Scienze Dietetiche: valutazione dello stato di nutrizione e omeostasi energetica

SCIENZE DIETETICHE

PROF. ARTURO PUIJA LEZIONE 5 - 29/03/2023 SBOBINATORI: ALESSANDRO SCHETTINI (1A ORA); SAVERIA PIRAINO (2ª ORA) CONTROLLORE: ROSSANA BORELLI (1-2A ORA) ARGOMENTI TRATTATI: VALUTAZIONE DELLO STATO DI NUTRIZIONE

6 80 Hyperphagia: 5 20 10 70 4 0 A adjusted BMR (% initial BMR) Body weight (kg) -10 60 3 2 50 n = 12 Energy intake (kcal/day x 1000) n=32 Restricted ad. lib. 1 C S12 S24 R12 R20 Semi-starvation Refeeding @ Fleevier 2005 Geiceler & Powere. Human Nutrition

Nella lezione precedente avevamo parlato del rapporto tra le calorie ed il peso, affermando che quando le calorie eccedono il dispendio energetico, l'organismo accumula queste calorie in eccesso sotto forma di tessuto adiposo principalmente e di conseguenza aumenta il peso corporeo di 1 kg ogni 7000 kcal di disequilibrio. Sembrerebbe quasi una regola matematica perché se avessimo un deficit di 7000 kcal perderemmo 1 kg di peso e viceversa se dovessimo avere un accumulo di 7000 kcal avremmo l'aumento di peso.

Esperimento sui soldati della Seconda Guerra Mondiale

Prendiamo in considerazione il seguente esperimento, dove si fa riferimento a soldati entranti in guerra per gli Stati Uniti durante la Seconda guerra mondiale. L'esercito vuole determinare la razione minima possibile di kcal da dare ai propri soldati affinché possano svolgere un idoneo lavoro (Minnesota, 1944).

Il campione in esame risultava essere in normopeso (70 kg), e venne loro ridotto l'intake di energia iniziale (3500 kcal), a 1500 kcal per 12 settimane e poi per altre 12.

Quanto consumano questi soldati al giorno? Per mantenersi in normopeso presupponiamo che loro consumino 3500 kcal. Per 12 settimane gli viene ridotto il quantitativo a 1500 kcal al giorno (3500-2000), mantenendo però fisso il consumo. Così facendo ogni settimana dovrebbero perdere 2 kg e in 12 settimane 24 kg. Così da 70 giungerebbero a 46 kg di peso.

Osservando la slide possiamo vedere che la linea nera continua, che corrisponde alla linea del peso corporeo, passa da 70 Kg a 55 Kg alla dodicesima settimana. Continuando per altre 12 settimane notiamo che hanno perso poco meno di 20kg rispetto ai quasi 50 calcolati per 24 settimane.

Questo ci serve per capire che la regola matematica che abbiamo utilizzato (7000 Kcal= 1Kg) vale fino ad un certo punto.

Domanda studente: "potrebbe dipendere dal fatto che il metabolismo basale dipende dal peso corporeo e ovviamente perdendo peso si è ridotto il loro metabolismo basale?" Risposta: questo è una delle motivazioni ma non giustifica questo enorme divario, perché perdendo qualche kg il metabolismo basale non cambia drammaticamente.

Per cui nel caso dei soldati accade qualcosa che è correlato alla sopravvivenza, in cui l'organismo mette in campo una sorta di resistenza, come nel caso dell'uomo primitivo che non poteva nutrirsi ogni giorno, ma è sopravvissuto nel tempo grazie a questo meccanismo difensivo.

1 1 n = 32 -20Ritornando all'esperimento andiamo ad osservare la linea azzurra tratteggiata, dove possiamo notare che dopo 24 settimane aumentano l'intake energetico a 2500 kcal e di conseguenza aumenta anche il peso, ritornando a circa 60 kg.

Dopo vi è un periodo di 8 settimane in cui i soldati viene permesso di mangiare senza limiti, quindi reagiscono con iperfagia poiché affamati, arrivando ad ingerire anche 6000kcal al giorno. Il peso continua ad aumentare arrivando ad un punto di equilibrio poco sopra quello di partenza e poi deflette in seguito alla ripresa delle 3500 kcal di partenza.

Questo significa che l'introito calorico e i consumi subiscono un controllo da parte di qualche entità che consente la sopravvivenza della specie nei periodi di carestia e riduzione dei pasti.

Il risvolto negativo della medaglia però, è che la stessa cosa si verifica nel nostro organismo, anche nei soggetti obesi, con l'acquisizione di un punto di equilibrio. Per cui, quando noi tendiamo di deflettere questo punto, l'organismo resiste.

