Cosa significa avere un metabolismo lento o veloce partendo dal fatto che la definizione tecnica è “complesso di reazioni biochimiche di sintesi (anabolismo) e di degradazione (catabolismo), che si svolgono in ogni organismo vivente e che ne determinano l’accrescimento, il rinnovamento, il mantenimento” ?.
DEFINIZIONE DI METABOLISMO (Wikipedia)
In biologia il metabolismo (dal greco μεταβολή = cambiamento) è il complesso delle reazioni chimiche e fisiche che avvengono in un organismo o in una sua parte, coadiuvate dagli enzimi, finalizzate al funzionamento dello stesso. Molte di queste trasformazioni della materia sono reversibili e sono legate a variazioni della condizione energetica.
Il METABOLISMO si divide in due insiemi di processi:
ANABOLISMO, comprende tutto l’insieme dei processi di ASSIMILAZIONE delle sostanze nutritive, il CATABOLISMO, si riferisce all’insieme dei processi di DISGREGAZIONE della materia vivente. Il consumo calorico totale di un individuo è suddiviso in: BMR (Basal Metabolic Rate o Metabolismo Basale), TID (Termogenesi Indotta dalla Dieta) o ADS (Azione Dinamico Specifica degli Alimenti), LAF (dispendio energetico dell’attività fisica e/o lavorativa).
METABOLISMO: MISURA DIRETTA (Calorimetria) e INDIRETTA
La calorimetria è l’insieme delle tecniche di misurazione delle quantità dicalore cedute o assorbite durante reazioni chimiche, passaggi di stato e altri processi chimici e fisici, ai fini di determinare i calori specifici, le capacità termiche, i calori latenti relativi alle sostanze, ai corpi e ai processi in esame. La calorimetria può essere considerata anche una branca dell’energetica oltre che della termologia; ha avuto inizio con l’esperienza di Joule per la determinazione dell’equivalente meccanico della caloria, esperienza basata sull’accettazione del principio di conservazione dell’energia e della completa equivalenza tra calore e lavoro meccanico.
I dispositivi utilizzati dalla calorimetria per il raggiungimento dei suoi scopi vengono chiamati calorimetri. La Calorimetria diretta ha solo termini storici, perché, a causa della dispendiosità del mantenimento del calorimetro non viene più utilizzata, preferendosi quella indiretta. La calorimetria indiretta è una metodica che misura i gas respiratori: l’ossigeno (O2) di un determinato volume di aria inspirata e l’anidride carbonica prodotta (CO2). L’utilizzo si basa sul fatto che l’energia assunta dall’uomo è sotto forma di energia potenziale, che viene trasformata in energia termica, cinetica e in altra energia chimica potenziale. La calorimetria indiretta permette di valutare la spesa energetica attraverso la misurazione delle variazioni di concentrazione di ossigeno e anidride carbonica nei gas respiratori e di calcolare inoltre l’ossidazione dei substrati energetici (glucidi, lipidi, protidi).
Il soggetto è analizzato in condizioni basali, ovvero a digiuno da circa 12 ore, a riposo termico, meccanico e psichico, potendo così trascurare sia l’energia cinetica che quella chimica potenziale assunta dalla dieta. Calcolando l’energia termica rilasciata si ha un quadro preciso delle calorie utilizzate dal nostro organismo a riposo. Nella calorimetria indiretta si misura, separando l’aria inspirata da quella espirata attraverso uno spirometro, il consumo di O2 e l’emissione di CO2.
METABOLISMO BASALE (BMR):
serve a mantenere le funzioni fisiologiche di base come temperatura, respirazione, circolazione sanguigna, battito cardiaco, in condizioni di riposo assoluto, supino, a digiuno e alla temperatura di 20°C. Al metabolismo basale si riconduce mediamente il 60-75% della spesa calorica giornaliera. È considerato il vero metronomo della nostra salute metabolica e, se sotto il tetto minimo delle 1300 calorie giornaliere e opportunamente incrociato con altri dati, fornirà indicazioni utili alla strategia d’allenamento e d’alimentazione.
