La calorimetria come misura del metabolismo basale

Come accennato nell’articolo sul metabolismo basale, vi sono diverse tecniche, più o meno accurate, per misurarlo. Tra queste c’è la calorimetria. Vediamo insieme cos’è!

Cos’è la calorimetria?

La calorimetria è una tecnica che serve per misurare la quantità di calore ceduta o assorbita da un corpo durante processi chimici o fisici.

Come abbiamo visto parlando del metabolismo, le reazioni chimiche che avvengono all’interno del corpo consumano energia. Con le tecniche calorimetriche questa energia può essere misurata, e mettendo un individuo nelle condizioni in cui l’energia consumata derivi solo dai processi strettamente necessari per le funzioni vitali, avremo automaticamente misurato il metabolismo basale.

La calorimetria si divide in calorimetria diretta e calorimetria indiretta.

Calorimetria diretta

La calorimetria diretta è così chiamata perché va a misurare direttamente la perdita di calore corporeo; si basa sul principio per cui la quantità di energia consumata dall’organismo per compiere lavoro è proporzionale alla quantità di calore rilasciata.

In questo test il paziente viene fatto entrare in una camera completamente isolata. Tutto il calore prodotto dall’individuo verrà riversato nell’ambiente circostante all’interno della camera. La misurazione può avvenire in due modi:

Calorimetria adiabatica: sulle pareti della camera scorre un volume di acqua. La temperatura dell’acqua viene misurata più volte a distanza di ore.
Calorimetria a gradiente: si misura la differenza di temperatura tra l’interno e l’esterno della camera.

I valori ottenuti saranno espressi in chilocalorie (kcal).

La realizzazione di queste camere è complessa e molto costosa, senza contare il fatto che sono necessari degli spazi molto grandi. Per tali motivi, la calorimetria diretta non viene utilizzata nella pratica clinica ma solo per motivi di ricerca o per validare risultati ottenuti con altre tecniche.

Calorimetria indiretta

Come dice il nome, questa tecnica non misura direttamente la quantità di calore, ma si basa sul principio che l’energia viene utilizzata dall’organismo attraverso reazioni ossidative che determinano il consumo di ossigeno e la produzione di anidride carbonica. Partendo dalla quantità di ossigeno e di anidride carbonica presente nell’aria espirata, si può dunque risalire al consumo energetico in chilocalorie al minuto (kcal/min) mediante delle formule matematiche.

Esistono due modalità di esecuzione:

Quella detta “whole body”, in cui la persona si trova in una camera chiusa da cui vengono continuamente prelevati ed analizzati campioni di aria.
Quella che prevede di respirare all’interno di una maschera, un boccaglio o altra strumentazione.

Rispetto alla calorimetria diretta, quella indiretta è sicuramente meno costosa e più pratica da eseguire. Per tale motivo questa metodica può essere eseguita anche nella pratica clinica.

La calorimetria indiretta, inoltre, può essere usata non solo per misurare il metabolismo basale ma anche per misurare l’energia consumata durante l’attività fisica. L’unità di misura dell’attività fisica correlata al volume di ossigeno consumato è il MET (Metabolic Equivalent of Task). I METs definiscono la quantità di ossigeno consumata da un soggetto nell’unità di tempo.

In quali condizioni deve trovarsi il paziente?

Perché l’energia consumata rispecchi il più possibile il metabolismo basale, il paziente dovrebbe essere nelle condizioni quanto più neutre possibili, in modo che il calore prodotto dal corpo sia solo quello derivante da reazioni chimiche che garantiscono i processi “vitali” e non da altri processi ad esempio la digestione o il movimento dei muscoli scheletrici. Quindi bisognerà essere:

A digiuno da almeno 12 ore
In posizione supina e rilassata per ridurre al massimo i movimenti
A riposo da almeno 10-20 minuti
Sveglio
Senza stress o stimoli psicologici e fisici
Ad una temperatura neutrale (circa 25 gradi)

Inoltre nelle ore precedenti il paziente dovrebbe evitare di fare attività fisica, fumare e bere bevande contenenti caffeina o altre sostanze psicoattive.

Capiamo bene che, mentre alcune condizioni sono facili da rispettare, per altre può essere difficile. Potrebbe capitare che, al momento di fare questo test, il paziente sia stressato o preoccupato per questioni personali, che quella notte non sia riuscito a dormire bene o semplicemente che non riesca a stare troppo fermo… Per quanto questa metodica sia molto accurata, quindi, c’è da considerare la difficoltà legata alle condizioni di esecuzione.

Cos’è il MET?

1 MET corrisponde a circa 3,5 ml di ossigeno al minuto per kg di peso corporeo ed è associato ad una spesa energetica di circa 1 chilocaloria all’ora per kg di peso corporeo:

1 MET = 3,5 ml di O2/kg/min = 1 Kcal/kg/h

Dal volume di ossigeno consumato, si può ricavare il numero di kcal che una persona ha utilizzato per fare una certa attività.

Indicativamente, in condizioni di riposo un individuo sano ha una spesa energetica di 1 MET. Sono poi state messe a punto delle tabelle che indicano la spesa energetica in MET per le varie attività fisiche. Per una camminata a ritmo moderato, ad esempio, abbiamo una spesa di energetica di 4 MET.

Immaginiamo che una persona di 70 kg voglia sapere quante calorie brucia camminando a un ritmo moderato per 30 minuti. La formula per calcolare il dispendio energetico è:
Calorie bruciate = MET × peso corporeo (kg) × tempo (ore)

Applichiamo i valori:
4 MET × 70 kg × (30/60) ore = 140 kcal

Quindi, camminare per mezz’ora a un ritmo moderato fa bruciare circa 140 kcal.

Un altro indicatore del livello di attività fisica che viene usato per avere un’idea del fabbisogno calorico di una persona è il LAF, di cui abbiamo già parlato nell’articolo dedicato.

Ovviamente questi dati non sono mai da considerare certi al 100%, perché c’è sempre molta variabilità interindividuale in base alle caratteristiche della persona, ma anche in base alle sue condizioni fisio-patologiche e al suo grado di allenamento.

Riferimenti e approfondimenti: