CALORIMETRIA INDIRETTA

La Calorimetria indiretta rappresenta il gold standard, ovvero la tecnica di riferimento per la misura della spesa energetica. Grazie ad uno strumento molto sofisticato è possibile valutare in modo diretto, senza estrapolazioni da formule matematiche, il cosiddetto metabolismo a riposo e quindi le calorie necessarie per il funzionamento dei vari organi del nostro corpo, come il cuore, il fegato il rene, il cervello.

Si rende perciò indispensabile per la formulazione di una dietoterapia personalizzata.

Il fabbisogno energetico del proprio corpo dipende da molti fattori quali il sesso, l’età, l’altezza, il peso, lo stato di salute, le eventuali terapie, lo stile di vita e quindi il tipo di alimentazione e l’attività fisica. Esso è estremamente variabile da soggetto a soggetto e ricavarlo da formule predittive, come purtroppo si continua a fare in molta pratica ambulatoriale, comporta un errore grossolano e spesso molto sensibile nella determinazione della spesa energetica dell’individuo.

Il parametro del metabolismo a riposo, rappresentando anche il 60-70% del Dispendio Energetico Totale nell’intera giornata, ed essendo un dato fondamentale nella costruzione di un percorso nutrizionale personalizzato, risulta essere troppo importante e decisivo per essere semplicemente stimato mediante equazioni predittive così approssimative. Deve essere misurato, soprattutto in certi soggetti dove è presumibile uno scostamento sensibile dai valori attesi.

Così è ormai diventato un esame imprescindibile per valutare l’adeguatezza dell’alimentazione, sia in condizioni di salute ad esempio negli sportivi, che in condizioni di disturbi i più vari.

Le indicazioni per sottoporsi alla calorimetria indiretta interessano tutte le età e sono molteplici i fattori che lo influenzano, tra cui:

  • Sovrappeso e obesità;
  • Diabete mellito di tipo 1 e di tipo 2, iperinsulinemia;
  • Ipercolesterolemie e/o ipertrigliceridemie;
  • Disturbi endocrini come ipo- e iper-tiroidismo; altri fattori ormonali;
  • Disturbi del comportamento alimentare come anoressia e bulimia;
  • Disturbi respiratori come le broncopneumopatie croniche ostruttive;
  • Sindrome delle Apnee notturne;
  • Sindromi iperandrogeniche, irsutismo;
  • Difetti della crescita;
  • Utilizzo di farmaci (i sedativi diminuiscono il metabolismo basale, gli stimolanti lo aumentano): le formule predittive non ne tengono conto;
  • Quando non è possibile o risulta difficile stimare il metabolismo del soggetto con altre metodiche (es. Bioimpedenziometria), per esempio nelle donne in gravidanza o nei bambini;
  • Quando si ha il sospetto che vi sia un blocco del metabolismo, non evidenziabile con altre metodiche; ad esempio perché c’è un blocco del dimagrimento o una lenta perdita di peso; il blocco metabolico è frequente in casi dove ci siano state diete molto restrittive in passato e problemi ormonali come la tiroide;
  • Nei soggetti in sottopeso che hanno la sensazione di avere un metabolismo troppo veloce;
  • Massa muscolare (2 soggetti con uguale peso (90 Kg) ma con massa muscolare molto diversa, uno muscoloso e zero grasso, l’altro molto grasso con pochissimi muscoli, avranno metabolismi completamente diversi): le formule predittive, valutando solo il peso, li considerano uguali dal punto di vista metabolico;
  • Nello sportivo in genere;
  • In tutti i casi si richieda una misura accurata del metabolismo basale finalizzata all’elaborazione di una dieta.

In questi casi l’unico strumento capace di misurare realmente il metabolismo è la calorimetria indiretta. Da questa misurazione vengono estrapolati dati molto importanti sullo stato di salute del metabolismo e come procedere per ottenere gli obiettivi che ci siamo prefissati.

