Sei a dieta e non dimagrisci ? è colpa di un termostato del cervello

Molte volte può succedere che i nostri sforzi in fatto di dieta non vengano premiati. Seguiamo meticolosamente le istruzioni del nostro medico eppure i risultati non arrivano. Come può accadere? Da a una ricerca condotta dall’Università di Cambridge ciò potrebbe accadere dal fatto che a fronte di una riduzione delle risorse disponibili il nostro organismo si tutela innescando meccanismi di sopravvivenza, ovvero nel caso specifico compensa bruciando meno calorie.

I ricercatori hanno individuato un gruppo di neuroni nell’ipotalamo, i cosiddetti Agrp o “neuroni della fame”. La sigla sta per agouti-related neuropeptid. In pratica quando vengono attivati, aumentano il senso dell’appetito ma se le risorse disponibili sono scarse, ci fanno risparmiare energia e quindi impediscono o comunque limitano la perdita di peso.

IL BILANCIO ENERGETICO

Per bilancio energetico s’intende la differenza fra l’energia introdotta con gli alimenti e l’energia consumata. Quando queste componenti sono equivalenti non si ha aumento del peso corporeo. In accordo con i principi della termodinamica, in particolare dalla prima legge, espressa con la semplice equazione; in un sistema chiuso: Energia introdotta – Energia utilizzata = Energia accumulata. In generale, il bilancio energetico è influenzato e/o regolato a livelli molteplici: oltre che da fattori psicologici e culturali che possono alterare l’equilibrio energetico in senso sia positivo che negativo (bulimia da ansia, anoressia in alcuni soggetti depressi), certamente diversi ormoni e vie di regolazione neuronale sono importanti per determinarlo, questi non sono alternativi, ma sono due livelli diversi per guardare questo fenomeno, è pressoché ovvio che fattori psicologici agiranno per attivare specifiche vie nervose. Fattori “volontari” nella bilancia energetica e quindi apparentemente semplici da modificare, ma in realtà tutt’altro che facili da ottenere sono: l’assunzione di cibo e l’attività fisica.

Fattori che influenzano l’ assunzione di cibo. L’assunzione del cibo è regolata a livello Ipotalamico, in risposta a una moltitudine di segnali di varia origine, che innescano le ben note “sensazioni” di: – Fame, intesa come bisogno di cibo. – Appetito, quale desiderio di un particolare cibo. – Pienezza, fine del bisogno di assunzione di cibo. – Sazietà, mancanza della fame. Sensazione prolungata, che determina l’intervallo fra un pasto e l’altro. Il controllo dell’assunzione alimentare opera in base ad una complessa rete di segnali raccolti a livello periferico (tessuto adiposo, intestino, stomaco, fegato), elaborati a livello ipotalamico, ed integrati a livello corticale, che si traducono in atteggiamenti e comportamenti indirizzati all’assunzione o non assunzione di cibo. L’ipotalamo fra le sue funzioni, ha quella di vigilare sul centro della fame e sul centro della sazietà, in modo che essi lavorino in accordo tra loro ed in modo complessivamente utile all’organismo. Questo centro, non ben definito dal punto di vista anatomico, è definito “adipostato” .

Omeostasi L’ Omeostasi corporea mantiene costanti le condizioni chimico – fisiche interne anche al variare delle condizioni esterne. Essa si estende a molteplici componenti tra cui l’equilibrio idrico, quello salino, il mantenimento della glicemia, e altro. Dal punto di vista energetico, l’omeostasi dipende dall’equilibrio fra l’apporto calorico e il dispendio energetico operato dall’organismo, incluso l’accumulo di energia in forma di deposito.

