17

aprile

2018

Valutazione del dispendio energetico

Confronto tra misurazioni effettuate con calorimetria indiretta e formula di Harris-Benedict

Lavoro scientifico effettuato dallo Studio del Dott.Oliva e presentato ai congressi: 
’ X Convegno di studio sull’obesità ’ Orvieto 8, 9, 10 novembre 2001
’ Obesità 2002 ’ Verona 17, 19 aprile 2002

Il Resting Energy Expenditure (REE) o Dispendio Energetico a riposo, rappresenta la quantità di calorie richieste dall’organismo per mantenere le funzioni fisiologiche vitali.

Il REE può essere attualmente stimato attraverso l’utilizzo di numerose formule predittive (circa 200), variabili in funzione della tipologia di soggetti presi in esame (sesso, età, peso, altezza,…), oppure misurato attraverso la calorimetria (diretta o indiretta).

La calorimetria indiretta è la metodica che consente di valutare la spesa energetica attraverso la misurazione delle variazioni di concentrazione di ossigeno e anidride carbonica nei gas respiratori e di calcolare inoltre l’ossidazione dei substrati energetici (glucidi, lipidi, protidi).

Alcuni studi riportano una sovrastima del 5-15% della spesa energetica calcolata con Harris-Benedict rispetto ai valori misurati attraverso calorimetria indiretta, altri invece evidenziano una variabilità del ±14%.

Lo scopo del nostro studio è stato quello di verificare la differenza tra la spesa energetica a riposo misurata tramite calorimetro e quella predetta con la formula di Harris-Benedict (REE predetto verso misurato) in un campione di 95 soggetti adulti, di sesso maschile e femminile, di età compresa tra i 18 e i 76 anni.

Abbiamo riscontrato che il REE misurato è superiore al valore del predetto, soprattutto nei soggetti sovrappeso (+16%) rispetto ad obesi (+10%) e normopeso (+9,24%).

INTRODUZIONE

Resting Energy Expenditure (REE) o Spesa Energetica a riposo, rappresenta la quantità di calorie richieste dall’organismo per mantenere le funzioni fisiologiche vitali (circolazione sanguigna, respirazione, attività nervosa, attività metabolica, attività ghiandolare e mantenimento della temperatura corporea).

La maggior parte del dispendio calorico dipende dagli organi (fegato, cervello, cuore e reni) che contribuiscono per circa il 60% alla spesa energetica, pur rappresentando solo il 6% del peso corporeo.

La muscolatura scheletrica invece, che rappresenta più del 40% del peso corporeo, contribuisce solo per il 16% alla spesa energetica totale. Tra i processi cellulari per esempio, l’attività della pompa sodio-potassio ed il turnover dei protidi determinano i 2/3 del consumo energetico totale.

I fattori che influenzano il dispendio energetico nell’uomo e nella donna sono: età, sesso, razza, massa corporea, attività fisica, temperatura corporea ed introduzione di cibo.

  • La spesa energetica basale e’ massima alla nascita (53 Kcal a 1 anno) e decresce fino a valori minimi dopo i 70 anni (31 Kcal a 75 anni).
  • A parità di età, altezza e peso l’REE è minore nella donna rispetto agli uomini. Questa differenza inizia all’età di 3 anni e aumenta rapidamente alla pubertaà alla quale corrisponde aumento della muscolatura scheletrica nei maschi e di cellule adipose nelle femmine.
  • Anche la temperatura corporea può influenzare l’REE. Un aumento della temperatura dovuta a febbre, provoca un incremento della richiesta di ossigeno (per esempio un aumento di temperatura di 1° C provoca un aumento del BMR del 13%), mentre al contrario in caso di ipotermia si riduce la richiesta di ossigeno e si ha la diminuzione dell’REE.
  • L’introduzione di cibo a sua volta determina variazioni nella spesa energetica. Infatti prove di laboratorio hanno dimostrato che la spesa energetica aumenta dopo un pasto. Questo incremento puoò essere considerato come il lavoro richiesto per il metabolismo dei nutrienti o lavoro di digestione SDA (Specific Dynamic Action) o DIT (Diet-Inducet Thermogenesis).

