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termogenesi indotta dalla dieta e termogenesi adattativaTermogenesi, termogenesi indotta dalla dieta e controllo del peso

La termogenesi è il processo attraverso il quale l’organismo produce calore. Essa si compone di una parte obbligatoria e una parte facoltativa (termogenesi adattativa).
La termogenesi obbligatoria costituisce il 50% del metabolismo basale ed è implicata nella produzione di calore per mantenere la temperatura del corpo costante  a 37° e nei processi digestivi e di assorbimento  degli alimenti (termogenesi indotta dalla dieta).
La termogenesi adattativa o facoltativa, al contrario, è  un processo che viene indotto dagli stimoli esterni, in particolare dal freddo e dall’assunzione di cibo.I maggiori organi predisposti alla produzione termogenica sono il tessuto adiposo bruno, il muscolo e il fegato. Per fare ciò parte dell’energia  assunta attraverso l’alimentazione (in particolare i lipidi) viene convertita in calore attraverso particolari organelli presenti nelle cellule: i mitocondri. Il calore prodotto dai mitocondri passa poi nel sangue per arrivare a tutto il corpo.

TERMOGENESI FACOLTATIVA (ADATTATIVA)
La termogenesi adattativa è sotto il controllo del sistema nervoso simpatico che attraverso alcuni ormoni come le catecolammine (in particolare la noradrenalina) prodotti dalle surrenali e dal muscolo, inducono l’aumento della produzione di calore. Il muscolo e il fegato hanno un ruolo predominante in questo meccanismo, ma interviene anche in piccola parte anche il tessuto adiposo bruno che nell’uomo adulto è poco rappresentato (circa 700 grammi) rispetto al comune grasso corporeo (tessuto adiposo bianco). Esso di trova nelle zone di grasso perirenale, pericervicale e sovraclavicolare, e del cuore, ma rappresenta circa il 14% del metabolismo basale. Tale processo è differente dalla produzione di calore tramite il brivido che viene messo in atto solo in particolari momenti e solo dal muscolo.
Quando la temperatura scende al di sotto dei 19° oppure viene assunto un pasto, viene attivata la produzione di calore da parte degli organi predisposti. I lipidi presenti nelle cellule passano all’interno dei mitocondri. Qui vengono ossidati in sostanze ancora più piccole e attraverso proteine specifiche UCP viene prodotto calore che poi entrerà nel sangue per arrivare in tutto il corpo. Tale processo viene mediato e permesso grazie gli ormoni tiroidei.
Negli ultimi anni interessanti ricerche hanno dimostrato che il tessuto adiposo bruno che in condizioni normali è poco rappresentato nell’uomo, sotto stimoli esterni è capace di aumentare il suo volume. In particolare si è visto che in alcuni parte del corpo il tessuto adiposo bianco è capace di trasformarsi in  tessuto adiposo bruno aumentando la capacità di produrre calore.
Questo processo sembra essere essenziale per mantenere il peso corporeo costante. Infatti attraverso la termogenesi adattativa  l’organismo permetta di bruciare grasso e calorie. Da queste ricerche si è anche evidenziato che le persone in normopeso, hanno una maggiore efficienza termogenica, mentre negli obesi lo sviluppo di calore attraverso questo processo è minore. Gli obesi avendo una maggiore quantità di tessuto adiposo bianco (quello che serve come deposito di grasso) utilizzano questo grasso come isolante termico e pertanto non vi è bisogno di sviluppare una maggiore quantità di calore. In alcuni casi la presenza di varianti geniche potrebbe anche spiegare la minore efficienza della termogenesi nel mantenere costante il peso corporeo.
A livello epidemiologico si è visto che gli attuali ambienti di vita sono estremamente termoneutrali e ciò non permette di produrre quel surplus di energia ad effetto termogenico che permetterebbe un maggiore dispendio energetico.
Numerosi molecole sono state proposte per attivare questo processo, e dunque aumentare il metabolismo termo genico. L’ultima molecola è stata la sibutramina che aumentava la disponibilità di noradrenalina. È stata eliminata dal commercio nel 2010 in quanto a pari dell’efedrina (che meccanismo di azione simile) determinava una maggiore incidenza di tachicardie e problemi cardiovascolari. Tali molecole infatti vanno ad attivare recettori implicati nell’ossidazione dei grassi e dunque nella loro trasformazione in calore, ma tali recettori sono presenti anche nelle cellule del cuore e nel sistema cardiovascolare.