L’apporto dei nutrienti I nutrienti contenuti negli alimenti, siano essi aminoacidi, sali minerali, vitamine, grassi o zuccheri, non sono mai totalmente utilizzati dall’organismo per le sue attività di mantenimento ed accrescimento. Solo una percentuale del contenuto totale viene utilizzata dall’organismo, tale percentuale è denominata “biodisponibilità”, il quale indica la quantità di nutriente (rispetto al contenuto totale nell’alimento) che viene assorbita e veicolata nel sito d’azione, dove si rende disponibile per svolgere specifiche funzioni. L’apporto calorico è invece ottenuto dall’introito alimentare, esprimendo il valore energetico degli alimenti in calorie. Nel metabolismo energetico si usa generalmente la grande caloria o kilocaloria (kCal) o il kilojoule (kJ). In linea di massima, il fabbisogno calorico giornaliero per un individuo adulto che svolge attività lavorativa e/o attività fisica moderata è stimabile in circa 2.400- 2600 calorie giornaliere, ripartite fra carboidrati, proteine , lipidi. Le componenti alimentari sono distinte in macronutrienti, micronutrienti e fibre. I macronutrienti sono: – I carboidrati detti anche glucidi, servono soprattutto a fornire energia; i carboidrati contenuti negli alimenti, possono essere monosaccaridi o polisaccaridi. Questi ultimi, attraverso i processi digestivi, vengono scissi in piccole molecole di zucchero; a livello intestinale queste molecole vengono assorbiti, ossia passano nel sangue portale, il quale le trasporta al fegato. I glicidi che vengono in modo regolato dimessi dal fegato, potranno arrivare alle altri parti dell’organismo, tra cui i muscoli. L’origine dei carboidrati è di solito vegetale. I cibi più noti che li contengono sono il pane, la pasta, il riso, le patate, i legumi e la frutta. Il loro valore energetico è di 3,75 kcal per grammo.

Le proteine (4 kcal per grammo), sono costituite da catene di molecole elementari, gli aminoacidi, legate le une alle altre. La digestione rompe questi legami in modo da consentire l’assorbimento di peptoni e frammenti più piccoli a livello intestinale e conseguente passaggio nel sangue portale e quindi periferico. Gli aminoacidi così assorbiti servono fondamentalmente per costruire le nostre proprie molecole proteiche. I muscoli, ad esempio, sono costituiti se si eccettua l’acqua, soprattutto da proteine legate al meccanismo di contrazione. Le proteine vengono fabbricate utilizzando gli aminoacidi che provengono dagli alimenti e si può affermare che tutte le proteine dell’organismo vengano continuamente rinnovate e riparate. Per questo motivo l’individuo necessita quotidianamente di assunzione proteica dagli alimenti per rendere costante questo lavoro di “manutenzione”. L’origine delle proteine può essere sia animale che vegetale: vengono però considerate nutritivamente “migliori” quelle di origine animale, per il fatto che contengono i diversi aminoacidi in proporzioni più simili a quelle che servono all’organismo per produrre le proteine. Gli aminoacidi si differenziano fra loro in una ventina di tipi diversi, fra i quali è utile menzionare l’aminoacido tirosina: esso infatti, è sede di modificazione (tironina) e iodinazione per la biosintesi degli ormoni tiroidei, ovvero, funge da precursore delle catecolamine (dopamina, noradrenalina e adrenalina). Le carni, i formaggi e il latte hanno notevoli contenuti proteici. Sono anche i legumi anche se in percentuale di contenuto proteico minore.

I lipidi (9,3 kcal per grammo), sono composti insolubili in acqua. Quasi tutti i lipidi presenti nel corpo umano e utilizzati come fonte energetica sono derivati dagli acidi grassi e costituiti da lunghe catene idrocarburiche. I lipidi servono soprattutto a fornire energia, rappresentando la sorgente più concentrata (calorie per grammo) a differenza dei carboidrati e delle proteine. La loro origine è sia d’origine vegetale, come ad esempio gli oli, che di origine animale, come ad esempio il burro e lo strutto. Le problematiche derivanti dall’accumulo eccessivo del grasso sono legate oltre che all’aumentato peso corporeo, a patologie correlate nelle sindromi metaboliche. Per citare alcuni esempi: le prostaglandine svolgono funzioni simili a quelle degli ormoni, dal punto di vista chimico, sono acidi grassi, solubili nella componente lipidica del corpo umano. Si trovano in particolare nella prostata e nel liquido seminale, ma, sia pure a concentrazioni diverse, sono localizzate nella maggior parte dei tessuti. La mielina che è una guaina che circonda la maggior parte delle fibre nervose, permettendo la trasmissione dell’impulso nervoso all’interno del nostro corpo è composta per circa il 70% da lipidi. I lipidi si dividono in tre classi principali: 1. Lipidi di riserva, quali ad esempio i trigliceridi.

