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Ezio di Flaviano Riabilitazione Nutrizionale Psico-‐Motoria Policlinico di Abano Terme (PD) C.d.C. Villa Pini d’Abruzzo (CH)

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VII Corso di aggiornamento X-‐FILES IN NUTRIZIONE CLINICA ED ARTIFICIALE Brainstorming fra scienza di base e clinica 13 -‐ 14 GIUGNO 2013

© X-FILES in NUTRIZIONE

CLINICA ed ARTIFICIALE

  Digiuno: §  Astensione totale dalla assunzione di alimenti, in seguito ad una prescrizione medica, con sufficiente idratazione;

  Digiuno modificato §  Assunzione di piccole quantità di alimenti o miscele formulate di nutrienti, che comportino un apporto calorico inferiore alle 600/800 calorie nelle 24 ore;

(Serafino Pietro Marcolongo) http://www.medicitalia.it/dizionario-‐medico

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 Le riserve energetiche del corpo umano di un soggetto normopeso §  140.000 Kcal da tessuto adiposo; §  24.000 Kcal da proteine muscolari; §  1600 Kcal da glicogeno epatico e muscolare.

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  La riserva corporea di glicogeno in un soggetto normopeso-‐normoconformato (fegato e muscoli) è di circa 200 gr

  Il glucosio nei fluidi corporei è di circa 20 gr   Il fabbisogno giornaliero di glucosio:

§  100 gr per il cervello, §  60 gr per gli altri organi glucodipendenti come i G.R.

  Esaurimento delle scorte entro 24/36 ore;

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CLINICA ed ARTIFICIALE PASTO

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CLINICA ed ARTIFICIALE DIGIUNO

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§ Neoglucogenesi ▪  Nel Fegato a partire dagli aminoacidi che si liberano dalla degradazione delle proteine muscolari. ▪  L’aminoacido glucogenetico piu’ importante è l’alanina ▪  Leucina e Isoleucina non sono neoglucogenetici

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Proteine delle strutture muscolari

AA Glucoformatori

Es. Alanina, arginina

AA Chetoformatori

Es.Leucina, Isoleucina

Sangue

Fegato Piruvato

Glucosio

Acetil Co A

Corpi chetonici Urea (NH3)



  Neoglucogenesi minima : 100 gr di glucosio al giorno,   Da grassi (trigliceridi): glicerolo e solo alcuni acidi

grassi, quelli a numero dispari di atomi di carbonio; §  circa 16 grammi di glucosio al giorno.

  Le proteine dovranno contribuire per 90 grammi circa. §  Per produrre 90 grammi di glucosio il corpo dovrebbe decomporre 155 grammi di proteine muscolari,(da un grammo di proteine possiamo infatti ottenere circa 0,6 grammi di glucosio)

§  perdita giornaliera di azoto di circa 25 grammi(rapporto proteine-‐azoto è di 6,25).

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  Contenuto di azoto di un organismo adulto (65 Kg) §  circa 1000 gr §  una perdita di azoto superiore al 50% è letale

  La Neoglucogenesi da proteine muscolari è autolimitante §  Diminuisce a 10 gr di proteine (consumo basale giornaliero di proteine) o anche meno dopo i primi giorni,

§  la formazione di glucosio dalle proteine non superera’ in media i 5 gr/die

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  dopo i primi giorni di digiuno avviene “commutazione biochimica” la quale fa si che le cellule cerebrali inizino ad utilizzare come fonte energetica i corpi chetonici derivanti dalla mobilizzazione delle riserve di trigliceridi

  nel sangue dei soggetti a digiuno aumenta concentrazione corpi chetonici: §  acido acetico §  acetone §  acido beta-‐idrossibutirrico

G. F. Cahill Jr. Starvation in man. Clin. Endocrinol. Metab. 1976 Jul, 5(2), 397-‐415.

�

�

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Trigliceridi

AG

AG

Glucosio Sangue

Sangue

ATP

Energia Corpi

chetonici

Acetil Co A

SNC, Muscoli, Cuore

impossibile

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Adipocita

epatocita



  Nel digiuno la chetonemia non rappresenta un fatto patologico (come nel diabete scompensato) ma un adattamento biochimico fondamentale per assicurare una lunga sopravvivenza.