L’importanza del metabolismo basale (nel suo orientamento verso il basso) è tale da rappresentare, insieme ad altri, un fattore predittore di malattia nelle donne postmenopausali. Più precisamente, le donne in post menopausa con una scarsa fitness cardiorespiratoria (VO2max <26.87 ml/kg/min), con un alto livello di grasso viscerale stimabile con BIA ACC (>240 cm²) e un metabolismo basale basso (<1238 kcal/al giorno) sono esposte ad un maggior rischio di malattie metaboliche e endocrine, sindrome metabolica, osteoporosi e sarcopenia (J Hum Kinet. 2014).
La sigla MET sta ad indicare l’equivalente metabolico ed è scientificamente definito come un multiplo del metabolismo basale Più precisamente un multiplo del consumo di ossigeno a riposo necessario per mantenere il metabolismo basale che corrisponde a circa 3,5 ml di ossigeno per Kg di peso corporeo ventilato in un minuto. Quindi 1 MET è uguale a 3,5 ml di ossigeno/kg/min. Esprimere il dispendio energetico in MET offre la possibilità di indicare la quantità di kcal che il soggetto utilizza per chilogrammo di peso corporeo per ora, dato che 1 lt di ossigeno ventilato equivale a circa 5 kcal
L’AZIONE TERMOGENICA DEGLI ALIMENTI, o A.D.S. (AzioneDinamico specifica), sono le calorie impiegate per la digestione e l’assorbimento dei cibi. Una dieta mista consumata in regime di equilibrio energetico (le entrate uguali alle uscite) induce una spesa aggiuntiva digestiva che va dal 5 al 15% del BMR (Nutrition & metabolism,2004). E’ convenzionalmente attestato a un 10% del metabolismo basale. Questo valore è frutto della media dell’aumento del metabolismo digestivo indotto dai carboidrati (+5/10%), proteine (+20/30%), grassi (+0/3%) e alcol (+10/30%). Le proteine richiedono un impegno metabolico più elevato rispetto agli altri macronutrienti a causa dell’alto costo della “manodopera” digestiva: deaminazione amminoacidi, sintesi proteica epatica, conversione di alcuni amminoacidi in glucosio.
IL METABOLISMO A RIPOSO è la somma del metabolismo basale e di quello digestivo (A.D.S.).
IL METABOLISMO DEL LAVORO, sono le calorie spese nel corso dell’attività lavorativa. Rappresenta il 10-30% del metabolismo basale.
IL METABOLISMO DELL’ATTIVITÀ FISICA, sono le calorie spese nel corso di un’attività sportiva/ricreativa. Rappresenta il 10-30% del metabolismo basale.
METABOLISMO BASALE, SESSO ED ETÀ: TUTTA QUESTIONE DI MASSA MAGRA. E NON SOLO…
Il metabolismo basale è maggiore nei maschi e diminuisce con l’età. Tutto merito della massa muscolare, dotata di un elevato indice di spesa calorica. In realtà non solo i muscoli sono delle centrali brucia calorie. Tutta la parte “magra” del corpo è attiva. Per essere precisi, ciò che è metabolicamente attivo (produce energia e scambia ossigeno) è la massa magra, se utilizziamo il metodo bicompartimentale o la BCM (Body Cellular Mass) se utilizziamo il metodo tricompartimentale.
Il grasso è materia quasi inerte sotto il profilo della spesa calorica (ma è molto vivace nella produzione di molecole e ormoni). Gli si attribuisce una spesa di sole 4.5 cal/kg/die. Di tutt’altro profilo metabolico i muscoli, il cervello e gli altri organi interni: il cuore (300 gr nell’uomo e 250 nella donna) e i reni (150 gr negli uomini e 135 nelle donne) spendono 400 Kcal/kg/die; il cervello 240 Kcal/kg/die (peso tra 1,3 e 1,6 kg); il fegato 200 Kcal/kg/die (peso circa 2 kg), il muscolo 13 Kcal/kg/die. In un individuo adulto sano il fegato, il cervello, il cuore e i reni rappresentano il 6% del peso corporeo e sono responsabili del 60-70% del BMR, mentre la massa muscolare (35-40% del peso corporeo) incide per il 18-20% circa (Burstzein et al., 1989).