 


 
 

Preparazione al test della Calorimetria:

  • Essere in condizioni di DIGIUNO di almeno 4-6 ore. L’ideale sarebbe al mattino dopo digiuno notturno
  • In ogni caso, mai prima di 4 ore dopo un pasto (è possibile bere acqua 1,5-2 ore prima)
  • No caffè, bevande di altro tipo, né integratori nelle 4-6 ore precedenti il test
  • Aspettare almeno 4 ore da un esercizio fisico moderato e almeno 12 ore da un esercizio fisico intenso (evitare di arrivare in studio di corsa e trafelati)
  • Il test si svolgerà in condizioni di riposo, comodità, rilassati, distesi, ma svegli; e comunque non deve muovere braccia o gambe durante il test; occorre mantenere un ambiente tranquillo e una temperatura ambientale confortevole
  • Evitare anche sedute fisioterapiche, terapie respiratorie che includano medicinali prima dell’esecuzione del test
  • Durata: non più di 20 minuti, utili per ottenere una misura stabile (i primi 5 minuti di test andranno scartati)
  • Evitare una condizione di alterazione della temperatura corporea (febbre, etc.)
  • È sconsigliato anche fumare nelle 4 ore precedenti il test (un po’ di pazienza!)
  • Devono essere rimossi tutti i fattori che possono provocare stress fisici e/o mentali
  • Pazienti che richiedono emodialisi non devono essere testati durante il periodo di terapia
  • Deve essere annotato qualsiasi medicinale, stimolante o antidepressivo assunto dal paziente
  • I primi 5 minuti del test saranno scartati dal calcolo del RMR

 

 

La metodica

Si basa sul principio che i processi ossidativi metabolici richiedono un determinato consumo di O2. Noto il coefficiente termico dell’02 in condizioni basali (4,825 Kcal/l) e misurata la quantità utilizzata in un determinato periodo di tempo è possibile misurare la spesa energetica dell’individuo.

Il quoziente respiratorio

Il rapporto tra quantità di anidride carbonica prodotta e quantità di ossigeno consumato è noto come quoziente respiratorio (QR) e varia a seconda del substrato energetico che viene ossidato.  Quindi il valore del QR fornisce una stima dei substrati utilizzati dal soggetto durante la misurazione; vale a dire, ci dice se il tuo corpo sta bruciando carboidrati, grassi, o un mix di entrambi.

QR per i carboidrati = 1,00

QR per i lipidi = 0,707

QR per le proteine = 0,809

 

Conoscere questo valore collegato direttamente al metabolismo è importante per avere un quadro migliore e definire un programma alimentare personalizzato.

 

 

Perché le formule predittive non sono adeguate?

Affermare, come ho fatto, che le equazioni predittive non sono attendibili per la valutazione del metabolismo a riposo di un soggetto, va spiegato.

L’REE, ossia il Metabolismo a riposo, può essere attualmente stimata attraverso l’utilizzo di numerose formule predittive (circa 200), variabili in funzione della tipologia di soggetti presi in esame (età, sesso, peso, patologie,…). Ecco alcune tra le più usate:

  • Harris-Benedict: pubblicata agli inizi del secolo scorso (risale al 1919), è ancora oggi la più conosciuta e applicata. Ricavata da un campione di 239 volontari sani (136 M, 103 F), normopeso, di cui 16 atleti, di età compresa tra 15 e 73 anni, è l’equazione che ha subìto più studi di validazione, dimostrando un errore di sovrastima sistematico variabile dal 5 al 15%.

È stata oggetto di numerose critiche, per non avere incluso nel suo campione soggetti obesi e individui di fasce di età estreme (< 15 e > 73 anni); in effetti il campione considerato riflette una popolazione profondamente diversa dalla odierna: meno sedentaria, con un’alimentazione meno ricca di grassi e diversa anche etnicamente dalla attuale.

