INTRODUZIONE
L'organismo umano necessita di una quotidiana assunzione di alimenti per poter sostenere le proprie attività vitali.Da un punto di vista fisiologico, gli alimenti svolgono due grandi funzioni: la funzione energetica e la funzione plastica.
L'energia che gli esseri viventi consumano quotidianamente per sostenere funzioni quali il movimento, la circolazione del sangue, la termoregolazione, deriva da quella introdotta con gli alimenti. Le sostanze che all'interno della dieta hanno come funzione principale l'apporto di energia sono dette alimenti energetici.
All'interno del nostro organismo si svolgono in continuazione alcuni processi biochimici che portano alla degradazione di parte dei suoi costituenti; tali processi (noti sotto il termine complessivo di catabolismo) vengono compensati istante per istante da processi opposti di sintesi che ricostruiscono ciò che va perduto (anabolismo).
Gli alimenti hanno anche la funzione di fornire il «materiale di costruzione» impiegato nei processi anabolici; le sostanze capaci di fornire nuovi costituenti alla materia vivente sono dette alimenti plastici. Durante il periodo della crescita i processi anabolici prevalgono nettamente su quelli catabolici; l'organismo in via di sviluppo necessita pertanto di un apporto di alimenti plastici proporzionalmente maggiore rispetto ad uno già completamente sviluppato. Una alimentazione sana e corretta è molto importante per il benessere fisico e psichico dell'uomo. Per esempio, la gravità di una nota malattia, l'aterosclerosi, è determinata dalla concentrazione di alcune sostanze lipidiche nel sangue (cioè di sostanze grasse), la quale a sua volta dipende dal consumo giornaliero di grassi e di colesterolo. L'importanza di questo dato non può essere sottovalutata se si pensa che l'aterosclerosi, con le sue conseguenze a livello cardiaco e cerebrale, costituisce sicuramente la prima causa di morte in età adulta nelle società ad alto tenore di vita.
La stretta relazione esistente fra un eccessivo consumo di grassi e l'aumento dei fenomeni aterosclerotici è stata confermata da studi su popolazioni relativamente primitive che consumano per abitudine o per necessità bassissime quantità di grassi e presentano una diffusione della malattia aterosclerotica significativamente minore.
Anche lo sviluppo di alcuni tipi di tumore sembra essere considerevolmente influenzato dalla dieta. In particolar modo, i tumori maligni del colon (il tratto più lungo dell'intestino crasso) insorgono molto più raramente in quelle popolazioni che comprendono nella loro alimentazione forti quantità di materiale indigeribile (fibre provenienti da cereali e verdure, per esempio).
Ci si sta rendendo conto che il modo di alimentarsi non è solo fondamentale nei confronti del benessere generale dell'individuo, ma può giocare una parte di primo piano nel determinare alcune delle malattie più gravi e mortali dell'uomo moderno.
Da queste considerazioni è nata una scienza autonoma, chiamata appunto scienza della nutrizione. Essa si occupa dello studio dei bisogni alimentari dell'uomo nei vari periodi della sua vita, allo scopo di determinare un tipo di alimentazione ottimale e di comprendere il ruolo dell'alimentazione nell'origine e nello sviluppo di alcune malattie. La dietoterapia si occupa in particolare di studiare regimi alimentari adatti a favorire la guarigione da alcune malattie: nel diabete, ad esempio, una dieta corretta può essere sufficiente a controllare la malattia, senza fare alcun ricorso ai farmaci.
LA SCIENZA DELL'ALIMENTAZIONE
Scopo dell'alimentazione è di provvedere e assicurare un perfetto e armonico funzionamento dell'organismo; quindi ognuno di noi apporta con tutti i vari tipi di alimenti il «materiale» necessario per mantenere costante sia la composizione chimica sia la struttura biochimica del nostro organismo, al fine di compensare gli eccessi e soprattutto le perdite che, provocate dalle condizioni di vita e di lavoro, variano da individuo a individuo. Altro scopo dell'alimentazione è quello di mantenere tutti gli organi in costante efficienza.È chiaro, quindi, come un perfetto equilibrio alimentare sia determinante per l'accrescimento e per un armonico sviluppo psicosomatico di ogni individuo fin dai primissimi giorni di vita.
