Il Total Daily Energy Expendure (o TDEE) rappresenta la spesa giornaliera totale di ognuno di noi dal punto di vista energetico; essa è composta a sua volta da:
• Metabolismo Basale (Basal Metabolic Rate o BMR)
• Termoregolazione o Termogenesi
• Termogenesi Indotta dagli Alimenti (Thermal Effect of Food o TEF)
• Lavoro Muscolare (Energy Expenditure of Activity o EEA)
Cosa significa quindi? Che se vogliamo mantenere il nostro peso, tenute in considerazione le nostre caratteristiche corporee e le attività che conduciamo, questo apporto calorico deve essere mantenuto costante nel tempo, con variazioni minime in quantità e in estensione temporale. Ciò permette all’organismo di tamponare queste perturbazioni tramite complessi sistemi biochimici che mantengono l’Equilibrio od Omeostasi.
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Il Metabolismo Basale (BMR)
Corrisponde alla minima quantità di energia necessaria per lo svolgimento dei processi indispensabili alla sopravvivenza dell’organismo in considerazione. La maggior parte di esso viene impiegato per mantenere costanti i livelli e la composizione dei fluidi all’interno dei tessuti (meccanismo chiamato Osmoregolazione); solo una piccola parte, al contrario di come si potrebbe pensare, viene invece utilizzata per i lavori muscolari involontari quali digestione, respirazione e attività cardiocircolatoria.
Consultando la letteratura scientifica ci si può imbattere anche nel Tasso Metabolico a Riposo (Resting Metabolic Rate o RMR), il quale si differenzia dal BMR in minima parte in quanto quest’ultimo è misurato tramite Calorimetria Diretta (tramite un’apposita Camera Calorimetrica) in condizioni molto specifiche di riposo, temperatura, pressione e digiuno (calorico 12h e proteico 24h), quindi non comprende la termogenesi indotta dalla dieta.
Il calcolo del BMR può essere calcolato, come detto in precedenza, tramite calorimetria diretta; viene però più di frequente utilizzato un metodo indiretto, ovvero quello che prevede l’utilizzo del Quoziente Respiratorio (Respiratory Quotient o RQ):
RQ = CO2 eliminata O2 consumato
Questo rapporto, infatti, permette di calcolare l’equivalente calorico dell’ossigeno che, nelle condizioni precedentemente descritte, corrisponde a circa 4,8kcal/L.
In media il BMR rappresenta circa i tre quarti del fabbisogno energetico totale di un individuo, ma questo valore può variare in base a:
• Sesso
• Età
• Etnia
• Composizione e massa corporea
• Attività endocrina (specialmente quella tiroidea)
Esempio: neonati e bambini in età pre-infantile presentano BMR fisiologici elevati in rapporto alle loro dimensioni per via della rapida crescita corporea a cui vanno incontro; gli uomini, i quali presentano una massa muscolare tendenzialmente più sviluppata, hanno BMR maggiori rispetto alla controparte femminile; un anziano, il quale perderà gradualmente la propria massa muscolare, presenterà invece un BMR più contenuto.
La differenza media tra due soggetti di sesso opposto ma di pari età e caratteristiche antropologiche simili è di circa il 10% a favore degli uomini, considerando che variazioni maggiori vengono considerate come patologiche.
Vista la complessità del calcolo del BMR, sono state costruite tabelle che permettono di stimare il metabolismo basale utilizzando i dati antropometrici di un soggetto, divise per sesso e fascia d’età (es. adolescenti e adulti).
Termogenesi
Si tratta del processo fisiologico di produzione di calore da parte degli organismi viventi, il quale si libera per effetto delle reazioni biochimiche che avvengono a livello dei tessuti, soprattutto nei processi catabolici ossidativi.
La termogenesi avviene principalmente all’interno dei mitocondri, soprattutto nella membrana mitocondriale degli adipociti del tessuto bruno (anche conosciuto come Grasso Viscerale); la generazione termica viene regolata attraverso meccanismi ormonali, i quali sono prevalentemente controllati dalla tiroide.
Questo fenomeno, presente in modo significativo negli animali omeotermi, viene classificato come:
• Termogenesi associata ad Esercizio Fisico (Exercise-Associated Thermogenesis o EAT)
• Termogenesi non associata ad Esercizio Fisico (Non-Exercise-Associated Thermogenesis o NEAT)
Altri meccanismi non metabolici attuati per mantenere la temperatura corporea costante possono essere il “brivido”: si tratta di “un’attività neuromuscolare consistente in rapide contrazioni asincrone causate da impulsi cerebrali involontari riflessi”. Ma cosa significa? Il cervello, in risposta a stimoli ambientali o interni che comunicano un lieve abbassamento della temperatura corporea, invia segnali di riflesso ai muscoli per far sì che la loro contrazione possa generare calore, utile per ripristinare una temperatura adeguata; questa contrazione, infatti, non genera lavoro muscolare.
