghiandole endocrine, il tono muscolare. Il metabolismo di base rappresenta la quota maggioritaria del dispendio energetico totale, e poiché può essere misurato con buona precisione e in, condizioni accuratamente standardizzate, facilmente calcolato in base a precise formule che prevedono la sola misura del peso corporeo (tab. 1), è stato preso come punto di riferimento per calcolare i dispendi energetici di varie attività espresse sotto forma di multipli del metabolismo di base (tab. 2).

L'unità di misura dell'energia è la kilocaloria (kcal o Caloria), definita come la quantità di calore necessario ad innalzare la temperatura di 1 kg di acqua da 15 °C a 16 °C. L 'unita di energia internazionalmente accettata è il joule. Per convertire l 'energia da kilocaloria a kilojoule si usa un fattore di 4,2 (1 kcal è uguale esattamente a 4,184 kj)

b) la spesa di energia per il lavoro esterno (o attività fisica). Rappresenta generalmente il secondo maggiore componente del dispendio energetico totale, anche se sta attualmente riducendosi sensibilmente per le mutate e più sedentarie condizioni di lavoro e di svago.

c) la spesa di energia derivante dalla introduzione di alimenti (la così detta termogenesi alimentare). E' legata al fatto che la velocità metabolica aumenta dopo aver mangiato e l'aumento raggiunge il massimo dopo circa un'ora dal pasto e si annulla dopo circa 4 ore. L'effetto termogenetico dei pasti è relativamente piccolo (d'ordine del 5 – 10 % delle calorie ingerite) ma, data l'attuale riduzione del livello di attività fisica, sta oggi acquistando importanza, specialmente nel controllo e nel mantenimento del peso corporeo a lungo termine.

Un esempio potrà chiarire meglio come procedere per calcolare il fabbisogno energetico di un individuo. Se si considera un individuo di 25 anni, di sesso maschile e del peso di 66 kg, si può facilmente calcolare (sulla base dell'equazione riportata in tabella 1) che il suo metabolismo basale sarà: MB = (15,3 x 66) + 679 = 1689 kcal/giorno = 70,4 kcal/ora. Suddividendo la giornata di 24 ore in periodi di attività ed attribuendo ad ognuno di essi un appropriato fattore di moltiplicazione del MB, si arriva a calcolare il dispendio energetico totale delle 24 ore, come di seguito illustrato: Se la quantità di energia introdotta con gli alimenti è in eccesso rispetto ai bisogni, tale eccesso verrà indirizzato verso la sintesi di grassi e accumulato nell'organismo sotto forma di tessuto adiposo (che è poi l'unico consistente tipo di riserva di energia presente nel corpo umano). Se la

quantità di energia introdotta è invece inferiore ai bisogni, sarà il tessuto adiposo corporeo a fornire la quota energetica mancante (dimagrimento). Il controllo dell'andamento e delle variazioni del peso corporeo nel tempo rappresenta un semplice e sicuro metodo per valutare l'adeguatezza energetica della dieta.

Per verificare rapidamente se si è, oppure no, nei limiti normali di peso, si è cercato di mettere a punto vari indici. Tra questi, quello che può meglio essere utilizzato per classificare la condizione di sovrappeso, sottopeso o normopeso, secondo criteri largamente accettati, è l'indice di massa corporea (IMC), che si ottiene dividendo il peso (in kg) per il quadrato della statura (in metri).

Il numero che si ottiene da questa divisione indica normalità se è compreso fra 18.5 e 25; indica sovrappeso se compreso fra 25 e 30; indica una obesità di medio grado se compreso fra 30 e 40; indica una obesità di alto grado se supera i 40.

Come già accennato, però l'essere umano non mangia soltanto per introdurre energia; al contrario, mangia anche per introdurre i principi nutritivi contenuti negli alimenti.

Naturalmente, anche se il bisogno in energia è prioritario in nutrizione, resta estremamente importante la qualità delle fonti alimentari energetiche, al fine di stabilire una corretta ripartizione fra i principi alimentari energetici già menzionati ed in particolare fra carboidrati, lipidi e proteine, che, oltre a fornire energia, svolgono nell'organismo altre importanti funzioni metaboliche.

Tabella 1

Equazioni per predire il metabolismo basale (MB) sulla base del peso corporeo

CLASSE DI ETA’                    Kcal/die

Maschi

10-17 anni                   MB = (17.5 x peso*) + 651

18-29                        MB = (15.3 x peso*) + 679

30-59                        MB = (11.6 x peso*) + 879

≥60 **                       MB = (12.3 x peso*) + 609

Femmine

10-17 anni                   MB = (12.2 x peso*) + 746

18-29                        MB = (14.7 x peso*) + 496

30-59                        MB = (8.7 x peso*) + 829

≥60 **                       MB = (9.0 x peso*) + 688

*Peso corporeo espresso in Kg

**Le formule per anziani derivano da osservazioni sulla popolazione italiana

Tabella 2

Fattori MB per adolescenti ed adulti secondo tre livelli di attività

                           Adolescenti                  Adulti

                        Maschi   Femmine         Maschi   Femmine

 Attività Leggera       1.6          1.5           1.7        1.7

 Attività Moderata     2.5          2.2           2.7        2.2

 Attività Pesante       6.0          6.0           3.8        2.8

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