L'alimentazione infatti può influenzare la vita psichica di ognuno di noi; numerose manifestazioni neurologiche sono causate dalla carenza di alcuni principi nutritivi e vengono curate con delle opportune diete.
D'altra parte l'influenza dell'alimentazione nello sviluppo dell'organismo appare molto evidente se ci si sofferma ad osservare degli individui che, pur appartenendo alla stessa razza, hanno abitudini alimentari diverse.
È così che si notano, in alcuni casi, i cosiddetti «errori di nutrizione» sia a livello di carenze che a livello di eccessi: le carenze principalmente negli strati meno abbienti e gli eccessi nelle fasce benestanti.
È a questo punto che si pone il problema della «malnutrizione» nei diversi aspetti: non soltanto denutrizione o non soltanto superalimentazione.
Infatti un'alimentazione squilibrata non va considerata solo in termini quantitativi e cioè di calorie, ma anche qualitativi, cioè tenendo conto del valore nutritivo dei singoli alimenti.
L'informazione alimentare è quindi un importante fattore di prevenzione nei confronti di molte malattie e un valido strumento per migliorare le condizioni della popolazione.
LA CHIMICA DELL'ORGANISMO UMANO
La costituzione chimica dell'organismo dà indicazioni precise sulla composizione che gli alimenti devono possedere per soddisfare le esigenze nutrizionali. I quattro elementi chimici più importanti da un punto di vista quantitativo sono l'ossigeno, l'idrogeno, il carbonio e l'azoto. Assieme al fosforo, allo zolfo, al magnesio, al calcio, al sodio, al potassio e al cloro essi costituiscono più del 99,9% del peso totale dell'organismo. La rimanente piccolissima percentuale è costituita da elementi che si ritrovano solo in tracce, e sono il ferro, lo zinco, lo iodio, il rame, il cobalto, il manganese e il molibdeno.Gli alimenti devono fornire quotidianamente una quantità sufficiente di ognuna di queste sostanze, atta a consentire la reintegrazione delle perdite che continuamente avvengono durante i processi di utilizzazione delle sostanze nutritive.
Le differenze quantitative degli elementi che costituiscono l'organismo non deve far pensare che esistano elementi più o meno importanti da un punto di vista qualitativo. Una carenza di ferro (elemento presente in quantità molto piccola) può portare a morte tanto quanto una carenza di azoto. Perché una dieta sia sufficiente a soddisfare i bisogni essenziali dell'organismo non è necessario solo che essa contenga determinate percentuali di elementi chimici; anche le specie molecolari che gli elementi vengono a costituire hanno un'importanza fondamentale. Con il nome di princípi alimentari organici si intendono le specie di molecole organiche (contenenti carbonio, ossigeno, idrogeno e in alcuni casi azoto) fondamentali nella costituzione dei cibi.
Tali principi sono tre:
- glucidi, o carboidrati, con funzione soprattutto energetica;
- lipidi, o grassi, con funzione energetica e di accumulo;
- protidi, o proteine, con funzioni soprattutto plastiche.
Composizione chimica dell'organismoLA PRODUZIONE DI ENERGIA
Una volta introdotti nell'organismo, gli alimenti vanno incontro ad una complicata serie di modificazioni che, attraverso le fasi della digestione, dell'assorbimento, della ulteriore elaborazione da parte di organi quali il fegato, si rendono disponibili come materiale adatto alla produzione di energia e alla sintesi di nuova materia vivente.Il risultato finale della complessa serie di reazioni chimiche è la produzione di acqua, di anidride carbonica, di scorie azotate (se il cibo era di natura proteica) e di una certa quantità di energia che viene immagazzinata in particolari molecole nell'organismo oppure utilizzata immediatamente per le necessità più varie. L'aspetto importante dell'intero processo è la produzione di energia.