  Dopo 36/48 ore, i corpi chetonici, in particolare l’Ac.-‐beta-‐idrossibutirrico, raggiungono una concentrazione sufficiente, nel cervello viene attivato l’adattamento biochimico per cui tutte le necessita’ energetiche saranno sostenute dai grassi, tramite i corpi chetonici; con conseguente RISPARMIO delle proteine muscolari.

T. T. Aoki. Metabolic adaptations to starvation, semistarvation, and carbohydrate restriction. Prog. Clin. Biol. Res. 1981, 67, 161-‐77. �

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  NO chetoacidosi   NO deplezione della riserva alcalina;   NO edemi precoci per pronta mobilizzazione delle riserve proteiche,

  NO edemi tardivi per la commutazione al metabolismo dei corpi chetonici;

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1.  Riduce notevolmente la neoglucogenesi e di conseguenza la demolizione proteica

2.  Rende i grassi l’unica fonte energetica ed i grassi rappresentano la maggiore riserva energetica con il massimo del rendimento( 1 gr di grasso = 9,3 Kcal)

3.  Il metabolismo dei grassi comporta un risparmio di enzimi quindi di proteine, vitamine ed oligoelementi

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  Il digiuno ha iniziato ad acquisire valenza medico-‐scientifica con il fisiologo francese Charles Chossat (1796-‐1875),

  ricerche sui piccioni §  “…durante un digiuno estremo, vengono utilizzati per la sopravvivenza dell'organismo i tessuti meno importanti, mentre gli organi vitali vengono conservati indenni….. ”. �

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  In Italia, il primo studio scientifico sull'uomo fu compiuto da Luigi Luciani ( direttore della cattedra di fisiologia dell’università di Firenze)

  Sotto osservazione per 30 giorni un volontario, Giovanni Succi.

  nel 1915, Francis Gano Benedict, dell'istituto Carnegie di Roxbury, sottopose vari soggetti a lunghi digiuni, ad esempio un certo A. Levanzin per 31 giorni.

  Altri studiosi "storici" del digiuno sono stati Voit nel 1895, Lusk nel 1915, Benedict e Schenk nel 1938, Buchinger nel 1935, Kaller e Reller nel 1944. �

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  I dati più completi sul semidigiuno è stato realizzato da Keys 'Minnesota Experiment',

  Lo studio, effettuato presso l’Università del Minnesota dal 19 novembre 1944 al 20 dicembre 1945, fu ideato per valutare gli effetti fisiologici e psicologici di una severa e prolungata restrizione dietetica calorica e l’efficacia della riabilitazione nutrizione in soggetti normopeso sani. �

  Riduzione del peso del 27% Keys A, Brozek J, Henschel A, Mickelsen O, Taylor HL. The Biology of Human Starvation.

Minneapolis, MN: The University of Minnesota Press, North Central Publishing, 1950.

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Comportamentali Psicologici

• Rituali alimentari (mangiare molto lentamente, tagliare il cibo in piccoli pezzi, mescolare il cibo in modo bizzarro, ingerire cibo bollente) �• Lettura di libri di cucina e collezione di ricette �• Incremento del consumo di caffè, tè, spezie, gomme da masticare e acqua �• Onicofagia �• Incremento del fumo di sigarette �• Episodi bulimici �• Incremento dell’esercizio fisico per evitare la riduzione del contenuto calorico della dieta �• Autolesionismo �

Danneggiamento della capacità di concentrazione �• Scarso capacità di insight e di giudizio critico �• Preoccupazione per il cibo e l’alimentazione �• Depressione �• Sbalzi del tono dell’umore �• Irritabilità �• Rabbia �• Ansia �• Apatia �• Episodi psicotici �• Cambiamenti di personalità confermati dai test psicologici �

