Quante calorie sono necessarie per ingrassare di un kg? Molte di più di quelle che pensiamo (versione estesa)

Questa è la versione un po’ più tecnica dell’articolo scritto con Abril Gonzales Campos per il Fatto Alimentare 

Un errore piuttosto diffuso nel campo della nutrizione riguarda le calorie che sarebbero necessarie per aumentare di 1 kg il peso corporeo.

In corsi di alta specializzazione nel campo dell’ obesità come pure in trattati di nutrizione è ricorrente l’esempio di quante calorie siano necessarie al giorno per accumulare un kg di peso corporeo: “basta avere un bilancio calorico positivo di 30 kcal al giorno e questo si traduce in un anno in 1 kg di peso corporeo in eccesso”.

Questo concetto a volte viene male interpretato anche da parte di alcuni divulgatori nel campo della nutrizione che banalizzano il messaggio  e così scrivono: “immaginiamo che un individuo di 20 anni con un consumo medio di 2000 Kcal al giorno, assuma 2040 Kcal al giorno per 20 anni…40 Kcal medie in più al giorno fanno 210 Kcal settimanali, 840 mensili e 10080 annuali. Anche nell’improbabile caso che il nostro metabolismo non si abbassi in 20 anni … a 40 anni ci ritroviamo con una 30ina di kg in più”.

Dove sta l’errore? Nel pensare che le calorie contenute in un kg di peso in eccesso, volgarmente detto “grasso”, siano le stesse sia che le introduciamo sia che le perdiamo, come se riempissimo o svuotassimo una bottiglia di acqua.

Fortunatamente per noi le cose non stanno così, altrimenti il problema obesità  nella nostra società sarebbe ben più grave di quello che è.

Ma torniamo all’esempio del blogger sopra citato: facciamo finta che i calcoli siano esatti, anche se non è così, e prendiamo per buone le 10080 kcal all’anno per 20 anni = 201600 kcal che darebbero un incremento ponderale di circa 30 kg. Quindi per crescere di 1 kg di grasso sarebbero necessarie (201600/30) solo 6720 kcal! In realtà questo non è corretto.

In un individuo obeso, un kg “di grasso” in più ha effettivamente 7000 kcal (in media e formato da un 75% di grasso (9 kcal/g) e un 25 % di massa magra a sua volta costituita per un 75% da acqua e un 25% da proteine (4 Kcal/g) (1). Quindi se abbiamo un deficit calorico di 7000 kcal perdiamo effettivamente un kg di peso. Ma non è vero il contrario e cioè che per aumentare di un kg in eccesso siano necessarie solo 7000 kcal.

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Non esistono delle “macchine biologiche” con una efficienza del 100%, cioè 100 calorie entrano con il cibo e 100 calorie vengono immagazzinate sotto forma di grasso e muscoli. Anche un’automobile perde gran parte dell’energia del carburante (oltre il 70%) durante la combustione, sotto forma di calore, quindi ha un rendimento energetico inferiore al 30%. Una cosa analoga avviene nell’uomo con il cibo.

In adulti che mantengono costante il loro peso corporeo, durante la digestione da cibo a energia (ATP), l’energia chimica contenuta negli alimenti viene in gran parte dissipata sotto forma di calore: oltre il 50 % per inefficienza biochimica! L’energia ottenuta (ATP) poi viene utilizzata  per l’integrità strutturale e chimica del corpo, per lavoro interno (cervello, cuore, fegato e reni) e lavoro esterno (attività fisica). (2) Ciò significa dal punto di vista teorico che sono necessarie almeno 14000 kcal di cibo per ottenere 7000 calorie sotto forma di energia pronta (ATP).  Questo è la teoria, la pratica è un po’ diversa e la vediamo ora in due interessanti studi di iperalimentazione.

La digestione, assorbimento e stoccaggio dell’energia, richiede energia che viene definita come Termic Effect of Food (TEF). Una persona che salta un pasto o fa digiuno non può beneficiare di questo dispendio calorico aggiuntivo che può aumentare la spesa energetica anche del 10% dopo un pasto (da un 7% a un 10% delle calorie contenute all’interno di un pasto) (3).