L'energia viene ricavata dall'organismo grazie a una serie di reazioni di ossidazione progressiva. Mano a mano che si procede nella serie di ossidazioni, si producono molecole organiche sempre più piccole e meno cariche di energia, mentre la differenza fra l'energia posseduta dalle molecole originali e quella posseduta dai prodotti viene immagazzinata e utilizzata dall'organismo.
I grassi e i carboidrati vengono ossidati completamente: i prodotti finali della catena di reazione sono costituiti da acqua e anidride carbonica. La quantità di energia che tali alimenti forniscono all'organismo può facilmente venire studiata sperimentalmente, riproducendo in laboratorio il processo di ossidazione che avviene nell'organismo; il metodo più semplice è la combustione diretta. Bruciando una quantità nota di un alimento come lo zucchero in una situazione sperimentale tale da poter calcolare la quantità di energia sprigionata sotto forma di calore durante il processo, si può risalire direttamente alla quantità di energia che lo stesso alimento fornisce.
La natura dei due processi (ossidazioni successive nell'organismo; combustione rapida nel dispositivo sperimentale) è esattamente la stessa. Cambia, naturalmente, la velocità alla quale i fenomeni di ossidazione hanno luogo; impetuosi e non controllati né utilizzabili (se non sotto forma di calore) quelli della fiamma, precisamente regolati e controllati quelli dell'ossidazione lenta nell'organismo.
IL BILANCIO ENERGETICO
L'energia non si crea né si distrugge: passa semplicemente da una forma all'altra. L'energia totale utilizzata da un organismo deve derivare totalmente dagli alimenti introdotti e dall'eventuale consumo delle riserve energetiche.È quindi possibile scrivere una equazione molto semplice che mette in relazione le «entrate» energetiche con le rispettive «uscite», costituendo un vero e proprio bilancio:
Energia introdotta con gli alimenti = energia prodotta (calore, lavoro meccanico ± energia delle riserve organiche).
La seconda parte dell'equazione del bilancio energetico contiene un termine che può essere sia positivo che negativo (l'energia delle riserve organiche) che è pertanto indicato con ±. A seconda infatti che la quantità di alimenti introdotta sia superiore o inferiore al dispendio energetico totale, le riserve organiche (principalmente sotto forma di lipidi contenuti nel tessuto adiposo sottocutaneo) aumenteranno o diminuiranno, rispettivamente. Tutta l'energia introdotta in eccesso sotto forma di alimentazione sovrabbondante viene immagazzinata come grasso.
Se l'apporto alimentare è, al contrario, insufficiente a mantenere le necessità metaboliche dell'organismo, le riserve lipidiche diminuiscono.
L'equazione appena introdotta è particolarmente interessante perché permette di calcolare, in determinate condizioni, il fabbisogno energetico dell'organismo. Se un individuo è a digiuno da 24 ore e in condizioni di assoluto riposo non vi è stata introduzione di alimenti e l'organismo non svolge alcun lavoro meccanico. L'equazione si semplifica molto assumendo la seguente forma:
Calore prodotto dall'organismo = Energia delle riserve organiche
Le riserve organiche vengono consumate, in condizioni di digiuno e di riposo, per mantenere costante la temperatura dell'organismo e sostenere le funzioni vitali.