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Biologici Sociali

• Disturbi del sonno �• Vertigini �• Debolezza �• Dolori addominali �• Disturbi gastrointestinali �• Cefalea �• Ipersensibilità al rumore e alla luce �• Edema da denutrizone •  Ascite �• Ipotermia �• Riduzione della frequenza cardiaca e respiratoria �• Parestesie �• Diminuzione del metabolismo basale �• Aumento della fame �• Precoce senso di pienezza �

• Isolamento sociale �• Riduzione dell’interesse sessuale �

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  Mentre alcuni studi dimostrerebbero una correlazione casuale tra digiuno e successiva insorgenza di disturbi del comportamento alimentare (abbuffate)

Polivy J, Zeitlin SB, Herman CP, Beal AL. Food restriction and binge eating: a study of former prisoners of war. J Abnorm Psychol 1994; 103: 409–411.19.

Polivy J, Herman CP. Dieting and binging: a casual analysis. Am Psychol 1985; 40: 193–201, 198   Altri dimostrano come il semidigiuno (600/800 Kcal/

die) protratto per un anno non avrebbe determinato nessuma malattia o disturbo

Smith DA, Woodruff MFA (eds). Deficiency Diseases in Jap-‐ anese Prison Camps. Medical Research Council Special Report Series No. 274. London: Medical Research Council, 1951.21.

Apfelbaum E. Maladie de famine. Recherches cliniques sur la famine executees dans le Ghetto de Varsovie en 1942. Warsaw: Am Joint Distributioni Committee, 1946

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  Elia ha osservato che la carestia ha afflitto l'umanità nel corso della storia, con la prima carestia registrata in Egitto 5000 anni fa

Elia M. Hunger disease. Clin Nutr 2000; 19: 379–386   Recentemente, Collins ha esaminato i dati di peso e altezza di 573

vittime di carestia in Somalia (1990) e ha riportato IMC di 10,1 in giovani (15-‐24 anni) sopravvissuti.

  Questo è inferiore al livello precedentemente considerato compatibile per la vita (IMC 12)

Collins S. The limit of human adaption to starvation. Nat Med 1995; 1: 810–814.14. Henry CJK, Rivers JPW, Payne PR. Protein and energy metab-‐ olism in starvation reconsidered. Am J Clin Nutr

1988; 42: 543– 549.15. James WPT. Introduction: the challenge of adult chronic energy deficiency. Eur J Clin Nutr 1984; 48: S1–S9.

  Nella nostra esperienza clinica i pazienti affetti da Anoressia nervosa di lunga durata sopravvivono a IMC < 10 Kg/m2 è possono essere riabilitati.

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  Sono stati descritti decessi per digiuno in soggetti durante sciopero della fame dopo 60-‐70 giorni e riduzione del peso del 40-‐50%

Meyers AW. Some morphological effects of prolonged inanition. J Med Res 1917; 36: 51–78.

  Gli obesi avendo una riserva molto più grande di energia, principalmente sotto forma di tessuto adiposo, possono sopravvivere un digiuno per periodi molto più lunghi rispetto ai soggetti magri.

  Elia M. ha suggerito un tempo di sopravvivenza al digiuno di 60-‐70 giorni per un soggetto magro e 200-‐300 giorni per un soggetto obeso durante il digiuno

  Questo è in accordo con l’osservazione di due pazienti di sesso femminile affette da obesità che hanno tollerato un digiuno per un massimo di 249 giorni con riduzione di circa il 30% del peso corporeo iniziale

Elia M. Effect of starvation and very low calorie diets on protein-‐energy interrelationships in lean and obese subjects. In:

Scrimshaw N, Schurch B (eds). Protein-‐Energy Interactions. Inter-‐ national Dietary Energy Consultancy Group, Proceedings of an IDECG workshop. Lausanne: Nestle Foundation, 1991, pp. 249– 284.