Nel primo studio Sims EAH et al hanno alimentato in eccesso 19 carcerati del Vermont, non obesi, per 250 giorni con un incremento ponderare medio di 16 kg. Il loro dispendio calorico totale prima dell’intervento era di circa 4000 kcal al giorno e sono stati alimentati con una dieta di circa 7000 kcal (+3000 kcal al giorno). Per crescere di un kg “di grasso” in media hanno dovuto assumere ben 47.000 kcal (3000 kcal x 250 giorni/ 16 kg = 47.000 kcal).  La resa energetica è stata solo del 15 %: a causa di un aumento delle calorie necessarie per la digestione (TEF),  per un incremento sia del metabolismo basale a riposo (consumo da parte del cervello, cuore, fegato, reni e muscoli) che dell’energia richiesta per muovere un corpo più pesante e per altri fattori endocrini (4).

Levine JA et al, in uno studio molto accurato e più recente, hanno somministrato a 16 volontari non obesi per 8 settimane esattamente 1000 kcal in più rispetto al dispendio calorico che ciascuno aveva (5). Risultato: la crescita minima è stata di solo 1,4 kg, quella massima di 7,2 kg. Come mai questa grande differenza? In media sono cresciuti di 4,7 kg, solo 400 delle 1000 kcal giornaliere erano state accumulate sotto forma di grasso, 1 kg di peso in più ha richiesto (1000 kcal x 56 giorni / 4,7 kg = meno di 12.000 kcal). Era aumentato sia il metabolismo basale  di 80 kcal (BMR) che è il consumo calorico giornaliero obbligato che ha il nostro corpo quando rimane immobile in un letto per 24 ore; il dispendio calorico per la digestione di circa 136 kcal (TEF): d’altronde più cibo deve essere digerito e maggiore è la necessità di energia per trasformarlo. Un soggetto, per crescere di un solo kg (che contiene 7000 kcal), ha  dovuto assumere ben 40.000 kcal, il soggetto invece che ha accumulato il cibo con maggiore efficienza ha richiesto solo 7777 kcal per 1 kg di peso!

La dieta seguita da questi soggetti, che consumavano molto meno dei carcerati del Vermont, era (40% delle calorie da carboidrati, 40% grassi e 20% proteine) quindi una alimentazione ad alta densità calorica ove è più facile introdurre più calorie per unità di peso di cibo assunto. Infatti più grassi abbiamo in un modello alimentare (9 kcal/gr) e maggior quantità di calorie riusciamo a introdurre mangiando (proteine e carboidrati hanno circa 4 kcal/gr).

Cosa sarebbe successo se avessimo somministrato una dieta più vicina alla dieta mediterranea con un 55-65% delle calorie da carboidrati complessi, e solo un 15-25% di calorie da grassi? Avremmo avuto bisogno di ancora più calorie per crescere di 1 kg di peso! Questo perché alcuni studi evidenziano che l’efficienza (rendimento energetico) di conversione dell’energia degli alimenti varia da un 75 ad un 85% nel caso dei carboidrati (in corso di iperalimentazione con un eccesso del 50% delle calorie necessarie), ad un 90-95% nel caso di grassi. (6) In media l’efficienza di accumulo di nutrienti in eccesso va da un 60 a un 90% delle calorie ingerite. (7-8)

Quali considerazioni possiamo trarre da questi studi?

1) Per ingrassare di un kg di peso ci vogliono ben oltre le 7 mila kcal in esso contenute! Aumentare di peso non è così facile come sembra perché gli esseri viventi modulano il loro dispendio calorico: se si mangia poco si entra in una modalità di risparmio, se si mangia troppo si tende a dissipare energia.

2) Con sole 40 calorie in più al giorno è impossibile ingrassare di 30 kg in 20 anni! Anzi è praticamente impossibile ingrassare! Un individuo che cresce di peso aumenta subito il suo metabolismo basale e dispendio calorico totale passando da 2.000 a 2.040 kcal al giorno e la sua crescita ponderale immediatamente si arresta.

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Per crescere di peso ulteriormente dobbiamo mantenere costante il bilancio calorico positivo di +40 kcal al giorno. Cioè all’aumentare del peso e quindi delle calorie consumate è necessario aumentare progressivamente anche le entrate caloriche e le +40 kcal in eccesso iniziali dovranno aumentare a 50-60-70… 100… 500… 1.000 per coprire il maggiore dispendio calorico dovuto all’incremento di peso. Infatti un individuo obeso consuma molte più calorie (3.500-4.000 kcal/giorno) di un soggetto normopeso (2.200-2.500 kcal/giorno).