IL METABOLISMO BASALE
La determinazione del fabbisogno energetico dell'organismo a digiuno e a riposo viene effettuata per mezzo della misurazione del metabolismo basale. Questo termine sta ad indicare un insieme di reazioni biochimiche. Si può così parlare di metabolismo delle proteine o dei glucidi, intendendo l'insieme delle reazioni che all'interno dell'organismo portano all'utilizzazione di queste sostanze. Il termine specifico «metabolismo basale» indica invece l'insieme di tutte le reazioni che avvengono nell'organismo in particolari condizioni di riposo assoluto (dette, per l'appunto, «condizioni basali»). Si tratta quindi di tutte le reazioni chimiche necessarie alle funzioni vitali fondamentali: respirazione, circolazione, termoregolazione, ecc.Il termine nel suo significato più ampio e più comune definisce il consumo energetico espresso in Cal, necessario al compimento di tali funzioni. La quantità di calore prodotta nell'unità di tempo dall'organismo in condizioni basali (vale a dire a digiuno e a riposo) è un indice attendibile del consumo energetico necessario al mantenimento delle funzioni vitali, e può essere utilizzato come valore indicativo del metabolismo basale. In un uomo medio, sano, il metabolismo basale è di circa 24 Cal/kg di peso corporeo nelle 24 ore. Ciò significa che il fabbisogno energetico basale (necessario a sopravvivere in uno stato puramente «vegetativo») è, per un adulto del peso di 70 kg, 24x70=1680 Cal/24 ore.
Circa 1700 calorie sono quindi necessarie per il mantenimento delle funzioni vitali di base. Sebbene da un punto di vista energetico la natura degli alimenti che forniscono queste calorie non abbia alcuna importanza, la composizione della dieta e un rapporto equilibrato fra proteine, carboidrati e grassi sono di importanza fondamentale per la salute dell'individuo. Non bisogna dimenticare infatti che gli alimenti posseggono anche una importante funzione plastica, cioè di rinnovamento dei tessuti, nei confronti della quale un adeguato apporto dei tre princípi alimentari di base è indispensabile.
In altre parole, sebbene l'energia necessaria per il mantenimento delle funzioni vitali possa essere ottenuta anche integralmente da un solo tipo di alimenti (ad esempio, solo carboidrati), in breve tempo una dieta di questo tipo porta ad uno stato di malattia.
Il valore del metabolismo basale varia molto da individuo a individuo, e anche nella stessa persona in momenti diversi della vita. I fattori in grado di modificare il metabolismo basale sono molteplici; i principali sono:
ETÀ
I valori più elevati del metabolismo basale si riscontrano nel bambino piccolo; l'organismo in crescita necessita di un numero di calorie proporzionalmente maggiore rispetto ad uno completamente sviluppato; nel bambino i processi anabolici (di costruzione) prevalgono nettamente su quelli catabolici (di distruzione). Ciò determina appunto l'accrescimento dell'organismo.
L'adulto in cui la massa corporea ha raggiunto ormai un valore stabile si trova invece in una situazione di equilibrio nella quale i processi di sintesi (anabolismo) devono semplicemente compensare la quota di materia organica che viene eliminata ogni giorno (catabolismo).
RAZZA
I motivi per cui l'appartenenza ad un dato gruppo etnico influenza l'entità del metabolismo basale non sono ancora ben noti; è però certo, ad esempio, che i Giapponesi hanno un metabolismo basale inferiore del 10% circa rispetto agli Europei.
TIPO DI ALIMENTAZIONE
La quantità di calorie introdotta giornalmente è un importante fattore capace di modificare il metabolismo basale. Le richieste minime dell'organismo infatti diminuiscono notevolmente in presenza di restrizione calorica o digiuno, come è stato provato in studi svolti durante la prima guerra mondiale. Questo fenomeno può essere interpretato come una sorta di adattamento dell'organismo per far fronte a condizioni ambientali sfavorevoli; se l'introito calorico totale è basso, il metabolismo basale si autoregola a un valore inferiore al normale per «risparmiare carburante» da destinare a funzioni diverse dalla pura sopravvivenza.
Una dieta superiore al fabbisogno ha un effetto opposto: provoca un aumento netto dei valori di metabolismo basale.
In entrambi i casi i meccanismi di regolazione hanno però dei limiti. Il metabolismo basale non scende al di sotto di un certo valore, neppure come conseguenza di una gravissima privazione calorica o del digiuno assoluto; analogamente, una dieta ipercalorica farà aumentare il valore del metabolismo basale solo fino a un certo punto.