Tramite l’esterificazione, che è una reazione di condensazione che libera acqua, si forma il trigliceride quale classico lipide di riserva, quando poi gli acidi grassi verranno utilizzati nel metabolismo, questo subirà una reazione, inversa, di idrolisi, che libererà i tre acidi grassi e il glicerolo, il quale verranno immessi in circolo assorbiti dalle cellule e metabolizzati in siti e metabolismi diversi. Per esempio il sito metabolico e la via metabolica dove viene metabolizzato l’acido grasso, è la matrice mitocondriale e la β ossidazione. Il glicerolo invece è sito nel citoplasma, entra nella seconda fase della glicolisi, essendo una molecola a tre atomi di carbonio e il glucosio a sei atomi di carbonio, nella prima fase avviene l’attivazione, nella seconda fase entrano due spezzoni a tre atomi di carbonio, il glicerolo viene ossidato, passa nella seconda fase della glicolisi e poi segue il suo percorso Nel digiuno prolungato l’apporto del glicerolo diventa importante: esso viene utilizzato nella gluconeogenesi epatica. Questo è un processo metabolico mediante il quale, in caso di necessità dovuta ad una carenza di glucosio nel flusso ematico, un composto non glucidico viene convertito in glucosio, seguendo sostanzialmente le tappe inverse delle glicolisi. Si può così produrre glucosio a partire oltre che dal glicerolo anche dal piruvato, dal lattato, e dagli aminoacidi. 2. Lipidi di membrana, quali i fosfolipidi e sfingolipidi 3.lipidi steroidei, come il colesterolo, che è anche precursore di tutti gli altri steroli e steroidi. Anche gli ormoni sessuali originano dai lipidi steroidei.

I Microutrienti: – Le vitamine: sono molecole che l’organismo non è in grado di fabbricarsi da solo; esse devono essere assunte già pronte; hanno funzioni diverse e possono essere distinte in: idrosolubili (solubili in acqua), quali: B1, B2, B6, B12, C, acido folico, H, e liposolubili (solubili nei lipidi), quali: A, D, E, K. La carenza di vitamine porta a diverse malattie, quali ad esempio lo scorbuto per mancanza di vitamina “C” o il rachitismo in mancanza di vitamina “D”. – Le fibre: sono sostanze che si trovano nei cibi d’origine vegetale. Esse non sono digerite dal momento che nel nostro tubo digerente non esistono enzimi capaci di assimilarle; attraversano quindi tutto l’intestino come tali e vengono eliminate con le feci. Sono importantissime per combattere la stitichezza. – i minerali: essi sono indispensabili per una moltitudine di funzioni dell’organismo, e svolgono tre funzioni principali: 1. Provvedono alla struttura e alla formazione di ossa e denti. 2. Dal punto di vista funzionale aiutano a mantenere il normale ritmo cardiaco, la contrazione muscolare, la conduzione nervosa, e il bilancio acido – base nel corpo. 3. Regolano il metabolismo delle cellule, diventando parte di enzimi e ormoni che modulano l’attività cellulare. Per citare alcuni minerali: lo iodio, quale costituente degli ormoni tiroidei, accumulato nella tiroide stessa, è presente in alimenti quali: pesci, uova, sale marino e molte verdure. Il sodio, il potassio e il cloruro, sono nel complesso chiamati elettroliti, si trovano nel corpo sotto forma di particelle cariche elettricamente (ioni). Il sodio e il cloro rappresentano i minerali principali presenti nel plasma sanguigno e nei fluidi extracellulari. Gli elettroliti modulano lo scambio di fluidi tra i vari comparti del corpo, permettendo un ben regolato scambio di sostanze nutrienti e di rifiuto tra la cellula e l’ambiente esterno. Mentre il sodio è presente nel sale comune, il cloro fa parte di alcuni cibi contenenti sale, sia in alcuni vegetali e la frutta. La funzione più importante degli ioni sodio e potassio riguarda il loro ruolo nello stabilire il giusto gradiente elettrico attraverso le membrane cellulari. La differenza dal punto di vista elettrico tra l’interno della cellula e il suo esterno, permette, ad esempio, la trasmissione degli impulsi nervosi, la stimolazione e l’azione dei muscoli ed anche il giusto funzionamento delle ghiandole. Inoltre, gli elettroliti regolano le proprietà acido-base dei fluidi corporei, in particolare del sangue.

