Elementi di bioenergetica

1. Elementi di bioenergetica L’uomo è paragonabile a una macchina e come tale necessita di un “combustibile” per le funzioni vitali Le immagini sono prese da vari siti internet, se qualcuno ne rivendica l’esclusività o la proprietà invii un’e-mail a vvannucchi@hotmail.com e queste verranno rimosse. U.D. Calorimetria

2. molecole cibo energia Cibo = energia chimica Il combustibile per la macchina del nostro corpo è il cibo, un insieme di molecole che possono venir bruciate ottenendo energia L’uomo può utilizzare solo l’energia che si sprigiona dalla rottura dei legami chimici delle molecole del cibo Ossidazione catabolismo complesse Molecole semplici U.D. Calorimetria

3. Calorimetria Per valutare il fabbisogno energetico di un individuo espresso in quantità di alimenti o principi nutritivi occorre conoscere: • Il contenuto energetico degli alimenti • La quantità di energia che l’organismo consuma nelle 24 ore U.D. Calorimetria

4. James Prescott Joule 24/12/1818 - 11/10/1889 Fisico inglese tra i fondatori della moderna termodinamica Unità di misura dell’energia • La kcal è l'energia necessaria ad innalzare di un grado la temperatura di un kg di acqua. Le kcalorie esprimono sia l'energia che ci forniscono gli alimenti sia l'energia che l'organismo consuma durante le varie attività e funzioni. • Sulle etichette il contenuto energetico degli alimenti è indicato in kcal (chilocalorie), 1 kcal = 1000 cal e in kJoule già da tempo sostituita da un'altra unità di misura: il Joule • Il kJ (chilojoule) è l’energia necessaria a spostare di un metro la massa di un chilo alla velocità di 1m/secondo. • 1 J =0,24 cal 1 kJ = 0,24 kcal • 1 cal = 4,18 J 1kcal = 4,18 kJ U.D. Calorimetria

5. www.ciam.unibo.it/ Sicurezza/Catia/11.html Energia degli alimenti • La determinazione del potere calorico degli alimenti (espresso in Calorie o Kcalorie) è misurata per mezzo della bomba calorimetrica, formata da una camera contenente la sostanza in esame e ossigeno. Bruciando il cibo in esame, si determina liberazione di calore, che viene ovviamente misurato. U.D. Calorimetria

6. chemistry.umeche.maine.edu/.../ bomb.html Schema della bomba calorimetrica U.D. Calorimetria

7. Nell’organismo però non tutti i principi nutritivi vengono completamente ossidati, infatti, mentre nella bomba calorimetrica tutto l’azoto viene ridotto prima ammoniaca (dalla quale non è più possibile estrarre energia), nell’organismo viene trasformato in urea ed altre sostanze dalle quali è possibile ottenere (seppur in piccola misura) ancora dell’energia. Inoltre, parte degli alimenti assunti, viene espulsa con le feci prima di un suo completo assorbimento. Pertanto, il potere calorico dei diversi principi nutritivi è il seguente: Principi nutritivi Nella bomba calorimetrica Nell’organismo Glucidi 4,1 Calorie/g 4 Calorie/g Lipidi 9,3 Calorie/g 9 Calorie/g Protidi 5,6 Calorie/g 4 Calorie/g Energia dagli alimenti U.D. Calorimetria

8. La misurazione del fabbisogno calorico dell’individuo è un altro dei problemi della bioenergetica. La sua misurazione può avvenire con metodi diretti o indiretti. In quelli diretti viene misurata la cessione di calore di un individuo in un tempo prefissato e in un ambiente termicamente isolato Schema del calorimetro di Atwater-Benedict Bisogni energetici : calorimetria diretta U.D. Calorimetria

9. 1882-83 http://www.sportsci.org/news/history/atwater/atwater.html Calorimetro umano di Atwater-Benedict U.D. Calorimetria

10. Original bicycle ergometer used in Benedict's experiments to assess exercise energy metabolism in the early 1900s. http://www.sportsci.org/news/history/benedict/benedict.html Bisogni energetici: calorimetria indiretta o termochimica respiratoria Con i metodi indiretti si risale alla quantità di calore liberato tramite altri parametri, quali ad esempio, la quantità di ossigeno consumato e la quantità di anidride carbonica emessa. Ad ogni litro di ossigeno consumato corrispondono 4,82 kcal. U.D. Calorimetria

11. Moderni spirometri Misurano il consumo di ossigeno nell’unità di tempo da cui si può risalire al consumo (bisogno) energetico della persona U.D. Calorimetria

12. Fabbisogno energetico totale giornaliero Si compone di • Metabolismo basale (necessità di energia in uno stato di completo riposo fisico, mentale e digestivo) • Fabbisogno energetico di attività • Termogenesi • Azione dinamico specifica degli alimenti U.D. Calorimetria

13. Spesa energetica nelle 24 ore 65% U.D. Calorimetria

14. Età e fabbisogno energetico U.D. Calorimetria