  • Fleisch: lo studio (del 1951) ha effettuato un’analisi retrospettiva di 24 lavori, includendo così un campione molto numeroso, ma non ben definito. Le equazioni che ne sono derivate includono tra le variabili la superficie corporea (BSA) e sono state suddivise per classi di età.
  • Schofield-FAO/WHO/UNU-LARN (FAO-LARN): anche il lavoro di Schofield et al. è ottenuto da una rianalisi di dati della letteratura; il campione studiato è estremamente numeroso, 7173 soggetti (4809 M, 2364 F) sottopeso e normopeso, di tutte le età, per la metà costituito da giovani italiani tra i 18 e i 30 anni, in prevalenza militari e minatori. La commissione di esperti FAO/WHO/UNU ha elaborato equazioni per predire l’REE sulla base del peso corporeo e specifiche per sesso ed età: queste equazioni risultano suddivise per sesso e per 6 classi di età. Nell’anziano i dati sono stati completati con studi italiani e le classi di età sono state ulteriormente ampliate.
  • Owen: le formule, pubblicate tra il 1986 e il 1987, sono state ricavate misurando l’REE con calorimetria indiretta da un campione di 104 soggetti di età compresa tra 18 e 82 anni, 60 maschi e 44 femmine di cui 8 atlete, analizzate separatamente; il campione, peraltro non particolarmente numeroso, includeva oltre ai normopeso anche un 30% di soggetti obesi (range BMI 18-59 kg/m2).
  • Mifflin: sono tra le più recenti, del 1990, e ottenute anch’esse misurando l’REE con calorimetria indiretta da un campione numeroso di 501 soggetti (251 M e 247 F), di età compresa tra 19 e 78 anni, uniformemente distribuiti in normopeso (129 M e 135 F) e obesi (122 M e 112 F) (BMI medio 26,5, range 80-180% peso ideale).

A tutt’oggi queste equazioni sono di ampio uso clinico, in particolare quella di Harris-Benedict, che, nonostante sia stata sviluppata quasi cent’anni fa, è ancora la più nota e applicata anche nei soggetti obesi. Tuttavia, nel corso degli anni le caratteristiche morfologiche delle popolazioni cambiano, così come la loro composizione corporea. Pertanto equazioni sviluppate da popolazioni del secolo scorso, potrebbero non essere più attendibili sulla popolazione di oggi.

Anche la loro applicabilità in soggetti che presentano caratteristiche morfologiche diverse da quelle della popolazione generale, quali per esempio i gravi obesi, è stata criticata.

Considerando che il fattore maggiormente determinante l’REE è la massa magra, e che nei soggetti obesi la ripartizione massa magra/massa grassa è differente rispetto a quella dei soggetti normali, è naturale chiedersi se le comuni equazioni predittive, che includono la misura del peso in toto, siano le più appropriate, specie nei casi di obesità morbigena. I gravi obesi sono soggetti che presentano valori di peso notevolmente elevati, ma anche marcate differenze nella ripartizione percentuale delle due principali componenti corporee: massa magra e massa grassa.

Altri fattori che contribuiscono ad alimentare riserve sulla validità delle equazioni derivano innanzitutto dalle differenze nelle metodiche utilizzate dai vari autori per la rilevazione dell’REE, effettuata da alcuni con metodo calorimetrico mentre da altri con rianalisi di dati della letteratura.

Ulteriori riserve emergono infine dalla valutazione comparativa della tipologia delle casistiche dei diversi studi che differiscono per numero di individui, fasce di età considerate, ripartizioni fra i sessi, livello di attività fisica, presenza o meno di individui obesi. In parole povere, se un’equazione predittiva può essere più o meno accettabile per una specifica popolazione di soggetti (ad esempio i normopeso) non lo è per altre categorie di persone (ad esempio gli obesi); e così via, ogni equazione ha il suo “ideale” di applicazione nei confronti di specifiche categorie di persone. Ma la pratica ambulatoriale prevede di confrontarsi con tutte le categorie di persone, quindi ogni volta andrebbe usata l’equazione che meglio si adatta a quella specifica categoria di persona. Arriva l’obeso, uso l’equazione X che sbaglia un po’ meno; arriva l’anziano, uso l’equazione Y che ha un errore più accettabile; e così via via…..permettetemi di dire: un casino!