Meccanismo di resistenza dell'organismo

Qual è il meccanismo con il quale l'organismo resiste? È rappresentato nella slide dalla linea nera tratteggiata, ovvero c'è una riduzione del metabolismo basale, si riducono i consumi e l'organismo può così resistere per periodi prolungati a regimi impressionanti.

Questo ci fa capire che vi è un controllo dei consumi, anche per questo il contrasto dell'obesità è un compito improbo.

Da qui deriva la necessità di una corretta comunicazione che noi dobbiamo dare ai pazienti per non illuderli, in quanto nei primi tempi vi sarà una perdita pari a tot applicando la regola del 1 kg = 7000kcal, ma a seguire vi sarà una risposta fisiologica che porterà alla perdita di meno di un kg a settimana. È necessario informare di ciò il paziente, perché altrimenti non vedendo gli stessi risultati è portato ad abbandonare il regime dietetico

Un'altra considerazione che dobbiamo fare è associare attività fisica alla dieta, aumentando così il dispendio energetico a fronte del metabolismo basale che si riduce.

Recovery of body weight by rats after a period of caloric restriction [adapted with permission from Mitchel and Keesey (1977)]. 550 RESTRICTION 500 BODY WEIGHT (GRAMS) 450 400} 350 . CONTROL . CONTROL (N .5) . CONTROL - RESTRICTED (N = 5) 300- 0 10 20 40 50 70 DAYS Keesey RE , and Hirvonen M D J. Nutr. 1997-127:1875S-1883S

Omeostasi energetica e sistema nervoso autonomo

Fondamentalmente c'è un'omeostasi energetica controllata dal sistema nervoso autonomo, ma non solo, per cui un deficit energetico porta all'attivazione del sistema parasimpatico con riduzione del dispendio energetico, promozione della funzionalità gastrointestinale, aumenta l'assorbimento, promuove la secrezione di insulina e la sua sensibilità a livello del tessuto adiposo.

Questo è un secondo esperimento analogo su modello animale, dove accade una risposta simile a quella vista in precedenza.

(a) . cure SNS . Adpocyte (b) TG IFA ·promuove glicogenolisi e l'ossidazione degli acidi grassi nel muscolo ·Promuove la lipolisi nel Tess. Adiposo, inibendo il rilascio di insulina Deficit energetico porta all'attivazione del sistema parasimpatico (riflesso vagale): -riduce il dispendio energetico ·promuove funzionalità gastrointestinale, assorbimento .. Omeostasi energetica e S. Nervoso Autonomo Regolazione neuro-ormonale: in risposta ad una riduzione dell'introito calorico, aumenta l' intake di cibo e si riduce la spesa energetica per riportare il corpo in bilancio Eccesso di energia porta all'attivazione del sistema simpatico: -promuove la spesa energetica (aumenta REE) -promuove l'attività fisica spontanea e la termogenesi(TEE) 1 (c) ·promuove la secrezione di insulina e la sua sensibilità a livello del Tess Adisposo e la ripartizione dei substrati verso il TA 2Esistono, quindi, una regolazione di questo bilancio, un controllo centrale della fame e della sazietà ed un controllo del dispendio energetico, con degli specifici meccanismi che sovrintendono questi aspetti.

É legata alla sopravvivenza, che è data sia dall'abilità di procurare cibo che dalla capacità di conservare energie, questa capacità che ha il corpo di adattarsi a momenti in cui si mangia di più o di meno (esempio dell'uomo primitivo).

Il concetto che ci fosse qualcosa di centrale che controllasse la sazietà e la fame, è datata al 1888 quando fu descritto un eccesso di appetito e obesità legati ai tumori dell'ipofisi.

Alternanza nutrizione-digiuno

Alternanza nutrizione-digiuno APPETITO FAME RIPIENEZZA SAZIETA' SAZIETA' SAZIETA' I 8 13 20 24 8 · Appetito: Impulso a nutrisi per soddisfare un piacere. Stimolo Psicologico (esterno) spesso in assenza di fame (edonistico) spesso per particolari tipi di cibo · Fame: Sensazione del bisogno di cibo Stimolo fisiologico (interno) · Ripienezza: Sensazione di interrompere la nutrizione · Sazietà: Sensazione di soddisfazione associata a soppressione della fame Sazietà: sensazione di soddisfazione associata a soppressione della fame che invece è la sensazione del bisogno del cibo (parlare di sensazioni ci fa intendere vi sia un interesse a livello centrale).