Come i muscoli, anche il cervello si prende una fetta importante di BMR, il 18-20%, ma rappresenta solo il 2% della massa corporea. Tolti gli organi interni su cui non possiamo agire, resta la massa muscolare, la vera titolare dei mutamenti indicativi del nostro metabolismo e sul cui declino possiamo mettere un freno a mano. A onor di cronaca, pare che anche la perdita di massa del cervello contribuisca al calo del BMR con l’età (Eur J Clin Nutr. 2000). Al netto delle differenze tra uomo e donna, dove l’uomo ha mediamente più massa muscolare delle donne e dunque un BMR più alto del 5-10% in media (Mc Ardle e colleghi), l’età, lo stress e la sedentarietà possono giocare un ruolo cruciale nel lasciare per strada chili di massa muscolare e il metabolismo sarà il primo a pagarne le spese. Due revisioni di studi pubblicate nel 2010 su Nutrition e su Aging Research Reviews mettono in dubbio l’ipotesi del calo del metabolismo di riposo (RMR) età dipendente correlato solo alla perdita della massa magra. Si ipotizza che esso possa collegarsi anche alla diminuzione della massa dei singoli organi
e non solo alla variazione della composizione corporea. Le ricerche indicano in una diminuzione media del 10-20% della massa di cervello, ossa, reni, fegato e muscoli tra i 20 e gli 80 anni. Con un dato drammatico relativo alla milza che fa registrare un 38% di variazione nel periodo indicato. L’unico a registrare un aumento di massa è il cuore (misurato all’altezza del ventricolo sinistro) con un +10%.
Per gli studiosi di Nutrition il calo della massa magra sarebbe solo una conseguenza del ridotto metabolismo degli organi. La conclusione è arrivata anche grazie a comparazioni tra il BMR di giovani e anziani con i dovuti aggiustamenti sulla FFM. Molte prove suggeriscono che al calo del BMR contribuisca anche la perdita di Na+,K+ e ATPasi (Aging Research Reviews, 2010). In aggiunta, con l’età diminuisce la sintesi proteica, anche in risposta ad una integrazione di amminoacidi essenziali (Katsanos et al., 2006). Tra le possibili cause, la diminuzione di testosterone, ormone collegato alla sintesi delle catene di miosina pesante.
METABOLISMO, MASSA MUSCOLARE, FORZA ED ETÀ
L’invecchiamento è associato a una riduzione progressiva del volume del muscolo (Lexell et al. 1988) e una concomitante riduzione della forza (Grimby & Saltin, 1983; Young et al. 1985; Vandervoort & McComas, 1986; Frontera et al. 1991). Tra i 20 e i 30 anni forza e muscoli sono al loro massimo sviluppo, mentre il peso corporeo come valore assoluto aumenta tra i 25 e i 45 anni, principalmente a causa della sedentarietà e di una alimentazione scorretta. Dopo i 45 anni il peso si stabilizza per 10-15 anni per poi cominciare a calare, malgrado un aumento della massa grassa, per le perdite di calcio dalle ossa, ma, soprattutto, per la perdita di massa muscolare. La tendenza ad ingrassare non è un fenomeno tipicamente senile, ma parte già all’età di 20 anni.