Faccio un esempio per meglio spiegare cosa si intenda quando una specifica formula predittiva commette un errore più o meno del 10% rispetto ad una misurazione diretta di un parametro:

prendiamo 100 persone, a cui fare un vestito, su misura, per un’occasione speciale. Il vestito deve essere il più adatto a quelle persone. Dei 100 individui, ammettiamo che:

  • 40 sono alti circa 170 cm
  • 20 sono alti circa 180 cm
  • 20 sono alti circa 160 cm
  • 7 sono alti circa 185 cm
  • 7 sono alti circa 155 cm
  • 3 sono alti circa 190 cm
  • 2 sono alti circa 150 cm
  • 1 è alto 200 cm

Ma il sarto non ha un metro e non ha nemmeno la possibilità di vedere ogni singolo individuo: però stima la “media” dell’altezza di questa popolazione, cioè circa 180 cm. In realtà la media vera sarebbe 170 cm, ma appunto, come per le equazioni predittive, c’è già qui un errore iniziale, piccolo, apparentemente trascurabile, almeno per la popolazione generale, come errore medio può essere accettabile, tra 170 cm e 180 cm in fondo non c’è tutta questa differenza, o no? Io credo che invece l’errore non è accettabile: innanzitutto perché ogni singolo individuo ha bisogno di quell’abito “per un’occasione speciale”, quindi anche un piccolo errore, in questi casi, è un grande errore: ai ben 40 soggetti alti 170 cm il vestito andrà abbondante, non faranno una bellissima figura. Ma pensiamo a ogni singolo soggetto di quella popolazione; pensiamo, ad esempio, a quello alto 200 cm: sarà contento? E quelli alti 160 cm o addirittura 150 cm? Non credo che per loro si possa parlare di “errore accettabile”. Per concludere l’esempio, ciò che per la popolazione generale è un errore “accettabile”, “marginale”, per il singolo soggetto, per il singolo individuo può risultare un errore che fa la differenza tra un successo e un insuccesso, tra un raggiungere gli obiettivi e non raggiungerli. Certo, il Biologo Nutrizionista che non si avvale della misurazione diretta del metabolismo a riposo attraverso la calorimetria indiretta, generalmente, ai vari controlli ricorre ai ripari quando vede che le cose vanno male, se è bravo ci mette una toppa; ma voglio ricordare che il metabolismo basale non è fisso nel tempo, cristallizzato ad un dato valore; ma cambia, varia nel tempo, il alto o in basso, e non è sempre facile prevedere dove sta andando: quindi la corsa al “rimediare all’errore commesso in partenza” potrebbe farsi affannosa, e condurre il paziente a scoraggiarsi, perdere fiducia, abbandonare il percorso.

 

Quindi, uscendo dall’esempio, e tornando a ciò che ci interessa, si può affermare che il punto fondamentale che spesso viene ignorato (non so quanto in buona fede) da chi non ha la Calorimetria nel proprio studio e ne sminuisce il suo valore, è che quell’errore del 10% (spesso maggiore) è un errore MEDIO!!! Vale a dire che le equazioni predicono un valore del metabolismo sbagliando MEDIAMENTE del 10%. Infatti, se andate a consultare tutti gli studi su PubMed sull’argomento, oppure banalmente fate una ricerca in rete, c’è da mettersi le mani nei capelli: l’errore nel SINGOLO INDIVIDUO può arrivare a valori molto lontani da quelli previsti con le formule (soprattutto se si è usata una formula non adatta a quello specifico soggetto). Quindi, si può avere il caso di un soggetto verso il quale si stima con la formula un metabolismo anche di 800 Kcal in meno, oppure in più, di quello reale: secondo voi è un errore trascurabile?

Aggiungo io, in uno studio nutrizionale, dove spesso si fanno anche test “spillasoldi” come quelli per le intolleranze alimentari, i test genetici, i mineralogrammi, e altre amenità del genere (chiedo scusa a nome della categoria se tra di essi, a volte, ci sono anche Biologi), insomma in uno studio nutrizionale dove il metabolismo di una persona è un dato quantomeno significativo, così, banalmente, forse un tantino importante (secondo me più del peso corporeo), dare numeri a caso non mi sembra molto professionale: andreste voi da un ginecologo che non ha un ecografo e vi comunica il sesso di vostro figlio al quinto mese di gravidanza in base alla forma della pancia di vostra moglie o magari in base a formule predittive? Io no, non ci andrei. Andreste da un oculista che non ha uno strumento per misurarvi la vista in modo perfetto ma comunicandovi che siete miopi perché strizzate gli occhi per leggere da lontano? Andreste da un cardiologo privo di sfigmomanometro?

 

Per maggiori informazioni sulla Calorimetria CONTATTAMI