  Tutte queste condizioni risentono di altri fattori, come la paura di morire, che inevitabilmente influenzano i soggetti studiati e quindi non rappresentano un modello di studio degli effetti del digiuno sul paziente obeso

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  La composizione corporea iniziale (riserve di energia) svolge un ruolo importante nel determinare la durata della sopravvivenza;

  Gli studi sulle carestie hanno riportato una differenza di genere nella adattamento alla carestia, le donne resistono al digiuno meglio degli uomini;

  Questo potrebbe essere spiegato dalla maggiore percentuale di grasso corporeo iniziale;

  L’eccesso di grasso corporeo nel paziente obeso rende gli effetti del digiuno completamente diversi dal soggetto normopeso;

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  Proposto per molti anni, nel tentativo di promuovere la riduzione ponderale il più rapidamente possibile, nella “obesità refrattaria”

Munro JF, MacCuish AC, Goodall AD, Fraser J, Duncan LJP. Further experience with prolonged therapeutic starvation in gross refractory obesity. BMJ 1970; 19: 712–714.

  Studi sperimentali di Bloom , Duncan et al. , Drenick et al. e Cahill , ha fornito un quadro di riferimento per il digiuno terapeutico in regime di ricovero per obesità patologica nel corso del 1950 e 1960,per periodi che vanno 10-‐117 giorni.

  Stuart e Flemming (1973), hanno descritto un periodo di digiuno di 382 giorni, su un uomo obeso, inserito nel Guinness dei primati, dopo aver raggiunto un riduzione di peso del 75%

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  Attualmente, il digiuno non è raccomandato come opzione di trattamento clinico per l'obesità e deve essere condotta solo sotto stretto controllo medico.

  Al digiuno sono stati attribuiti:

§  eccessiva perdita di massa magra §  gravi complicazioni (ad esempio la fibrillazione ventricolare,

acidosi lattica, carenza di vitamine e di elettroliti) §  sindrome della morte improvvisa sia durante il digiuno o la

rialimentazione, §  Scarso mantenimento del peso ridotto

Wadden TA, Stunkard AJ, Brownell KD. Very low calorie diets: their efficacy, safety, and future. Ann Intern Med 1983; 99: 675–684.

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Am J Clin Nutr. 1981 Apr;34(4):453-‐61. �Sudden death associated with very low calorie weight reduction regimens. �Sours HE, Frattali VP, Brand CD, Feldman RA, Forbes AL, Swanson RC, Paris AL. �

Abstract �We studied the cases of 17 individuals who died suddenly of ventricular arrhythmia after prolonged use (median 5 months) of very low calorie weight reduction regimens consisting entirely or largely of protein. The deaths appeared to be independent of type of medical supervision received during the diet, daily dosage of potassium supplementation, and biological quality of the protein product used. Factors common to all cases were marked obesity at the onset of dieting, prolonged use of extremely low calorie diets (approximately 300 to 400 kcal daily), and significant and rapid weight loss. Our review of available electrocardiograms and pathological specimens revealed a pattern of cardiac changes previously described in starvation. We conclude that use of very low calorie weight reduction regimens should be curtailed until further studies determine what modifications, if any, can insure their safety. �

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Dieta ipocalorica bilanciata

Digiuno

Forbes GB. Human body composition. Springler-‐Verlag, New York, 1987.2. Runcie J, Hilditch TE. Energy provision, tissue utilization, and weight loss in prolonged starvation. Br Med J 2: 352-‐356, 1974.3.

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Forbes GB. Human body composition. Springler-‐Verlag, New York, 1987.2. Runcie J, Hilditch TE. Energy provision, tissue utilization, and weight loss in prolonged starvation. Br Med J 2: 352-‐356, 1974.3.

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Runcie J, Thomson TJ. Prolonged starvation: Dangerous proce-‐ dure? Br Med J 3: 432-‐435, 1970.



