Concetti Chiave
- La calorimetria diretta misura il calore prodotto da un animale in camere metaboliche, considerando anche l'energia dispersa da urine e feci.
- La calorimetria indiretta utilizza mascherine con sensori per calcolare il consumo di ossigeno e la produzione di CO2, stimando l'energia utilizzata dall'organismo.
- Il quoziente respiratorio (Qr) indica il tipo di nutrienti metabolizzati, calcolato come il rapporto tra CO2 prodotta e O2 consumato.
- La ritenzione di energia negli animali, come nei suini in crescita, si valuta considerando le proteine e i lipidi assorbiti e trattenuti.
- L'energia non bruciata dall'organismo è accumulata in molecole energetiche, pronta per essere utilizzata quando i substrati disponibili si esauriscono.
Indice
Misurazione del calore animale
La produzione di calore si può misurare con una calorimetria diretta. Questo si fa all’interno di camere metaboliche o calorimetriche dove si può misurare direttamente il calore prodotto dall’animale. È il 100% dell’energia utilizzabile per il principio dell’entropia. Per fare questo bisogna avere a disposizione una camera metabolica. Bisogna tenere in considerazione anche l’energia dispersa dalle urine e dalle feci.
Calorimetria indiretta e nutrienti
In alternativa si può definire quanta caloria l’organismo sta utilizzando attraverso la misurazione della calorimetria indiretta. Essa è calcolabile con una mascherina con due tubi, un flussimetro che calcola quanta aria entra ed esce e due sensori che calcolano l’O2 in entrate e in uscita e la Co2 in entrata e in uscita. Per ogni litro di ossigeno consumato si hanno:
- 5.04 Kcal nell’ossidazione dei carboidrati
- 4.69 Kcal per i lipidi. Per ossidare i lipidi ci vogliono maggiori quantità di O2 in quanto gli acidi grassi hanno meno ossigeno; di conseguenza si liberano meno Kcal per la stessa quantità di O2 consumato
- 4.82 Kcal nell’ossidazione delle proteine.
Per risalire a quale tipo di nutrienti l’organismo sta utilizzando si usa il quoziente respiratorio (Qr). Esso è pari a Co2 prodotta diviso O2 consumato. Il quoziente è interessante perché a seconda del substrato il rapporto tra Co2 e O2 varia. Si hanno 3 possibili fonti diverse di energia diversa a livello cellulare.
Energia cellulare e substrati
Queste 5 sono le fonti di energia della cellula ma se si ragiona sull’energia entrata e non uscita, i due comparti che risultano maggiormente composti di substrati energetici sono: muscoli e adiposo. Parlando ad esempio di un suino in crescita, la ritenzione di energia è data da proteine e lipidi. Le proteine del muscolo non sono lì per dare energia ma se si fa il conto dell’energia trattenuta bisogna sapere che se nelle urine troviamo azoto per 20g di proteina e sappiamo che il suino ha assorbito 100g si capisce che sono stati trattenuti 80g.
Importanza della calorimetria indiretta
La calorimetria indiretta è importante per capire che vie di ossidazione sono attivate in un certo momento e quindi quale substrato si sta metabolizzando.
Si parla di questo con gli switch metabolici nutraceutici che fanno bruciare i grassi o altre sostanze che prevengono lo scopo energetico delle proteine. Su questo si basano le diete che utilizzano una via metabolica particolare rispetto al soddisfacimento globale dell’organismo.
Energia acquisita e stoccata
Una volta che ho controllato:
- L’energia che entra dall’organismo (grazie all’aver calcolato quella che arriva dagli alimenti)
- L’energia che l’animale ha utilizzato (grazie alla calorimetria, agli scambi respiratori piuttosto che attraverso alla camera metabolica)
Bisogna calcolare anche l’energia acquisita dall’organismo ma che esso non ha bruciato. È un’energia che si ha sempre. Ad esempio, nel corso della stessa giornata quando un animale mangia un pasto, l’energia che è in circolo viene stoccata e poi rimessa in circolo nel momento in cui in circolo non ci sono più substrati energetici (come un gruzzolo di soldi che si mette in banca che progressivamente si ritira con il bancomat). Il fatto di avere una banca, nel caso dell’organismo, consiste nel mettere l’energia all’interno dell’organismo sottoforma di molecole che non sono state ancora bruciate.
Domande da interrogazione
- Come si misura la produzione di calore negli animali per determinare il loro metabolismo energetico?
- Qual è la differenza tra calorimetria diretta e calorimetria indiretta?
- Come si calcola l'energia prodotta dall'ossidazione di carboidrati, lipidi e proteine?
- Cosa indica il quoziente respiratorio (Qr) e come si calcola?
- Come si determina l'energia trattenuta dall'organismo e non utilizzata?
La produzione di calore negli animali si misura attraverso la calorimetria diretta, utilizzando camere metaboliche o calorimetriche per misurare direttamente il calore prodotto dall'animale.
La calorimetria diretta misura direttamente il calore prodotto dall'animale, mentre la calorimetria indiretta stima il consumo energetico misurando l'ossigeno consumato e la CO2 prodotta, attraverso l'uso di una mascherina con sensori.
Per ogni litro di ossigeno consumato, si producono 5.04 Kcal nell'ossidazione dei carboidrati, 4.69 Kcal per i lipidi e 4.82 Kcal nell'ossidazione delle proteine, con variazioni dovute alla quantità di ossigeno richiesta per l'ossidazione.
Il quoziente respiratorio (Qr) indica il tipo di nutriente che l'organismo sta utilizzando, calcolato come il rapporto tra CO2 prodotta e O2 consumato. Varia a seconda del substrato energetico metabolizzato.
L'energia non utilizzata dall'organismo viene determinata calcolando l'energia introdotta con l'alimentazione e sottraendo l'energia effettivamente utilizzata, misurata tramite calorimetria e scambi respiratori. Questa energia viene stoccata nell'organismo per essere utilizzata successivamente.
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