Cosa sono le calorie? Tutto quello che c’è da sapere

Pubblicato: 4 Luglio, 2020 di Sara

In questo articolo spiegheremo in modo chiaro e dettagliato cosa sono le calorie.

Anche se non dobbiamo fare una dieta, tutti noi dobbiamo sapere cos’è una caloria. Il nostro corpo, proprio come un’automobile o un  elettrodomestico, ha infatti bisogno di energia per funzionare. Ovviamente, esistono molte forme di energia (energia elettrica, energia solare, energia eolica, energia meccanica e così via).

L’energia di cui parliamo in questo articolo è di due tipi:

  • Energia chimica
  • Energia termica

Il corpo umano, infatti, si comporta a tutti gli effetti come una macchina termica che brucia i nutrienti che assume con l’alimentazione per produrre l’energia necessaria allo svolgimento delle proprie funzioni vitali.

Tutti a scuola abbiamo appreso la prima legge della termodinamica: “L’energia non si crea né si distrugge ma può solo essere trasformata da una forma all’altra di energia”. Bene,  quello che fa il nostro corpo non è altro che di trasformare l’energia chimica potenziale espressa dai nutrienti assunti con la dieta, in altri tipi di energia. Ad esempio, energia chimica necessaria per regolare l’attività degli enzimi che a loro volta determinano il corretto funzionamento delle nostre cellule. Ancora, energia cinetica per far sì che le nostre braccia e le nostre gambe si muovano e così via.

In questo processo, più del 60% dell’energia prodotta viene dispersa sotto forma di calore od energia termica. Anche questa energia è molto importante per il nostro organismo. Infatti, le reazioni chimiche che regolano tutte le nostre funzioni vitali hanno bisogno della giusta temperatura per potersi svolgere in modo regolare.

L’unità di misura più comunemente utilizzata per misurare l’energia prodotta dal nostro corpo sono le chilocalorie (kcal) oppure i chilojoule (kJ). Ecco quindi spiegato in breve cos’è la caloria. Fatta questa necessaria premessa, ora entriamo subito nel vivo del nostro articolo e cerchiamo di capire bene cosa sono le calorie.

Caloria come unità di misura dell’energia

La caloria, come abbiamo scritto nel paragrafo precedente, è l’unità di misura più comunemente utilizzata per calcolare sia la quantità di energia chimica presente negli alimenti, sia il consumo di energia che avviene nel nostro l’organismo a seguito dello svolgimento delle sue funzioni vitali.

Il termine è preso dalla chimica, disciplina in cui la caloria viene definita come la “quantità di calore necessaria per portare la temperatura di un 1 grammo di acqua da 14,5 a 15,5°C”. Dato che in realtà la quantità di energia prodotta dal nostro corpo è mille volte superiore a quella di una caloria, l’unità di misura che viene generalmente utilizzata è la chilocaloria (Kcal).

Nei Paesi Anglosassoni si utilizza invece un’altra unità di misura dell’energia prodotta dal nostro corpo che è il chilojoule (KJ). Un KJ, dal punto di vista chimico, corrisponde all’energia necessaria per muovere di 1 m una massa di 1 Kg di peso in 1 sec. Per poter fare la conversione fra chilojoule e chilocalorie, occorre sapere che una chilocaloria equivale a 4,186 chilojoule.

 Di quanta energia ha bisogno il nostro organismo?

Per calcolare di quanta energia ha bisogno il nostro corpo, vale a dire il nostro fabbisogno energetico, occorre conoscere due aspetti. Ovvero, la quantità di energia chimica contenuta negli alimenti che ingeriamo (energia in entrata), e la quantità di energia che il nostro organismo consuma durante tutte le sue attività (energia in uscita).

Tuttavia, non è molto semplice effettuare questo bilancio. Questo perché una parte della stessa energia prodotta viene consumata proprio all’interno dei vari processi necessari a digerire e metabolizzare gli alimenti (Termogenesi Indotta dalla Dieta o TID).

Per misurare il consumo di energia da parte del nostro organismo nell’intero processo metabolico gli studiosi utilizzando di solito due metodi detti:

  • Calorimetria diretta;
  • Calorimetria indiretta;

Metodo della calorimetria diretta

Si basa sul calcolo delle kcal rilasciate dal nostro organismo. Per effettuare questo calcolo, il soggetto è posto in un calorimetro, una camera termicamente isolata, nelle cui pareti scorre acqua a temperatura e volume definiti.