TERMOGENESI INDOTTA DALLA DIETA (TID)
L’effetto termico del cibo è definita come la quantità di energia spesa per la digestione degli alimenti. Essa è composta da 2 componenti una termogenesi fissa e una facoltativa. La termogenesi fissa è l’energia che spende l’organismo per l’assorbimento e l’utilizzazione degli alimenti. Essa dipende molto dal tipo di cibo assunto. I carboidrati hanno un effetto termico del 7%, i lipidi 3%, mentre le proteine possono arrivare anche al 35%. In media per un pasto completo l’effetto termico del cibo è del 10%. Di questo 10% l’8% rappresenta la parte obbligatoria, mentre l’altro 2% dalla parte facoltativa. Un pasto a base di sola carne induce un effetto termico del 30% del valore calorico del pasto. Ciò è dovuto oltre al lavoro necessario per sostenere la digestione, anche alla spesa energetica del fegato impegnato nella sintesi proteica e nella trasformazione delle proteine in glucosio.
La termogenesi facoltativa, invece è data dalla spesa energetica dovuta all’attivazione del sistema nervoso simpatico in seguito all’ingestione di un pasto. Tale tipo di processo viene avviato dalla secrezione di insulina che a cascata permette la produzione del sistema nervoso simpatico e dunque delle catecolammine.