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Int J Obes. 1989;13 Suppl 2:67-‐72. Walls J, Worzencraft J, Kreitzman S, Coxon A, Howard A.SourceCambridge

University, Fenners, UK. Abstract Response to recommendations of the Committee on Medical Aspects of Food Policy prompted reformulation of the 330 kcal Cambridge diet to 405 kcal per day with 42 g protein. Developmental trials demonstrated that clinical performance of VLCD formulations at comparable calorie levels could not be assumed. Studies using the formulation commercially produced as Cambridge diet extra with female subjects showed no significant difference in weight losses between the original and the new diet products over 2 or 8 week study periods. The percentage of body weight represented by FFM rose in the 8-‐week trial by 5 per cent in each group. Blood analyses were carried out before and after 8 weeks dieting with the 405 kcal formula. All parameters remained in the normal range, except iron, which was slightly below normal prior to the trial and rose into the normal range by week 8. These findings compared favourably with previous blood profiles of subjects using the 330 kcal formula. Modifications of the formula which increased the protein and calorie content to 42 g and 405 kcal respectively did not significantly alter the efficacy and safety of the product.



  La p ratio (energia derivata dalla ossidazione delle proteine ) varia nelle fasi iniziali inizialmente ed è più elevata nel magro che nell’obeso

(Elia, 1992,1999)



Foster GD et All; A randomized trial of a low-‐carbohydrate diet for obesity. N Engl J Med. 2003 May 22;348(21):2082-‐90.

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Anderson JW, Konz EC, Frederich RC, et al. Long-‐term weight-‐ loss maintenance: a meta-‐analysis of US studies. Am J Clin Nutr 74: 579-‐584, 2001.

• metanalisi condotta su 29 studi mise a confronto dieta ipoenergetica bilanciata e DM

• Questi studi prevedevano tutti un programma strutturato per il calo ponderale con terapia comportamentale ed attività fisica.

• Il risultato fu nettamente a favore di DM , sia in termini di calo ponderale che di mantenimento dello stesso a distanza di 5 anni

• I risultati migliori furono riportati da quegli studi nei quali l’attivitàfisica programmata era più intensa.



Balasse EO, Neef MA.Inhibition of ketogenesis by ketone bodies in fasting humans. Metabolism. 1975 Sep;24(9):999-‐1007.

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  Differenze significative tra i due gruppi a favore del DM per la riduzione del peso, miglioramento lipoproteine ��ad alta densità diminuzione colesterolo, trigliceridi e pressione arteriosa sistolica;

  Maggiore tasso di abbandono nelle diete convenzionali a ridotto contenuto di grassi

  La revisione sistematica dimostra che DM sono più efficaci a 6 mesi e ugualmente efficaci,come le diete a basso contenuto di grassi, per ridurre il peso e il rischio di malattie cardiovascolari ad 1 anno.

Hession M, Rolland C, Kulkarni U, Wise A, Broom J. Systematic review of randomized controlled trials of low-‐carbohydrate vs. low-‐fat/low-‐calorie diets in the management of obesity and its comorbidities. Obes Rev. 2009 Jan;10(1):36-‐50.

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  Jonstone AM (2002) ha condotto uno studio su soggetti magri sani (maschi e femmine) sottoposti a digiuno totale per 36 ore,seguito dalla possibilità di alimentasi ad libitum con 45 cibi già pronti da consumare (supermarket-‐style).

  Tutti i soggetti hanno perso peso durante la 36 ore di digiuno (in media -‐1,33 kg [SD 0.55] negli uomini e -‐1,00 kg [SD 0.30] per le donne).

  I soggetti durante la alimentazione ad libitum, hanno consumato meno energia di quanto previsto dagli studi precedenti, per compensare il deficit energetico indotto rapidamente.

  Si è verificato un maggior consumo di grasso a colazione che probabilmente ha poi limitato la alimentazione nel resto della giornata

Johnstone AM, Faber P, Gibney ER, Elia M, Horgan G, Golden BE, Stubbs RJ. Effect of an acute fast on energy compen-‐sation and feeding behaviour in lean men and women. Int J Obes 2002; 26: 1623–1628.