Nel Tessuto Adiposo Bruno, invece, avvengono processi termogenici non associati a brivido, chiamato Brown Adipose Tissue Thermogenesis o BAT; questo tessuto, come accennato in precedenza, produce calore tramite i suoi mitocondri, i quali presentano una proteina specifica (Proteina Disaccoppiante-1) che permette il disaccoppiamento del gradiente transmembrana degli elettroni dalla sintesi di ATP, permettendo all’energia derivante dalla respirazione cellulare di dissiparsi sotto forma di calore. Questo meccanismo viene utilizzato in particolar modo da neonati e bambini nella prima infanzia, in quanto non sfruttano il meccanismo del brivido come gli individui adulti.
Termogenesi Indotta dalla Dieta (TEF)
Con questo fenomeno si indica l’aumento della produzione di calore prodotto nell’organismo in seguito all’ingestione di alimenti; si tratta dell’energia che viene spesa per l’utilizzo e lo stoccaggio dei nutrienti introdotti (circa il 10% del TDEE, per una dieta equilibrata). In base alla composizione degli alimenti abbiamo TEF più elevati (alimenti particolarmente proteici) o più contenuti (alimenti glucidici/lipidici). Percentualmente possiamo affermare quanto segue:
• Proteine → Spesa calorica digestiva del 25-30%
• Glucidi → Spesa calorica digestiva del 6-8%
• Lipidi → Spesa calorica digestiva del 3-4%
Esempio: se volessimo ottenere 100kcal derivanti unicamente da una fonte proteica, l’organismo dovrebbe comunque spenderne il 30% circa per digerirle, con un guadagno netto di 70kcal.
Dispendio Energetico per il Lavoro Muscolare (EEA)
Si tratta della componente energetica più dinamica, in quanto si rapporta prevalentemente alla quantità di attività fisica condotta da un individuo. Con tale sigla però si indicano due sottocategorie, ovvero:
• Termogenesi da Esercizio Fisico (Exercise Activity Thermogenesis o EAT)
• Termogenesi da attività non associabile a Esercizio Fisico (Non-Exercise Activity Thermogenesis o NEAT)
La prima, come già detto, è relativa al tempo e all’intensità di svolgimento di attività fisica mirata, quindi qualsiasi tipo di sport; la NEAT, invece, varia in base alle attività quotidiane svolte, come fare le scale, camminare, parlare, stare in piedi, lavorare al PC…
In media l’EEA rappresenta il 15-30% del TEE, ma negli individui più attivi può aumentare notevolmente (anche più di 7000 kcal al giorno!). Per quanto sembri surreale però, anche un’attività quasi automatica e semplice come il parlare ha un suo costo in termini calorici, il quale è stato calcolato (insieme ad altre attività quotidiane), in modo tale da poter stimare il TEE anche di soggetti prevalentemente sedentari e conoscere il dispendio medio di ogni specifica attività lavorativa.
Curiosità: se calcolassimo il lavoro muscolare, di un soggetto obeso e lo comparassimo a quello di un altro soggetto il quale risulti però normopeso, a parità di routine il primo necessiterà di maggior lavoro muscolare, in quanto è costretto a spostare una massa maggiore della controparte. Ciò dimostra che il consumo per le attività quotidiane (NEAT) è maggiore nei soggetti obesi, i quali però presentano un consumo dato da attività fisica dedicata (EAT) spesso pari a zero.
Equivalente Metabolico (MET)
L’Equivalente Metabolico di un’attività fisica (Metabolic Equivalent of Task o MET) è una misura fisiologica che esprime la quantità di energia necessaria per svolgere una determinata attività; è stata ricavata dal seguente rapporto:
Tasso Metabolico Tasso Metabolico Standard
Per Tasso Metabolico si intende il tasso di consumo energetico, mentre il Tasso Metabolico Standard si riferisce al consumo energetico di riferimento in condizione di riposo.
1 MET = 3,5 ml (O2)
kg × min−1 ≅ 1 kcal
I valori di MET variano da 0,9 durante il sonno a 23 durante la corsa a una velocità di circa 22 km/h; può essere perciò considerato come un indice di riferimento dell’intensità di un’attività fisica.