TERMOGENESI E RESTRIZIONE CALORICA
In un percorso dietetico si assiste ad una rapida diminuzione del peso corporeo e ad una successiva fase di dimagrimento molto lento quasi estenuante. Questa seconda fase è molto critica, per qualsiasi programma di dimagrimento, in quanto il paziente si stanca di non ottenere risultati e, sconfitto, riprende l’alimentazione abituale, a volte anche in modo eccessivo, recuperando il peso perduto molto velocemente. Questo meccanismo, in termini scientifici è definito “effetto yo-yo” in quanto, dopo un rapido calo ponderale, si assiste ad un altrettanto rapido aumento di peso. Nella maggior parte dei casi il paziente cercherà di rimettersi a dieta per raggiungere il peso desiderato. A prescindere dai fattori psicologici che inducono a rompere una dieta e a riprendere l’alimentazione precedente, poche persone sanno che, durante le fasi di restrizione alimentare, l’organismo si adatta e cambia la sua efficienza metabolica cercando inoltre di risparmiare energia attraverso una diminuzione del metabolismo basale, dell’energia cellulare, e diminuendo la velocità di ricostruzione dei tessuti. È come se l’organismo rallentasse tutte le sue attività per risparmiare e per non soccombere alla mancanza di cibo.
Nel 1950 Keys e i suoi collaboratori (per intenderci lo studioso della dieta mediterranea) studiarono gli effetti del semidigiuno prolungato e della successiva ri-alimentazione su obiettori di coscienza durante la seconda guerra mondiale. Essi notarono che nella fase di rialimentazione, quando il grasso corporeo era recuperato al 100%, il ripristino della massa magra era ancora al 40%. Questi risultati portarono a descrivere l’accumulo preferenziale di grasso come “obesità post-digiuno”. Cinquant’anni più tardi questi risultati
furono confermati da Weyer anche nell’anoressia e nelle patologie ipermetaboliche. Il lento recupero della massa magra era addebitato o ad un inadeguato introito proteico o di altri nutrienti necessari oppure significava che la quantità di cibo assunto era energeticamente superiore alle richieste dell’organismo. In effetti si vide che questo meccanismo si ripresentava puntualmente anche con diete bilanciate, con giusto apporto di proteine o con diete a basso contenuto di grassi. Queste evidenze sperimentali portano a capire che esiste uno slittamento dell’organismo verso una maggiore efficienza metabolica nei momenti di restrizione che permette, però poi il recupero di grasso a discapito della massa magra nella fase di ri-alimentazione. Qual è la causa? È la termogenesi adattativa a svolgere un ruolo cruciale in questo meccanismo.
Cosa accade, dunque, nella fase di restrizione e nella successiva fase di rialimentazione?
Fino a qualche tempo fa si pensava che il rallentamento del dimagrimento durante una dieta fosse dovuto alla perdita di massa magra e dunque al rallentamento del metabolismo. In effetti, il rallentamento del metabolismo è proporzionale alla perdita di massa magra, per cui perdendo peso è naturale avere un metabolismo più basso. La differenza sta nella soppressione della termogenesi adattativa. Nello stato di semidigiuno caratteristico delle diete ipocaloriche, l’organismo si adatta diminuendo la termogenesi, eliminando dunque quella fonte di dispendio energetico che permette un maggior calo ponderale (spesso accade che nelle diete si senta freddo). La conseguenza è che il dimagrimento si ferma. Successivamente, durante la fase di ri-alimentazione, la termogenesi sotto il controllo del sistema nervoso simpatico viene riattivata velocemente per produrre calore, in modo che gli organi rispondano velocemente agli stimoli stressogeni, tuttavia rimane ancora soppressa un altro tipo di termogenesi, caratteristica del muscolo scheletrico, definita termogenesi adiposo-specifica, che dipende dalle riserve di tessuto adiposo. Questa termogenesi è un segnale inviato al muscolo per non attivare la sintesi delle proteine (processo energeticamente molto costoso) e dunque rallentare la ricostituzione di massa magra. L’aspetto negativo è che il metabolismo rimane ancora allo stadio di semidigiuno e dunque ancora inefficiente per supportare una rialimentazione eccessiva. Solo quando le riserve di grasso sono recuperate al 100% inizia la ricostituzione del muscolo e la sintesi di proteine. Questo significa che aumenta la probabilità di riprendere i chili persi e oltre. Inoltre in questa fase vi è una maggiore incidenza di rischio ipertensivo e stati di insulino- resistenza caratteristici del diabete.
L’argomento ha ancora molti punti da approfondire, ma sicuramente pone le basi per un approccio diverso rispetto alle diete fortemente ipocaloriche, approccio che riveda sia l’aspetto metabolico sia l’aspetto nutrizionale nella terapia dell’obesità.

AUMENTARE LA TERMOGENESI
Esistono diversi modi per aumentare la termogenesi a vari livelli.
Farmacologicamente,alcuni composti a base di tè verde e caffeina sono capaci di aumentare la disponibilità di noradrenalina e dunque l’aumento della lipolisi per la produzione di calore. Altri prodotti simili sono a base di capsaicina, molecola estratta dal peperoncino. Gli effetti collaterali come al solito sono ipertensione e tachicardia.
Dietologicamente, le diete iperproteiche determinano un aumento della termogenesi indotta dalla dieta. Tale dieta permette una maggiore velocità di dimagrimento in quanto l’organismo spende maggiore energia per digerire le proteine. D’altro canto questa tipo di dieta deve essere seguita per poche settimane, in quanto a lungo termine le proteine determinano un sovraccarico del fegato e del rene determinando un forte stato di ritenzione idrica e nei casi più seri danni epatici e renali.

Una importante raccomandazione è quella di mantenere la temperatura ambiente durante l'inverno minore si 19 gradi.
Una buona norma per mantenere in salute la termogenesi è quella di dare un giorno di alimentazione libera nelle diete ipocaloriche. Gli obesi possono trarre giovamento dalla termogenesi tramite una mezz’ora di cammino dopo i pasti.

Metabolismo basale

Metabolismo per attività

Bibliografia:
Segal KR, Gutin B. “thermic effects of food and exercise in lean andobese women”. Metabolism 1983; 32:581
Dulloo et al. International Journal of Obesity 2001 522-529