Dopo un lasso di tempo noto (da 1 a 3 ore) viene rilevata la temperatura dell’acqua contenuta nelle pareti. In base alla variazione di temperatura rilevata rispetto al valore iniziale si risale alle calorie rilasciate per conduzione, convezione e irraggiamento nella camera.

Metodo della calorimetria indiretta

Consiste invece nella misurazione dei gas respiratori: ossigeno (O2) e l’anidride carbonica (CO2). Questo metodo si basa infatti sul principio che, nell’organismo, l’ossidazione dei nutrienti porta, come prodotti finali, CO2, acqua e urea.

Il calcolo può avvenire sia a circuito chiuso sia a circuito aperto. Se a circuito chiuso, si misurano, attraverso dei particolari sensori, le variazioni della concentrazione di ossigeno e anidride carbonica nei gas respiratori. Se a circuito aperto, il soggetto viene invitato a respirare dentro un casco trasparente ventilato, dove campioni del gas espirato (O2 e CO2) vengono misurati in tempo reale

Come si misura la quantità di energia contenuta negli alimenti

Esiste un metodo molto particolare per misurare l’energia contenuta nei vari alimenti che è detto della bomba calorimetrica.

Al di là del nome abbastanza altisonante, il meccanismo di funzionamento di questo metodo è in realtà abbastanza semplice. Tutto quello che si deve fare è inserire una quantità determinata di un certo alimento dentro una camera satura di ossigeno e nelle cui pareti è presente acqua ad una temperatura nota.

Un dispositivo interno alla camera fa innescare il processo di combustione: a questo punto, dopo un lasso di tempo stabilito, viene misurata la temperatura che ha raggiunto l’acqua presente nelle pareti.

Registrando tale variazione non solo è possibile calcolare la quantità di calore ceduto all’acqua per effettuare il passaggio di temperatura, ma anche determinare il valore calorico del combustibile.

Attraverso questo metodo è stato possibile stabilire le calorie contenute nelle varie tipologie di alimenti: Carboidrati, Proteine e Grassi (Lipidi).

Calorie dei Carboidrati

Bruciando un grammo di carboidrati (pane, pasta, riso, cereali in genere) nella bomba calorimetrica si produce un calore di circa 4,2 Kcal per grammo.

Dato che noi assorbiamo solo una parte dei carboidrati introdotti con la dieta (dal 95 al 97%) questo significa che i carboidrati sono in grado di fornire al nostro corpo circa 4 Kcal per grammo di energia.

Calorie delle Proteine

Bruciando un grammo di proteine (latte, carne, uova e così via) nella bomba calorimetrica si produce un calore di circa 5,65 Kcal per grammo.

Dato che noi assorbiamo solo una parte delle proteine introdotte con la dieta (fra il 97 e il 78% a seconda se di origine animale o vegetale) questo significa che le proteine sono in grado di fornire al nostro corpo circa 4 Kcal per grammo di energia.

Calorie dei Grassi

Bruciando un grammo di grassi (olio, burro, strutto e così via) nella bomba calorimetrica si produce un calore di circa 9,45 Kcal per grammo.

Dato che noi assorbiamo solo una parte dei grassi o lipidi introdotti con la dieta (circa il 95%) questo significa che i grassi sono in grado di fornire al nostro corpo circa 9 Kcal per grammo di energia.

Calorie negli alimenti

Limiti del calcolo delle calorie degli alimenti

I valori del calcolo delle calorie riportati nei paragrafi precedenti devono però essere presi solo come riferimenti generali, non come valori assoluti.

È evidente, infatti, che pur rimanendo nella stessa tipologia di alimenti (ad esempio, i carboidrati), il valore energetico espresso da ciascun alimento cambia tenendo conto delle sue caratteristiche. Ad esempio, un grammo di carboidrati di una fetta di torta non può certo avere le stesse calorie di un grammo di carboidrati di un qualunque frutto. Questo vale anche per le proteine e per i grassi.

Ecco perché per calcolare nel modo più preciso possibile il valore energetico di un alimento occorre sapere di che alimento si tratta e ricorrere quindi a delle tabelle nutrizionali molto precise. Fermo restando che anche in questo caso possono esserci delle variazioni minime dovute ad esempio alla percentuale di liquidi presenti o alla percentuale di grassi.

Di quante calorie abbiamo bisogno ogni giorno?