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  Uno degli eventi religiosi maggiormente connessi il digiuno è il periodo del Ramadan.

  Durante il mese di digiuno del Ramadan, i musulmani si astengono da cibo e bevande dal sorgere del sole fino al tramonto.

  Anche se non comporta un digiuno prolungato, fornisce una visione utile della restrizione a breve termine negli esseri umani sani

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  Il digiuno periodico prolungato in un modello come quello del Ramadan

§  non modifica il consumo di cibo (Food intake), il comportamento alimentare ne il peso corporeo, prima e dopo il digiuno;

§  ha degli effetti positivi sullo stato infiammatorio del corpo e sui fattori di rischio per le malattie cardiovascolari come l’omocisteina, PCR,TG, HDL, LDL. �

-‐Gharbi M, Akrout M, Zouari B. Food intake during and outside Ramadan. East Mediterr Health J 2003; 9: 131–140.4. -‐ Finch GM, Day JE, Razak Welch DA, Rogers PJ. Appetite changes under free-‐living conditions during Ramadan fasting. Appetite 1998; 31: 159–170. -‐Aksungar FB, Topkaya AE, Akyildiz M. Interleukin-‐6, C-‐reactive protein and biochemical parameters during prolonged intermittent fasting. Ann Nutr Metab. 2007;51(1):88-‐95 �

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  Il digiuno periodico migliora notevolmente la sopravvivenza a lungo termine dopo arresto cardiaco grazie all’attivazione dei suoi effetti pro-‐angiogenici, anti-‐apoptosici e ristrutturanti Katare RG, Kakinuma Y, Arikawa M, Yamasaki F, Sato T.Chronic intermittent fasting improves the survival following large myocardial ischemia by activation of BDNF/VEGF/PI3Ksignaling pathway. J Mol Cell Cardiol. 2009 Mar;46(3):405-‐12

  Legame molecolare tra la longevità indotta tramite digiuno periodico e le linee di segnalazione basate sull’insulina/IGF. Honjoh S, Yamamoto T, Uno M, Nishida E. Signalling through RHEB-‐1 mediates

intermittentfasting induced longevity in C. elegans.Nature. 2009 Feb 5;457(7230):726-‐30 � �

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  il D-‐beta-‐idrossibutirrato rappresenta una più efficiente risorsa di energia per il cervello, per unità di ossigeno;

  Capacità di ridurre il tasso di morte neuronale in colture di cellule in degenerazione (modelli biologici di Alzheimer o malattia di Parkinson). ��᠋᠌᠍

  Patologie neurologiche, genetiche o acquisite che possano beneficiare della chetosi.

Veech RL, Chance B, Kashiwaya Y, Lardy HA, Cahill GF Jr.Ketone bodies, potential therapeutic uses. Life. 2001 Apr; 51(4):241-‐7 �

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  Le preoccupazioni che hanno portato ad abbandonare il digiuno come terapia della obesità non sono giustificate.

  Qualsiasi terapia medica per la obesità, come per altre malattie, può essere responsabile di rischi per la salute ma questi vanno bilanciati con i benefici ottenuti dalla riduzione del peso!

  Un rischio a breve termine legato alla terapia di riduzione del peso può essere controbilanciato dai benefici a lungo termine per la salute derivanti dalla stesa riduzione

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  La chirurgia bariatrica comporta un rischio dello 0,25% di morte e del 13% per le complicazioni post-‐operatorio gravi come embolia, trombosi e complicazioni polmonari, come indicato dalla Swedish Obesity studi, ma sappiamo che riduce la morbilità e la mortalità nei completers a 15 anni.

  Il digiuno terapeutico controllato e le sua forma modificata, vanno considerati nel contesto moderno della terapia della obesità come opzione valida ed efficace!

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“Penso di avere chiarito che il messaggio da portare con sé è che la RESTRIZIONE

delle calorie è salutare. Vive di più e meglio chi, nella propria alimentazione quotidiana, la riduce

drasticamente” .

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