Leggi della termodinamica

Leggi della termodinamica

Il principio di “una caloria è una caloria” e che il conseguente cambiamento di peso nelle diete ipocaloriche è indipendente dalla composizione dei macronutrienti, è ampiamente contenuto nella letteratura popolare e tecnica, ed è spesso giustificato dal ricorso alle leggi della termodinamica.
Nello studio sono esaminati proprio alcuni aspetti della termodinamica che riguardano la perdita di peso e l’effetto della composizione dei macronutrienti.
Il focus è il cosiddetto vantaggio metabolico nelle diete a basso contenuto di carboidrati conferirebbero una maggiore perdita di peso rispetto alle diete isocaloriche di diversa composizione. Due leggi della termodinamica sono rilevanti per i sistemi considerati in nutrizione e, mentre la prima legge è una legge di conservazione (di energia), la seconda è una legge di dissipazione: qualcosa è perso e quindi non c’è da aspettarsi equilibrio.
Nello studio si parla in particolare che un fraintendimento della seconda legge rappresenti la controversia sul ruolo dell’effetto dei macronutrienti sulla perdita di peso.
La diete low-carb (bassa percentuale di carboidrati) sono ormai una moda del giorno d’oggi. Questo però si oppone fortemente alle ormai risapute raccomandazioni della maggior parte delle istituzioni nutrizionali e mediche che sono scettiche sull’accettazione di questi regimi alimentari.
Un aspetto di queste diete che è stato particolarmente controverso è il cosiddetto “vantaggio metabolico”, cioè l’idea che si possa perdere più peso con le diete low-carb, caloria per caloria, rispetto a diete con contenuto di carboidrati più elevato.

Esaminando la recente letteratura sul vantaggio metabolico, nello studio si dimostra come esista invece un effettivo vantaggio: le diete a basso contenuto di carboidrati possono quindi portare a una maggiore perdita di peso rispetto alle diete isocaloriche (stesse calorie) a basso contenuto di grassi e alto in carboidrati.
Cosa significa “una caloria è una caloria?”
Il significato più comune e diretto è l’impossibilità per due diete iso-caloriche di portare a una diversa perdita di peso. Spesso, infatti, il concetto è giustificato con riferimento alle “leggi della termodinamica”, ma mai è stata data una connessione esplicita.
Infatti una comprensione più accurata del ruolo della seconda legge dimostrerebbe che la perdita di peso differenziale non è in contrasto con alcun principio fisico e che quindi è facilmente dimostrabile il fatto che due piani alimentari con le stesse caratteristiche, ma con diverse percentuali di macronutrienti, possano avere effetti dimagranti differenti.

È quindi rilevante il fatto che l’idea che “una caloria sia una caloria” deriva da un fraintendimento delle leggi della termodinamica.
Ci sono due leggi della termodinamica:
La prima legge: è una legge di conservazione: dice che la forma di energia può cambiare, ma il totale è sempre conservato.
La seconda legge: è una legge di dissipazione: afferma che in ogni processo (reale) irreversibile, l’entropia deve aumentare (ΔS> 0); l’equilibrio non è previsto. L’entropia è, in- fatti, identificabile con l’irreversibilità.
Prendendo in esame la seconda legge e prendendo in considerazione che carboidrati e proteine forniscono entrambe 4 kcal, dovremmo ottenere un risultato equivalente confrontando la resa energetica di questi due “combustibili”… in realtà, invece, non è così!
Inefficienza
La seconda legge della termodinamica ci dice che nessuna macchina è completamente efficiente. Parte dell’energia disponibile viene persa sotto forma di calore e nel riarrangiamento interno dei composti chimici e altri cambiamenti nell’entropia. In altre parole, anche se la prima legge vale anche in processi irreversibili l’energia è ancora conservata, la seconda legge dice che qualcosa viene perduto e che quel qualcosa è irrecuperabile.
L’efficienza di una macchina dipende da come funziona la macchina stessa, dalla natura del combustibile introdotto e dai processi arruolati dall’organismo. Nelle diete dimagranti l’inefficienza è desiderabile ed è legata ai livelli ormonali e alle attività enzimatiche.
Efficienza e termogenesi
Nella nutrizione, un componente dell’inefficienza viene misurato in termogenesi (effetto termico dell’alimentazione) o in calore generato nella lavorazione degli alimenti. C’è molta letteratura su questo argomento e la conclusione generale è che gli effetti termici dei nutrienti sono circa il 2-3% per i lipidi, il 6-8% per i carboidrati e 25- 30% per le proteine.
È interessante notare che questi dati potrebbero essere già sufficienti a spiegare il vantaggio metabolico sopracitato e quindi potrebbero bastare a spiegare la motivazione per cui la perdita di peso in una dieta sia influenzata anche dalle percentuali di macro-nutrienti!

Conclusioni
La seconda legge della termodinamica dice quindi che ci si può aspettare una variazione dell’efficienza in base alle diverse vie metaboliche. Quindi la frase “una caloria è una caloria” andrebbe a violare la seconda legge della termodinamica!

Il vantaggio metabolico con diete a basso contenuto di carboidrati è infatti ben stabilito in letteratura. Non sempre si verifica, ma il punto importante è che può verificarsi. Ignorare le sue possibilità e non indagare le precise condizioni in cui appare, ci distaccherebbe da potenziali benefici!

Da sempre infatti Strategic Nutrition Center offre ai suoi clienti formazione ed educazione basate sulle evidenze scientifiche! Infatti, tutti i percorsi alimentari che vengono proposti ai nostri clienti sono basati su un’accurata composizione dei macronutrienti e non nella mera conta calorica di quello che si ingerisce durante la giornata.
Il nostro corpo infatti reagisce in modo diverso agli stimoli che gli sono forniti dall’esterno.
… Come volevasi dimostrare!

Tratto da: “A calorie is a calorie” violates the second law of thermodynamics
Richard D Feinman and Eugene J Fine Nutrition Journal 2004

Leggi della termodinamica ultima modifica: 2019-08-20T11:00:22+00:00 da Lorenzo Bergami
Lorenzo Bergami

Autore: Lorenzo Bergami

Mi chiamo Lorenzo Bergami.
Mi occupo professionalmente di nutrizione, sport e prevenzione da 15 anni, ma sono interessi che ormai mi accompagnano da tutta vita.
La scienza è da sempre la mia più grande passione e mescolarla con lo sport e la salute è diventata la mia missione.
Continuerò a sognare, continuerò ad evolvere e continuerò a comunicare al mondo i capisaldi della mia professione: Amare, Rispettare, Appassionare, Nutrire, Allenare, Vincere.
Credo infine nel lavoro di squadra: il confronto con altri professionisti mi fa realmente capire che non si finisce mai di imparare!