CLIMA
A parità di caratteristiche fisiche, gli individui che abitano in Paesi a clima caldo hanno, in media, un metabolismo basale inferiore a quelli che abitano in Paesi freddi. Nella stessa persona il metabolismo basale è più alto durante l'inverno che durante l'estate. Queste differenze possono essere attribuite al diverso dispendio energetico necessario a mantenere la normale temperatura corporea.
Gli atleti e coloro che compiono lavori fisicamente impegnativi hanno un metabolismo basale più alto rispetto agli individui di abitudini sedentarie.
STATO ENDOCRINO
Una ghiandola endocrina, la tiroide, gioca un ruolo di primaria importanza nel determinare i livelli del metabolismo basale. Gli ormoni prodotti dalla tiroide hanno la capacità di interagire con le cellule a livello del nucleo, regolando la velocità di sintesi (produzione) di determinate proteine; l'effetto di tale azione è un aumento del valore del metabolismo basale. Le malattie in cui si verifica una ipo- o una iperfunzione della tiroide causano una diminuzione o, rispettivamente, un aumento del metabolismo basale.TEMPERATURA CORPOREA
L'aumento, anche lieve, della temperatura corporea comporta un notevole incremento del metabolismo basale. In particolare, si ritiene che un aumento di un grado centigrado nella temperatura corporea coincide con un rialzo del 13% del metabolismo basale. Di questo fatto è necessario tener conto nella composizione delle diete da somministrare a pazienti con rialzi di temperatura.IL FABBISOGNO ENERGETICO
Il metabolismo basale fornisce solo una stima della quantità di calorie necessarie a sostenere le funzioni puramente vegetative dell'uomo in condizioni lontanissime da quelle reali. Il consumo di energia di una persona in normale attività è ben più alto del suo metabolismo basale, e varia a causa di molti fattori. Una attività fisica sufficientemente intensa è in grado di aumentare il fabbisogno energetico quotidiano fino a valori pari a 4 volte il fabbisogno basale. In termini quantitativi, un lavoro muscolare tonico (statico) come il mantenere la posizione seduta, può richiedere circa 15 Cal/ora; una marcia a passo normale, circa 200 Cal/ora; una attività intensa come il salire rampe di scale, 1000 Cal/ora.Indicativamente si può calcolare che nelle otto ore di attività extra-lavorativa della giornata, una persona media di sesso maschile consumi circa 350 Cal, e una di sesso femminile circa 250. Questi valori subiscono un notevole incremento se fra le attività della giornata è compresa la pratica di uno sport.
Per quanto riguarda l'attività lavorativa vera e propria, è stato calcolato che una occupazione sedentaria (come quella dell'impiegato) richiede da 20 a 40 Cal/ora; una moderatamente impegnativa (falegname) da 100 a 300 Cal/ora; una pesante (minatore) da 400 a 500 Cal/ora.
Il calcolo del fabbisogno calorico quotidiano si esegue quindi sommando le varie componenti e aggiungendo un valore pari a circa il 10% del metabolismo basale per tenere conto dell'influenza degli alimenti introdotti.
Se l'organismo sta attraversando una fase di crescita occorre prevedere un certo consumo calorico impiegato sulla sintesi di nuova materia vivente; il contenuto in calorie della razione alimentare deve pertanto essere, in questo caso, molto superiore al fabbisogno energetico calcolato con i criteri sopra esposti.