Il calcio è il minerale che si trova più abbondantemente nel corpo dove si combina con il fosforo per formare ossa e denti. Nella forma ionizzata, il calcio svolge azione importante nell’attività muscolare, nella coagulazione sanguigna, nella trasmissione degli impulsi nervosi, nell’attivazione di numerosi enzimi, nella sintesi del calcitriolo (forma attiva della vitamina D), e nel trasporto di fluidi attraverso le membrane cellulari. Negli alimenti, il calcio si trova prevalentemente nel latte e i suoi derivati e nei legumi secchi. Il magnesio è contenuto in circa 300 enzimi coinvolti nella regolazione dei processi metabolici. Esso stesso, svolge un ruolo importante nel metabolismo del glucosio, nella sintesi delle proteine e dei lipidi e contribuisce a al buon funzionamento dell’apparato neuromuscolare. Insieme ai già citati sodio e potassio, il magnesio agisce anch’esso come elottrolita, partecipando al mantenimento della pressione sanguigna. Negli alimenti esso si trova nei vegetali a foglia verde, nei legumi e nei cereali interi. Minerali da citare sono inoltre il ferro, lo zolfo, il rame, ed altri.

Il dispendio energetico Esso ha più componenti: – Metabolismo Basale (MB): è il quantitativo energetico necessario per svolgere le attività vitali di base a riposo, in assenza di sforzi fisici, digestivi o emozionali, mantenendo la temperatura corporea a 37°C. Ciò in una situazione isotermica (senza variazioni di temperatura), ovvero con temperatura ambiente tale che non c’è bisogno di spendere energia né per scaldare né per raffreddare l’organismo. – Esigenze energetiche maggiori a quelle basali che richiedono utilizzo di energia per combattere le malattie, ad esempio la febbre. Oppure, energia spesa per mantenere la temperatura corporea costante adattandola alle variazioni climatiche, se fa caldo o fa freddo, il consumo cambia, inoltre il bisogno energetico per fare attività fisica. – Termogenesi indotta dalla dieta: quantitativo energetico speso in risposta all’assunzione degli alimenti (secrezione, biosintesi, assorbimento). Varia per la quantità e la qualità degli alimenti con il loro potere dinamico specifico, durante la digestione gli alimenti in quanto tali, possono essi stessi.

Tessuto adiposo. L’eccedenza fra energia introdotta ed non utilizzata si raccoglie e si accumula in tessuto adiposo. Il tessuto adiposo è oggetto di particolare studio come conseguenza dell’emergere dell’ obesità come un serio problema sanitario. In anni recenti è risultato chiaro che l’adipocita (cellula), svolge importanti ruoli di segnalazione e regolazione energetica e metabolica. L‘Adipocita o cellula adiposa, è l’unita morfo – funzionale del tessuto adiposo. Conoscerlo è cruciale per capire la fisiopatologia dell’obesità e delle malattie metaboliche. Per secoli, esso fu solo oggetto di invidia di coloro che cibo poco né avevano. Il tessuto adiposo è stato considerato solo come sede d’ accumulo di energia. In contrapposizione ad una storia secolare in cui la ricchezza di adipociti costituiva un fattore determinante per la sopravvivenza, l’aumento dell’obesità negli ultimi 30 anni ha contribuito a rendergli un’immagine negativa, soprattutto presso i media. Le due decadi scorse, tuttavia, hanno visto un’onda di interesse scientifico verso queste cellule, alimentata in parte dalle preoccupazioni circa l’obesità stessa e le relative conseguenze metaboliche, ed in parte dal riconoscimento che gli adipociti hanno un importante ruolo nei processi omeostatici. Infatti, essi risultano coinvolti nel controllo alimentare, nella risposta immunitaria, nel controllo della pressione sanguigna, nella regolazione della massa ossea, nell’emostasi, nella funzione riproduttiva e nella regolazione della tiroide (se c’è poca energia disponibile, la leptina è bassa, la tiroide si spegne). Questi ultimi processi sono regolati principalmente attraverso la sintesi ed il rilascio di ormoni peptidici dagli adipociti. Gli adipociti liberano peraltro nella circolazione acidi grassi, i quali sono usati come combustibile dalla maggior parte degli organi, quando le riserve di “glicogeno” ed epatico e/o muscolare stanno calando e quindi la glicemia tende a scendere. Anche se la maggior parte degli organismi multicellulari hanno cellule che accumulano energia eccedente, gli adipociti si sono evoluti per rispondere a questo bisogno, sin dai tempi dei primi vertebrati. I mammiferi, gli uccelli, i rettili, gli anfibi e alcuni tipi di pesci hanno cellule identificabili come adipociti, anche se la disposizione anatomica del tessuto grasso varia considerevolmente fra le specie. Ci sono parecchi depositi distinti all’interno delle strutture e cavità del corpo: alcuni depositi adiposi circondano ad esempio il cuore e altri organi: alcuni di questi sono noti come deposito di grasso viscerale, in particolare in rapporto con l’intestino. L’aumentare della massa di tessuto adiposo si correla clinicamente ad un aumento di frequenza di rischio per alcune malattie, quali l’obesità, il diabete di tipo II e malattie cardiovascolari . Il tessuto adiposo, tra l’altro, sintetizza e libera l’ormone leptina. La leptina è una piccola proteina che si sposta attraverso il sangue fino a penetrare nel sistema nervoso centrale, grazie ad un apposito sistema di trasporto attraverso la barriera ematoencefalica: qui agisce sui recettori presenti in diversi neuroni dell’ipotalamo per spegnere la fame, indurre la sazietà e dare il consenso funzionale ad altri meccanismi neuroendocrini Come già accennato in precedenza, l’ipotalamo svolge un compito di controllo alimentare, vigilando sul centro della fame e sul centro della sazietà, in modo che essi lavorino in accordo tra loro ed in modo complessivamente utile all’organismo. Questo centro è definito adipostato, il quale agirebbe stimolando il centro della fame e/o inibendo quello della sazietà, a seconda che le riserve di grasso 14 diminuiscano o viceversa aumentino, in modo da far sì che il peso corporeo rimanga costante nel tempo. L’adipostato agisce in base a stimoli che provengono dalla periferia, per esempio lo stomaco o lo stesso tessuto adiposo, ed è in grado di distinguere anche tra un certo tipo di alimenti e altri, ragion per cui può stimolare in modo differenziato la ricerca di carboidrati o di proteine. L’adipostato non solo regola i cicli brevi, cioè l’alternarsi di fame e sazietà, ma anche cicli più lunghi e, in pratica, tende a mantenere la stabilità dell’organismo attorno a un certo peso (setpoint): di fronte a una drastica riduzione del cibo, per esempio, può ridurre il consumo di energia.