Proprio come il colore degli occhi e dei capelli, il fabbisogno calorico quotidiano varia da persona. In particolare, i fattori che influenzano la quantità di calorie di cui abbiamo bisogno ogni giorno per le nostre funzioni vitali sono:

  • Il Metabolismo Basale;
  • La Termogenesi Indotta dagli Alimenti (TID);
  • L’attività fisica.

Il Metabolismo Basale

Rappresenta la quantità di energia impiegata da un soggetto sveglio, ma non in movimento, in condizioni di temperatura ottimali e a digiuno da almeno 12 ore.

In un individuo sano che conduce una vita sedentaria rappresenta circa il 70% del dispendio energetico totale. In genere, il Metabolismo Basale è più alto negli uomini rispetto alle donne e tende a diminuire con l’età.

Oltre che da questi fattori, il Metabolismo Basale è influenzato da:

  • temperatura, sia quella interna corporea sia quella esterna;
  • tipo di dieta;
  • benessere mentale e fisico;
  • uso di alcuni di farmaci;
  • rapporto fra massa magra e massa grassa;
  • scompensi ormonali;
  • diabete;
  • particolari condizioni come la gravidanza e allattamento.

La Termogenesi Indotta dagli Alimenti (TID)

Rappresenta l’energia spesa dall’organismo per digerire, metabolizzare ed utilizzare l’energia degli alimenti introdotti. In una dieta equilibrata la termogenesi  rappresenta circa il 10% del dispendio energetico totale. Nello specifico, dipende dal tipo e dalla quantità di macronutrienti (carboidrati, proteine e grassi) ingeriti.

La TID dei grassi è infatti inferiore al 3%, quella dei carboidrati fra il 5 e il 10% mentre quella delle proteine fra 20 e il 30%. La presenza di fibra alimentare nella dieta riduce la TID a causa del rallentato assorbimento.

L’attività fisica

Ogni volta che il nostro corpo si muove consuma energia. Anche movimenti involontari come sbattere le ciglia comportano un dispendio di calorie. Il costo energetico dell’attività fisica dipende ovviamente dalla frequenza e dall’intensità delle attività che vengono svolte.

In genere, per calcolare la spesa energetica dell’attività fisica sviluppata dal nostro corpo si tiene conto di:

  • tipo, intensità e durata dell’attività;
  • massa corporea dell’individuo.

Conclusioni

In questo articolo abbiamo parlato di cos’è una caloria scoprendo che la caloria non è altro che un’unità di misura più comunemente utilizzata per calcolare sia la quantità di energia chimica presente negli alimenti, sia il consumo di energia che avviene nel nostro l’organismo.

Abbiamo poi introdotto alcuni argomenti molto importanti come il calcolo delle calorie, calorie dei carboidrati, calorie delle proteine e calorie dei grassi, calcolo del fabbisogno calorico quotidiano, Metabolismo Basale, Termogenesi Indotta dagli Alimenti e attività fisica.

A molti di questi argomenti dedicheremo anche un articolo a parte per chi desidera approfondire, quindi continuate a seguirci.

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Domande frequenti sulle calorie

Cos’è la caloria?

La Caloria è l’unità di misura utilizzata per calcolare sia la quantità di energia chimica presente negli alimenti, sia il consumo di energia che avviene nel nostro l’organismo.

Come si misura la quantità di energia contenuta negli alimenti ?

Il metodo più comunemente utilizzato per misurare la quantità di energia contenuta negli alimenti è quello della bomba calorimetrica.

Quali sono i fattori che influenzano il nostro fabbisogno calorico?

I fattori che sono in grado di influenzare il nostro fabbisogno quotidiano di energia sono il Metabolismo Basale, la Termogenesi Indotta dagli Alimenti e l’attività fisica.

Quante calorie sono presenti in un grammo di carboidrati?

Bruciando un grammo di carboidrati si produce un calore di circa 4,2 Kcal per grammo. Dato che noi assorbiamo solo una parte dei carboidrati introdotti con la dieta (dal 95 al 97%) questo significa che i carboidrati sono in grado di fornire al nostro corpo circa 4 Kcal per grammo di energia.

Quante calorie sono presenti in un grammo di proteine e di grassi?

Bruciando un grammo di proteine (latte, carne, uova e così via) si produce un calore di circa 5,65 Kcal per grammo, mentre bruciando un grammo di grassi (olio, burro, strutto e così via) si produce un calore di circa 9,45 Kcal per grammo.

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