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3) Crescere di peso non è così facile come sembra, poiché il nostro corpo tende a mantenere un suo equilibrio che si oppone ai cambiamenti: se si mangia poco si entra in una modalità di risparmio, se si mangia troppo si tende a dissipare energia. E nello studio di Levine la voce che più ha inciso nel dispendio calorico è il cosiddetto NEAT (Non Exercise Activiry Thermogenesis) ovvero un incremento INVOLONTARIO del movimento sotto forma di gesticolazione o “fidgeting”: ad esempio quando si sta semplicemente in piedi e ci si muove sul posto (avete presente come si muovono i bambini, che non riescono a rimanere fermi?), oppure a quando si passeggia avanti e indietro. Un soggetto aveva aumentato il suo dispendio calorico involontario di ben 690 kcal al giorno! E non si tratta di SPORT ovvero di attività fisica volontaria organizzata come quando si va a correre o si gioca a calcio.

Il semplice alzarsi da una sedia per camminare soli 5-7 minuti ogni ora, quando leggiamo o siamo di fronte ad un computer per la maggior parte del giorno, alla fine della giornata ha un significato metabolico molto più importante di quello che immaginiamo. La sedentarietà soprattutto quando l’età avanza ha un ruolo rilevante nell’economia energetica degli adulti: pensiamo a quante ore rimaniamo seduti in ufficio, o in casa per leggere, home entertainment (PC, TV, giochi, social).

4) Sebbene qualcuno riferisca di ingrassare facilmente anche “bevendo acqua”, un obeso per essere tale ha dovuto introdurre nel corso della sua vita una considerevole quantità di calorie. Ciò non significa mangiare tanto, è sufficiente mangiare “male” ovvero tanti grassi e calorie liquide. Sono soprattutto “i grassi alimentari” a far ingrassare: richiedono poche energie per la digestione, si accumulano molto più facilmente e in quantità infinita rispetto a carboidrati e proteine! (6) Quindi è sufficiente usare olio in abbondanza ad ogni portata, e seguire un’alimentazione ricca di cibi elaborati (biscotti, cioccolato, patatine in sacchetto, tramezzini, maionese), bere succhi di frutta (o vino o bibite zuccherate) invece di acqua.

5) A qualunque nutrizionista è capitato di avere pazienti obesi che non perdono peso e “giurano” di introdurre solo mille kcal al giorno, valore che il nutrizionista calcola in base a quanto riferiscono, quando in realtà è impossibile consumare così poco senza perdere peso. Diversi studi hanno dimostrato che questi soggetti, senza rendersene conto, in realtà mentono sia a loro stessi, sia al nutrizionista (9).

Antonio Pratesi e Abril Gonzalez Campos (Gli autori dichiarano di non avere alcun conflitto di interessi)

Immagini di Abril Gonzales Campos

BIBLIOGRAFIA

• 1) Webster JD et al.The composition of excess weight in obese women estimated by body density, total body water and total body potassium. Human Nutrition: Clinical Nutrition 1984 38C: 299-306.

• 2) Butte NF and Caballero B. Energy needs: assessment and requirements in Modern Nutrition in Health and Disease, Ed. Ross AC et al. (11^th2014) pag. 88-101.

• 3) Segal KR et al. Impact of body fat mass and percent fat on metabolic rate and thermogenesis in men. al am J Physiology 1989 256 E573-9.

• 4) Sims EAH et al. Endocrine and metabolic effects of experimental obesity in man. Recent Progress in Hormone Research 1973 19: 457-496.

• 5) Levine JA et al. Role of Nonexercise ActivityThermogenesis in Resistance to Fat Gain in Humans. Science Science 1999:

  283, 5399, 212-214

• 6) Horton TJ et al. Fat and carbohydrate overfeeding in humans: different effects on energy storage Am J Clin Nutr 1995 62(1):19-29.

• 7) Diaz EO et al. Metabolic response to experimental overfeeding in lean and overweight healthy volunteers . Am J Clin Nutr 1992 56(4):641-55.

• 8) Jebb SA et al. Changes in macronutrient balance during over- and underfeeding assessed by 12-d continuous whole-body calorimetry 1996: 64 259-66

• 9) Johnson RK et al. Literacy and body fatness are associated with underreporting of energy intake in US low-income women using the multiple-pass 24-hour recall: a doubly labeled water study. J Am Diet Assoc. 1998 98(10):1136-40.