Tessuto adiposo bianco Il suo ruolo principale è quello di accumulare gli acidi grassi sotto forma di trigliceridi, ma anche di secernere alcune sostanze ad azione ormonale (leptina). La cellula si presenta occupata quasi totalmente occupata da un vacuolo lipidico (LV), in cui sono accumulati i trigliceridi, mentre gli altri organi cellulari, Mitocondri (M) e il Nucleo (N) si presentano schiacciati nella periferia della cellula, queste cellule sono poco vascolarizzate ed innervate.

Tessuto adiposo bruno Nei mammiferi, il suo ruolo principale è di essere cellula metabolicamente attiva, cioè in grado di produrre calore. Il nucleo si trova centralmente, mentre il resto della cellula è occupata da piccoli vacuoli lipidici e mitocondri. Nelle membrane mitocondriali è presente l’UCP1, una proteina disaccoppiante, in grado di disperdere in calore l’energia ottenuta dall’ ossidazione degli acidi grassi presenti. In altre parole è responsabile della produzione di calore. Per contrapposto, altri tessuti, in particolare il muscolo contengono un’altra proteina diversa e disaccoppiante: l’UCP3. L’attività muscolare di tipo endurance tende a farla diminuire, aumentando l’efficienza energetica del lavoro muscolare. In generale le proteine disaccoppianti sfruttano il flusso di protoni che tornano sulla matrice mitocondirale per produrre calore, l’energia viene dissipata sotto questa forma. Il grasso bruno è particolarmente rappresentato alla nascita ma poi tende a diminuire con l’età in quanto viene sostituito da quello bianco. La cellula adiposa bruna è particolarmente innervata dal sistema nervoso autonomo simpatico e almeno secondo alcuni anche nel parasimpatico: dall’ipotalamo si va nel tronco encefalico, dove abitano i neuroni premotori, questi proiettano al midollo spinale, nel il tratto toraco – lombare, (colonna intermedio – laterale), ai neuroni pregangliari, infine questi proiettano ai gangli para o pre – vertebrali, fanno sinapsi con i neuroni dei gangli, e da qui i neuroni postgangliari, arrivano al grasso bruno, per stimolarne rispettivamente l’attività termogenica (produzione di calore), e la sua diffusione nel corpo. Tra i neuroni premotori, parrebbero essere separati quelli che proiettano al cuore, determinando la risposta cardio acceleratoria, da quelli che danno termogenesi nel tessuto adiposo bruno, come sopra

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