Da un lato il processo che porta ad ingrassare può sembrare molto chiaro. Non stupisce infatti, che a botte di dolci burrosi, bacon, formaggi, il grasso contenuto nei cibi si trasporti magicamente nella ciccia sulla nostra pancetta o nei glutei.
Ma poi quando si inverte il processo, cosa succede? Nel gergo comune è presente la locuzione “bruciare i grassi”. I grassi si bruciano davvero? Esiste una piccola fornace interna che fa questa cosa? Proviamo a vedere più da vicino.
Come funziona il corpo umano
Il corpo umano è, come molti animali a sangue caldo, una macchina biologica che ricava l’energia per muoversi e per vivere dal cibo. Le fonti energetiche contenute nel cibo sono essenzialmente limitate a carboidrati, grassi e proteine. Il cibo contiene anche un’altra infinita di molecole, ma per semplicità concentriamoci su queste.
I carboidrati
I carboidrati sono molecole formate da carbonio, idrogeno e ossigeno. Rappresentano la fonte principale di energia sia utilizzata direttamente se ingerito nelle forme più semplici, sia immagazzinati sotto forma di Glicogeno. Poi possono essere utilizzati dal corpo anche con fini diversi, per esempio strutturali o cellulari. Ogni grammo di carboidrato fornisce poco più di 14 kJ di energia.
I lipidi
I lipidi (grassi) sono molecole anche loro formate da prevalentemente carbonio, idrogeno e ossigeno, ovviamente arrangiate in maniera differente rispetto ai carboidrati. Dal punto di vista energetico un grammo di grasso fornisce il doppio di energia di un carboidrato o di una proteina. Assieme ai carboidrati i grassi forniscono l’energia necessaria all’attività del fisico oltre ad essere anch’essi utilizzati per fini strutturali. I grassi hanno solitamente caratteristiche chimico-fisiche totalmente differenti da glucidi e proteine.
Le proteine
Le proteine sono molecole decisamente più complesse di quelle appena presentate. Hanno una funzione decisamente più strutturale delle precedenti. Sono coinvolte in praticamente tutti i processi che avvengono nel corpo.
Come si calcola l’energia contenuta nel cibo?
L’energia contenuta nel cibo è valutata allo stesso modo di quella contenuta in un litro di benzina, oppure in un kg di pellet. Si usa uno strumento, chiamato calorimetro, che ossida (brucia!), con ossigeno ad alta pressione, qualche grammo di sostanza della quale si vuole capire quanta energia contiene.
Il calorimetro, è chiamato anche bomba di Mahler, non è infrequente (io ne ho visto gli esiti da vicino) che possa esplodere …
Quindi la valutazione dell’energia contenuta nel cibo o nei combustibili che vanno bruciati sia fa nello stesso modo.
La locuzione informale “bruciare i grassi” comincia ad avere un significato più solido.
Dove va a finire l’energia contenuta nel cibo?
L’energia abbiamo già visto che è un concetto alla fine abbastanza semplice. E’ qualcosa che si conserva, sempre. Quindi l’energia chimica che innalza la temperatura dell’acqua contenuta nella bomba appena descritta, deve essere uguale a quella utilizzata dal nostro corpo.
Come può essere utilizzata questa energia?
Partiamo da molto lontano, energia potenziale gravitazionale. Se sposto il mio corpo attraverso il campo gravitazionale terrestre, compio quello che si chiama “lavoro”, che è un qualcosa che ha la stessa unità di misura dell’energia.
Se un uomo di 80 kg sale una collina alta 100 mt, utilizza “almeno” una energia pari al prodotto della sua massa, per il dislivello, per l’accelerazione di gravità. Quindi circa 80 kJ.
Se lo stesso uomo compie 10 trazioni alla sbarra, il suo corpo viene issato ogni volta di 0,5 metri. Anche questa volta l’energia necessaria è “almeno” 4 kJ.
Perché “almeno” è fra virgolette? Perché in questo caso abbiamo considerato solo la variazione di energia potenziale. Cioè quel tipo di energia che ci fa la bua se ci cade il martello che tenevamo in mano, sul piede.
Per salire la collina dobbiamo camminare contraendo e distendendo centinaia di muscoli che compiono lavori non nulli anche se stessimo camminando sul posto. Stessa cosa per le trazioni, anche la fase discendente, negativa, della trazione consuma energia.
Di fatto anche il solo fatto di respirare e di fare circolare il sangue consuma una certa quantità di energia.
Ed innegabile che, se un lupo ci mangiasse, avrebbe una certa quantità di energia a disposizione per salire una collina o inseguire un’altra preda.
Ma quindi che fine fanno questi grassi?
Mi piace molto pensare a quello che succede attorno a me partendo da una semplice astrazione. Penso a tutti i processi, soprattutto a quelli che non capisco bene o che sono molto complicati come se accadessero all’interno di una scatola nera e impenetrabile.
Quello che avviene all’interno del corpo umano è decisamente incasinato e complesso. Percui è molto più facile semplificarlo come se fosse una scatola nera in cui succede “qualcosa”.
In questa scatola nera inseriamo cibo “Input”. Riceviamo energia, nelle forme che prima abbiamo considerato, ed emettiamo acqua ed anidride carbonica “Output”.
Semplificando all’estremo i grassi, o gli altri nutrienti, fanno la stessa fine che farebbero all’interno della bomba calorimetrica. Prendiamo ad esempio un tipico acido grasso contenuto all’interno di noi, acido palmitico.
CH3(CH2)14COOH + 23 O2 (g) → 16 CO2 (g) + 16 H2O (l) ∆H = -9977 kJ.
Essendo costituito da Carbonio, Idrogeno e Ossigeno, “Bruciando” si trasforma in acqua e biossido di carbonio.
Facendo attività fisica, la nostra macchina umana trasforma l’energia chimica contenuta nel cibo (o accumulata in appropriate zone del nostro corpo) e butta fuori acqua e CO2.
Ovviamente molti dei processi che avvengono a livello cellulare sono stati scoperti ed analizzati, e altrettanto ovviamente nessuna fiamma infuoca le nostre viscere.
Eppure tutto questo processo rimane, almeno ad alto livello, “Semplice come respirare …”
