Una premessa sulle parole. Di solito si dice che il corpo «brucia» zuccheri e grassi. Dentro le cellule però non brucia niente: non c’è fiamma, c’è una lunga catena di reazioni chimiche che ricava energia dalle molecole un passaggio alla volta. L’immagine viene dalle calorie, che ancora oggi si misurano bruciando il cibo in laboratorio con un metodo nato più di un secolo fa. Ragionare sul corpo come su una stufa che brucia quello che riceve è però un modo superato: due alimenti con le stesse calorie vengono assorbiti, utilizzati e messi da parte in modi molto diversi. Per questo in questo articolo diciamo che il corpo utilizza i suoi carburanti.
Il corpo consuma energia di continuo, anche fra un pasto e l’altro e durante la notte. Cuore, cervello e muscoli hanno bisogno in ogni momento di ATP, la molecola che dà alle cellule l’energia per far funzionare tutti i loro processi. Per produrla il corpo usa soprattutto due carburanti, lo zucchero (il glucosio) e i grassi (gli acidi grassi), e li mescola in proporzioni che cambiano durante la giornata. Quando il glucosio scarseggia, il fegato ricava dai grassi un terzo carburante, i corpi chetonici, che il cervello può usare al posto di buona parte del glucosio.
I due carburanti principali si influenzano a vicenda. Quando le cellule utilizzano più grassi consumano meno glucosio, e quando hanno più glucosio a disposizione utilizzano meno grassi. Il passaggio avviene per gradi: le proporzioni si spostano un poco alla volta, secondo quello che succede nel corpo.
Il ciclo di Randle
Questo meccanismo lo descrisse nel 1963 il biochimico inglese Philip Randle con i suoi collaboratori, e da allora si chiama ciclo di Randle, o ciclo glucosio-acidi grassi. Spiega come, dentro la cellula, un carburante freni l’uso dell’altro. A mettere il freno sono gli enzimi, le proteine che fanno avvenire e regolano le reazioni chimiche della cellula.
Dopo un pasto con carboidrati
Il glucosio entra nel sangue e la glicemia, cioè la quantità di zucchero nel sangue, sale. Il pancreas rilascia insulina, che fa entrare il glucosio nelle cellule e intanto ferma la liberazione dei grassi dai depositi. Una parte del glucosio viene utilizzata subito, una parte viene messa da parte come glicogeno, la riserva di zucchero del fegato e dei muscoli, e quello che avanza il fegato lo trasforma in grasso. Il lavoro va fatto in fretta, perché una glicemia che restasse alta a lungo danneggerebbe i vasi e i tessuti.
Mentre la cellula spezza il glucosio per ricavarne energia (questo processo si chiama glicolisi), si forma una sostanza, il malonil-CoA, che chiude agli acidi grassi la porta dei mitocondri, le centrali della cellula dove i carburanti vengono utilizzati. Con la porta chiusa i grassi si utilizzano meno e vengono messi da parte nel tessuto adiposo.
Nel digiuno o quando si mangiano pochi carboidrati
L’insulina scende e il tessuto adiposo libera i grassi che custodisce (questo processo si chiama lipolisi): nel sangue arrivano acidi grassi e glicerolo. I muscoli e gli altri organi utilizzano più grassi, e dalla loro demolizione si accumulano due sostanze, il citrato e l’acetil-CoA. Il citrato rallenta la glicolisi, mentre l’acetil-CoA blocca l’enzima che porta dentro i mitocondri quello che resta del glucosio già spezzato (il piruvato). Così la cellula consuma meno glucosio, e quello presente nel sangue resta a disposizione degli organi che ne hanno più bisogno.