Finché la produzione di GH rimane alta, fino all’adolescenza, il metabolismo si mantiene elevato, poiché c’è sempre crescita del tessuto muscolare, anche in assenza di allenamento. Dopo i vent’anni, se non si mantiene allenata la massa muscolare, si assiste a una sua diminuzione inesorabile e quindi a un calo del tasso metabolico a riposo. Quest’ultimo stimato nell’1-2% ogni decade (Ageing Research Reviews, 2010). Altri studi ci dicono che in un sedentario il calo della massa muscolare si possa aggirare intorno ai 450 grammi all’anno, che si traduce in una diminuzione dello 0,5% del metabolismo annuale. Il tasso di declino della massa muscolare non è significativo fino a 45 anni, ma dopo questo abbrivio il processo avanza a lunghi passi: a 50 anni molte persone hanno già perso circa il 50% della loro massa muscolare e a 70 anni avranno perso circa il 70%. La perdita di forza segue quello della massa muscolare (soprattutto le fibre di tipo II degli arti inferiori), magari in proporzioni anche maggiori. Tant’è che se svitare il tappo di un vasetto avvitato piuttosto duramente riesce facilmente al 92% degli uomini e delle donne tra i 40 e i 60 anni, dopo i 60 anni la percentuale di successo cala paurosamente finché, tra i 71 e gli 80 anni, solo il 32% riesce ad aprire il vasetto stesso. Questa sostanziosa perdita di massa, forza e funzionalità muscolare legata all’invecchiamento e all’inattività fisica si traduce nel calo del metabolismo.
METABOLISMO: DONNE E ANZIANI SEMPRE PENALIZZATI?
Il mito che il metabolismo basale sia sempre più basso nell’anziano o nella donna è però da sconfessare. Esistono anziani con buona e altri con scarsa massa muscolare, donne con buon trofismo muscolare, altre che nonostante i massaggi, le vibrazioni e le creme “tonificanti” sono ipotoniche e “vuote”. Mantenersi fisicamente attivi farà la differenza. La riduzione di massa e forza muscolare legati all’età sono frutto della concorrenza di due fattori: l’atrofia delle cellule muscolari e la riduzione dell’attività fisica giornaliera (Katch e Mc Ardle). Per frenare la perdita di massa muscolare possiamo mettere in gioco un potente anticorpo: l’attività fisica. Tant’è che soggetti giovani e di mezza età ben allenati in prove di resistenza con simile massa grassa hanno lo stesso metabolismo basale (Meredith, 1987). Soggetti anziani sottoposti ad allenamenti di forza o di resistenza hanno dimostrato di promuovere il metabolismo basale dall’8 al 10% (Katch e Mc Ardle). Numerosi studi hanno suggerito un’associazione tra i livelli di attività fisica e BMR. Infatti, Poehlman e colleghi (Eur J Clin Nutr. 2000) hanno dimostrato che il BMR negli anziani attivi è del 6% più alto degli anziani inattivi quando è normalizzato sulla FFM.
L’ALLENAMENTO CON I PESI è il migliore antidoto contro la patologica perdita di massa muscolare (e di BMR) legata all’età, alla menopausa e all’inattività in generale. In tal senso non è altrettanto efficace l’allenamento aerobico (Curr Sports Med Rep. 2010). Anche le cellule satelliti dell’anziano rispondono allo stimolo di “danno”, “portando all’origine di una nuova fibra che risponde a stimoli ossidativi, vitali per crescere” (G. Montanari). Dunque l’anzianità non è più un alibi, visti anche gli straordinari risultati che l’allenamento muscolare ha prodotto su persone anziane e molto anziane: soggetti sani tra i 60 e i 72 anni sono stati allenati per 12 settimane con un programma di pesi e un carico dell’80% di 1RM. Al termine del programma la forza dei flessori della coscia è aumentata del 107%, quella degli estensori della coscia 227%. L’area dei quadricipiti si è giovata di un 9.3% in più con un incremento omogeneo sia delle fibre di tipo I che di tipo II. All’aumento di forza è corrisposto un significativo aumento della massa muscolare (J Appl Physiol, 1985). E il metabolismo ha ringraziato.