Olfatto Tatto Gusto Metaboliti (Glucosio, Chetoni) Fatt psicologici Afferenze neurali (vagali) Sistema cortico limbico Ormoni (Leptina, Insulina, Cortisolo) · Ricerca cibo · Scelta cibo · Inizio Ipotalamo Peptidi intestin. (Grelina, CCK, PYY, GLP1) Ingestione · Fine Ingestione Abbiamo quindi un centro che è l'ipotalamo che ci spinge alla ricerca del cibo, all'ingestione e alla fine dell'ingestione.

Questo centro a sua volta è controllato da tantissimi fattori, come quelli psicologici, la vista, il gusto, l'olfatto ed il tatto (elenca le varie parole presenti nella slide), che influenzano la fame e la sazietà.

Spesso appunto la terapia dell'obesità è un insuccesso, perché sono tanti i meccanismi di resistenza messi in campo, che spesso non si riesce a contrastare.

Sono tanti i segnalatori della sazietà che nascono a partire da tanti organi come l'intestino, il fegato, Sensazione sazietà il pancreas, lo stomaco ecc.

Ipotalamo Ingestione cibo - Sazietà Disponibilità glucosio intracellulare Fame Stimoli socio- cultural intestino Leptina Corpi chetonic Ac. grassi Tess adiposo Riserve proteiche Glicerolo Gluconeogenesi Depositi epatici glicogeno Stimoli vagali Glucosio plasmatico Qui possiamo vedere un circolo che mostra come i nutrienti che arrivano dall'intestino, poi vengono trasformati in prodotti che stimolano la secrezione di alcuni elementi hanno il compito di controllare la fame e la sazietà.

3 Per quanto riguarda l'alternanza nutrizione-digiuno, noi stiamo in una fase di sazietà quasi per tutto il tempo, infatti sono piccoli gli spazi temporali caratterizzati da appetito, fame e ripienezza.

Memoria VistaAPO = Area PreOttica LH = Lateral Hypothalamus DMN = DorsoMedial Nucleus PFH = PeriFornicolal Hypothalamus APO VMH = VentroMedial Hypothalamus LH ARC = Arcuatus Nucleus PVN = ParaVentricular Nucleus DMH PFH VMH ARC PVN Le regioni celebrali che controllano questi segnali sono diverse (il prof legge i vari nuclei).

Anche tramite l'imaging funzionale è stato possibile osservare l'attivazione di parti diverse del nostro encefalo in base al periodo di fame o sazietà.

Centro della fame e della sazietà nell'ipotalamo

Il nostro centro della fame e della sazietà corrisponde all'ipotalamo: -nell'area laterale, mediato dalla dopamina, c'è il centro della fame; -nell'area ventro-mediale, mediato dalla serotonina, c'è il centro della sazietà.

Questi centri vengono a loro volta stimolati e controllati da tutta una serie di fattori bioumorali tra i quali vi sono neurotrasmettitori, ormoni, citochine, neuropeptidi e nutrienti ematici. A loro volta possono essere classificati in Oressigeni se vanno a stimolare la fame e Anoressigeni se vanno a stimolare la sazietà, inibendo la fame.

Neurotrasmettitori

Tra i neurotrasmettitori abbiamo: -Oressigeni: noradrenalina, dopamina, GABA e NO. -Anoressigeni: serotonina.

Ormoni e mediatori

Tra gli ormoni e i mediatori abbiamo: -Oressigeni: Glucorticoidi (uno degli effetti collaterali di una terapia con glucocorticoidi o una delle conseguenze dell'iperfunzione della ghiandola surrenale è l'aumento di peso), Aldosterone e Grelina. -Anoressigeni: Estrogeni, insulina, colecistochinina, GLP-1, PYY, Amilina, Leptina e Resistina.

Citochine

Le citochine sono tutte Anoressigene, motivo per cui durante l'influenza o un'infezione, con il rilascio di citochine viene meno il senso di fame.

Neuropeptidi

Neuropeptidi (slide): in verde gli oressigeni, in rosso gli anoressigeni. - Neuropeptide Y - Grelina - Galanina - Oppioidi - Endocannabinoidi - GHRH - CRH - MCH - Orexina -CART - AGRP - POMC -OXM

Nutrienti ematici

Nutrienti ematici sono tutti anoressigeni e troviamo glucosio, acidi grassi, aminoacidi e corpi chetonici.

Controllo centrale e periferico

Oltre che per tipologia possiamo suddividerli anche in base a dove parte lo stimolo, in quelli che operano un controllo centrale e quelli che operano un controllo periferico.

Controllo centrale: . Serotonina . Neuropeptide Y · Oppioidi . Endocannabinoidi . Orexine . AGRP . CART . POMC

Controllo periferico: Segnali della fame - Grelina · Segnali della sazietà · Leptina - Resistina - Adiponectina - Insulina - Colecistochinina - GLP-1 - PYY - Amilina - Oxintomodulina.

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