Il digiuno e la gluconeogenesi
Anche quando dal cibo non arrivano carboidrati, alcune parti del corpo hanno bisogno di glucosio: i globuli rossi, che non hanno mitocondri e possono usare solo quello, la parte interna del rene e alcune zone del cervello. Per tenere stabile la glicemia il fegato, e nel digiuno prolungato anche il rene, fabbricano glucosio nuovo a partire da sostanze che non sono zuccheri. Il processo si chiama gluconeogenesi, e le materie prime sono tre.
Quando il corpo vive a lungo di grassi, i muscoli diventano meno pronti ad accettare il glucosio. Se dopo un digiuno lungo o un periodo di dieta chetogenica si mangia di colpo una quantità abbondante di zuccheri, la glicemia sale di più e scende più lentamente del solito. È un adattamento che protegge: i muscoli, che possono vivere di grassi, lasciano il glucosio disponibile al cervello e ai globuli rossi.
La curva della glicemia in questi casi può somigliare a quella di chi ha il diabete di tipo 2, ma la causa è diversa. Qui si tratta di un adattamento temporaneo, che rientra in pochi giorni quando i carboidrati tornano nella dieta. Nel diabete di tipo 2 le cellule rispondono male all’insulina in modo persistente, e col tempo il pancreas non riesce più a produrne abbastanza.
La flessibilità metabolica
Da tutto questo nasce l’idea di flessibilità metabolica. Un metabolismo sano sa passare da un carburante all’altro secondo quello che ha a disposizione, gli ormoni del momento e lo sforzo fisico che deve sostenere.
Non è quello che utilizza sempre grassi.
È quello che sa cambiare carburante quando cambiano le condizioni: usa il glucosio quando c’è, passa ai grassi quando l’insulina scende, regge il digiuno e regge lo sforzo.
Quando questa capacità si riduce, la cellula fatica a passare dai grassi al glucosio e viceversa. Di solito la si trova insieme alla resistenza all’insulina e al grasso che si accumula nei posti sbagliati, dentro il fegato, dentro i muscoli e attorno agli organi (i medici lo chiamano grasso ectopico).
Il pasto misto
Il ciclo di Randle descrive una competizione normale fra i due carburanti. Quando in un pasto ci sono sia carboidrati sia grassi, il corpo smaltisce per primo il glucosio e intanto mette da parte i grassi.
I problemi arrivano quando per anni si mangia più di quanto si consuma. A un certo punto il tessuto adiposo non riesce più a contenere altro grasso, che finisce allora nel fegato, nei muscoli e attorno agli organi, dove disturba l’azione dell’insulina.
In sintesi
Nelle 24 ore il corpo usa una miscela di carburanti che cambia di continuo. Dopo i pasti l’insulina toglie in fretta il glucosio dal sangue: una parte viene utilizzata subito, una parte diventa glicogeno, il resto grasso. Lontano dai pasti sono i grassi a coprire la maggior parte del fabbisogno, e nel digiuno prolungato si aggiungono i corpi chetonici. Un metabolismo in salute passa dall’uno all’altro con prontezza.
Se vuole vedere come ragioniamo sugli intervalli fra i pasti, lo abbiamo scritto nel protocollo sul digiuno intermittente e nel principio 80/20. Se le interessa come scegliamo e leggiamo gli studi di cui parliamo, lo trova in Metodologie e ricerche.
Le fonti di questo articolo
Randle PJ, Garland PB, Hales CN, Newsholme EA, The glucose fatty-acid cycle, Lancet, 1963 · Hue L, Taegtmeyer H, The Randle cycle revisited: a new head for an old hat, American Journal of Physiology, 2009 · Cahill GF Jr, Fuel metabolism in starvation, Annual Review of Nutrition, 2006 · Galgani JE, Moro C, Ravussin E, Metabolic flexibility and insulin resistance, American Journal of Physiology, 2008 · Goodpaster BH, Sparks LM, Metabolic flexibility in health and disease, Cell Metabolism, 2017 · Kelley DE, Mandarino LJ, Fuel selection in human skeletal muscle in insulin resistance, Diabetes, 2000.
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