I benefici dell’allenamento con i pesi sulla massa muscolare (e dunque sul metabolismo) degli anziani sono stati testimoniati da un’infinità di studi successivi che hanno visto la luce sulle migliori riviste mediche del settore:
• Acta Physiol Scand., 2001 (i muscoli e dunque il metabolismo delle donne anziane crescono più degli uomini anziani sottoposti ad allenamento con i pesi).
• Med Sci Sports Exerc. 2009, Med Sci Sports Exerc. 2007 (l’allenamento con i pesi consigliato per la salute degli anziani dall’American College of Sports and Medicine e dall’American Heart Association AHA).
• Sports Med. 2004 (negli anziani i pesi migliorano forza e massa muscolare probabilmente per un meccanismo di reclutamento delle cellule satellite in aiuto della crescita delle miofibrille mature. Ne guadagnano la composizione corporea e la spesa energetica).
Tra gli autori più noti che hanno dimostrato come l’allenamento con i sovraccarichi sia un’arma efficace per contrastare l’atrofia muscolare, il calo della forza e del metabolismo, troviamo: Frontera et al. 1988; Fiatarone et al. 1990; Charette et al. 1991; Welle et al. 1996.
IL METABOLISMO A PROVA DI DIETA STRETTA
Cercare di uccellare la fisiologia attraverso diete molto strette è pura illusione. Che siate grassi o magri e a prescindere dal regime alimentare precedente di fronte ad una grave restrizione calorica l’organismo mette in atto dei severi sistemi di difesa. Uno di questi è il rallentamento del metabolismo (Elliot; Leibel; Molé). Fino al 45%. Obiettivo del risparmio energetico? Fare fronte alla perdita di massa corporea. Quando il taglio calorico è netto, all’inizio la perdita di peso è proporzionale. Poi la perdita di peso tira il freno a mano e non è più prevedibile sulla base del semplice calcolo del deficit calorico. Un datato, quanto attuale studio effettuato su obesi e pubblicato da “The Lancet” nel 1969 ha osservato come dei soggetti obesi, transumati dalle loro abituali 3.500 kcal quotidiane a 450 kcal abbiano, sì, perso peso e ridotto il metabolismo, ma in una proporzione nettamente a favore del calo del metabolismo. Mangiavano poco e consumavano pochissimo. Per autodifesa. Un elemento che ha giocato a favore dell’abbandono delle diete troppo restrittive.
Formule per la stima del BMR:
IL METABOLISMO CALCOLATO CON LA BILANCIA
La formula più semplice è calcolata solo sulla base del peso corporeo. Può essere un inizio, per chi non ha altro.
1 Kcal x 24 h x peso corporeo (uomini)
0,9 Kcal x 24 h x peso corporeo (donne)
IL METABOLISMO CALCOLATO CON METRO, BILANCIA ED ETÀ
Harris & Benedict e risale al 1919
Uomini BMR = 66,4730 + (13.7156 x peso corporeo) + (5.033x altezza) – (6.775 x età)
Donne BMR = 65.0955 + (9.463 x peso corporeo) + (1.8496 x altezza) – (4.6756 x età)
Questa formula è più accurata della precedente perché accorpa la variabile dell’età.
IL METABOLISMO ALLA PROVA DEL PLICOMETRO
Grande & Keys: BMR = massa magra x 1.3 x 24 h
Katch & Mc Ardle: BMR = (massa magra x 21.6) + 370
Come visto il metabolismo è influenzato da molti fattori. Ma, alla prova pratica, l’unica arma che abbiamo a disposizione è quella di aumentare il dispendio calorico giornaliero e di aumentare la massa muscolare. Alla domanda iniziale risponderemo che il METABOLISMO è la velocità con cui il nostro corpo brucia le calorie per soddisfare i suoi bisogni vitali.
ACCELERARE il METABOLISMO significa AUMENTARE i bisogni vitali del corpo, INCREMENTARE il dispendio energetico e AUMENTARE la muscolatura.
Articolo tratto in parte dal volume Alimentazione & Composizione Corporea 2.0 di Suardi Claudio e Paternò Orazio