Apporto calorico di alcuni alimentiL'OBESITÀ
Una persona che superi del 10% il suo peso-forma è definita obesa. Supponiamo che il nostro peso-forma sia di 70 kg: al di sopra di 77 kg, siamo obesi. Naturalmente il discorso è valido solamente se il peso-forma che consideriamo è effettivamente il nostro, cioè se tiene conto del nostro sesso, della nostra età, e della nostra costituzione fisica. Basarsi su tabelle generiche senza sentire il parere dello specialista può in questi casi portare a conclusioni molto lontane dalla realtà. Da cosa è provocata l'obesità? La deposizione di grasso abnorme che si ha in questa malattia è principalmente dovuta al fatto che le calorie introdotte giornalmente con il cibo sono in eccesso rispetto a quelle bruciate nel corso della nostra attività. In altre parole, l'apporto calorico è maggiore rispetto al fabbisogno energetico: le calorie non «utilizzate» vengono immagazzinate nel grasso. L'obesità può originarsi prima di tutto per cattive abitudini alimentari e sedentarietà; tuttavia ci sono molti casi in cui essa è provocata da disturbi nervosi od ormonali; in questi soggetti sarà necessario prima di tutto stabilire la causa dell'eccessivo aumento di peso ed eliminarla.In casi di obesità grave, si ricorre anche al trattamento farmacologico e a trattamenti dietetici particolarmente severi, che vengono effettuati solo in ospedale.
L'individuo obeso, oltre ad essere afflitto da particolari problemi psicologici, è inoltre molto più facilmente soggetto a malattie cardiocircolatorie e respiratorie, di quanto non lo sia una persona normale. L'obesità non è un semplice aumento di peso, ma è una vera e propria malattia, che va curata appropriatamente dopo che ne sono state identificate le cause.
+---------------------------------------------------------------+ ¦ FABBISOGNO ENERGETICO COMPARATO ¦ CALORIE ¦ +--------------------------------------------------+------------¦ ¦ Occupazioni sedentarie (scrivani, sarti, ecc.) ¦ 20-30-40 ¦ ¦ Attività fisica moderata (falegname, calzolaio) ¦100-200-300 ¦ ¦ Lavoratori pesanti (minatori, spaccalegna) ¦ 300-400 ¦ ¦ posizione seduta ¦ 15 ¦ ¦ posizione in piedi ¦ 20 ¦ ¦ svestirsi, vestirsi ¦ 33 ¦ ¦ lento cammino ¦ 115 ¦ ¦ passo normale (4 km/ora) ¦ 215 ¦ ¦ cammino in discesa ¦ 290 ¦ ¦ scendere le scale ¦ 290 ¦ ¦ salire le scale ¦ 1000 ¦ +---------------------------------------------------------------+
LE CURE DIMAGRANTI
Ogni organismo ha un proprio fabbisogno energetico che dipende da molti fattori, quali l'età, il sesso, l'attività svolta durante il giorno, ecc. Quando l'apporto calorico della dieta è superiore a questo fabbisogno, l'organismo ingrassa; viceversa esso dimagrisce quando l'apporto calorico effettivo è inferiore al reale fabbisogno energetico. Tutte le diete dimagranti si basano su questo principio. Supponiamo che una persona abbia un proprio fabbisogno energetico di 2500 cal al giorno; se questa persona fosse al di sopra del suo peso ideale e desiderasse dimagrire, dovrebbe assumere ogni giorno con il cibo una quantità di calorie inferiore a 2500; per esempio, 2200 cal al giorno. In questo modo, ogni giorno ci sarà una differenza di 300 cal fra l'apporto energetico reale ottenuto con il cibo e quello effettivamente richiesto; l'organismo si procurerà queste 300 cal bruciando del grasso e si avrà quindi un calo di peso. Questo processo può anche essere aiutato aumentando il fabbisogno energetico giornaliero (per esempio muovendosi di più e quindi consumando maggiormente). Le strategie per ottenere una diminuzione del peso corporeo sono quindi due: diminuire l'apporto calorico ed aumentare il fabbisogno energetico. Un simile intervento sulle necessità dell'organismo può comunque essere fatto solo sotto lo stretto controllo del medico, che è l'unico in grado di stabilire, insieme al dietologo:1) il peso-forma di un individuo;
2) il suo reale fabbisogno energetico (che può variare nel corso di malattie o in fasi particolari della vita come la gravidanza, l'allattamento, il periodo della crescita);
3) le misure adatte a conseguire il peso-forma.