Una quota variabile della spesa energetica è data dall’attività fisica AEE (Activity Energy Expenditure) ed intellettuale. Più l’attività fisica ed intellettuale è intensa, tanto maggiore sarà il consumo calorico. La spesa energetica totale TDEE (Total Daily Energy Expenditure) è quindi data dalla spesa energetica basale più l’energia spesa dall’attività fisica e il lavoro richiesto per il metabolismo dei nutrienti o lavoro di digestione.

L’REE può essere attualmente stimato attraverso l’utilizzo di numerose formule predittive (circa 200), variabili in funzione della tipologia di soggetti presi in esame (età, sesso, peso, patologie,…). Parametri individuali quali l’intake calorico e la composizione corporea (non presenti nella formula presa in esame) influenzano in modo significativo l’REE.

Una delle formule più frequentemente utilizzate nei soggetti normopeso e sani per predire la spesa energetica a riposo è l’equazione di Harris-Benedict 3-4:

Femmine: 655,095 + (9,563 x peso) + (1,8496 x altezza) – (età x 4,6756)
Maschi: 66,473 + (13,7516 x peso) + (5,0033 x altezza) – (6,755 x età)

L’REE può essere misurato attraverso la calorimetria diretta (camera calorimetrica) oppure tramite quella indiretta (calorimetro).

Il termine calorimetria significa letteralmente misura del calore come effetto di reazioni biochimiche che avvengono all’interno dell’organismo.

La calorimetria diretta permette di valutare la spesa energetica a partire dalla misurazione della dispersione di calore di un soggetto posto all’interno di una stanza adeguatamente attrezzata. Purtroppo gli alti costi ne limitano notevolmente l’impiego che è generalmente confinato alla convalida di altre metodiche. La calorimetria indiretta è la metodica che consente di valutare la spesa energetica attraverso la misurazione delle variazioni di concentrazione di ossigeno e anidride carbonica nei gas respiratori e di calcolare inoltre l’ossidazione dei substrati energetici (glucidi, lipidi, protidi) 5-6-7.

Alcuni studi 8 -9-10 riportano una sovrastima del 5-15% della spesa energetica calcolata con Harris-Benedict rispetto ai valori misurati attraverso calorimetria indiretta, altri11 invece evidenziano una variabilità del ±14%.
Lo scopo del nostro studio è stato quello di verificare la differenza tra la spesa energetica a riposo misurata tramite calorimetro e quella predetta con la formula di Harris-Benedict (REE predetto verso misurato).

SOGGETTI E METODI:

E’ stata misurata l’REE a 95 soggetti adulti, di sesso maschile e femminile, di età compresa tra i 18 e i 76 anni (età media 37,05 ± 12,04).

L’esame calorimetrico è stato effettuato tramite calorimetro Vmax – Sensor Medics – California, a mattino dopo una notte di riposo, a digiuno da solidi, liquidi e astensione dal fumo dalla mezzanotte precedente, a soggetto sveglio ed in posizione supina, situato in ambiente confortevole (letto, temperatura, umidità, arredi, musica di sottofondo rilassante e a basso volume) e in assenza di stress psicologici e fisici. I soggetti non facevano uso di farmaci o sostanze stimolanti o sedative.

La misurazione dei gas respiratori (anidride carbonica prodotta ed ossigeno consumato) è stata monitorata durante un tempo adeguato di adattamento alla canopy, mentre la registrazione in Steady State è stata effettuata per 15 minuti.

Il software del programma ha successivamente proceduto alla stima della produzione di energia (kcal/die) e degli altri parametri derivati.

RISULTATI:

I risultati di REE predetto attraverso l’equazione di Harris-Benedict e misurato con calorimetria indiretta nei vari soggetti presi in esame, sono mostrati in Tabella I. I 95 soggetti presi in esame hanno riportato un REE predetto di 1580,48 ± 233,5 kcal/die, verso un misurato di 1780,5 ± 309,48.

L’REE misurato, se espresso in percentuale sul predetto, risulta del 112,9 ± 10,59 %.

Se si escludono dal gruppo i soggetti con patologia (ipertensione, dislipidemia) la differenza tra REE predetto e misurato diventa del 12,66 ± 11,57 % (rispettivamente di 1554,41 ± 224,16 kcal/die, e di 1749,23 ± 294,23).

Suddividendo ulteriormente la popolazione senza patologia per BMI, si evidenzia quanto segue:

• I soggetti normopeso (BMI 18,5-24,9) hanno riportato un REE predetto di 1434,24 ± 168,89 kcal/die, verso un misurato di 1566,1 ± 129,61, quindi risultante in percentuale sul predetto del 109,24 ± 9,08 %.

• I soggetti sovrappeso (BMI 25-29,9) hanno riportato un REE predetto di 1538,7 ± 113,71 kcal/die, verso un misurato di 1785,83 ± 223,29, nonché del 116 ± 13,39 %.

• I soggetti obesi (BMI 30-40) hanno riportato un REE predetto di 1784,77 ± 318,82 kcal/die, verso un misurato di 1960,62 ± 368,3, nonché del 110 ± 8,5 %.

Nei soggetti ipertesi si è riscontrato un REE predetto di 1684,62 ± 281,86 kcal/die, verso un misurato di 1915,62 ± 401,7, nonchè del 115,31 ± 8,18 %.
Stesso andamento nei soggetti dislipidemici che hanno riportato un REE predetto di 1626,94 ± 258,1 kcal/die, verso un misurato di 1842,61 ± 298,31, nonché del 113,28 ± 9,24 %.
I soggetti ipertesi e dislipidemici hanno riportato un REE predetto di 1651,2 ± 258,1 kcal/die, verso un misurato di 1870,93 ± 346,37, nonché del 114 ± 8,87 %.
Non è stato possibile suddividere la popolazione con ipertensione e dislipidemia in sottogruppi per BMI visto il basso numero di soggetti.

DISCUSSIONE:

La Spesa Energetica a Riposo, nel campione in esame, misurata con la calorimetria indiretta è superiore al valore di REE predetto attraverso l’equazione di Harris-Benedict. Questa differenza è più evidente nei soggetti sovrappeso (+16%) rispetto agli obesi (+10%) ed ai normopeso (+9,24%).

Pertanto la prescrizione dietetica, nei casi in cui necessita avere una prescrizione mirata alle necessità nutrizionali, dovrebbe essere sempre rapportata a tale misura.

Tabella I:

Confronto tra REE predetto ed REE misurato in una popolazione di 95 soggetti afferente ad uno studio dietologico (media e deviazione standard)

Soggetti

Tutti

Tutti (senza patologia)

Normopeso

Sovrappeso

Obesi

Ipertesi

Dislipidemici

95

65

21

30

13

13

18

Età

37 ± 12,4

34,7 ± 11,8

32,3 ± 10,8

32,9 ± 10,2

43 ± 14,21

44,8 ± 11,4

41,1 ± 12,8

B12,8MI

28,2 ± 5,6

26,6 ± 4,4

22,4 ± 1,9

26,2 ± 1,3

33,5 ± 3,02

34,3 ± 9,39

29,6 ± 2,86

REE predetto(kcal/die)

1580 ± 233

1554 ± 224

1434 ± 168

1538 ± 113

1784 ± 318

1684 ± 281

1626 ± 258

REE misurato (kcal/die)

1780 ± 309

1749 ± 294

1566 ± 129

1785 ± 223

1960 ± 368

1915 ± 401

1842 ± 298

REE misurato (% del predetto)

112,9 ± 10

112,6 ± 11

109,2 ± 9

116,2 ± 13

110 ± 8,5

115 ± 8,1

113,2 ± 9,2

QR

0,8 ± 0,07

0,8 ± 0,07

0,79 ± 0,05

0,81 ± 0,08

0,81 ± 0,07

0,8 ± 0,08

0,81 ± 0,04

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