La scienza dietro il conteggio delle calorie

Noi di WHOOP crediamo che essere un atleta non significhi solo allenarsi per un paio d'ore al giorno o gareggiare, ma che sia un vero e proprio stile di vita e, come tale, richieda anche un'alimentazione mirata.

Per aiutare i nostri membri a seguire una dieta adeguata, WHOOP fornisce una stima giornaliera delle calorie bruciate. Di recente, abbiamo migliorato questo algoritmo e siamo ora entusiasti di condividere la scienza e la ricerca che stanno alla base del nostro conteggio delle calorie. Vogliamo cogliere quest'occasione per esaminare anche le sfide e i limiti del conteggio, così che tu possa comprendere come usarlo al meglio.

Da dove vengono le calorie e dove vanno a finire

Le calorie sono un'unità di energia. Ogni giorno, ricaviamo energia dal cibo e la impieghiamo in tre modi: (1) per le funzioni vitali, (2) per digerire il cibo e (3) per svolgere le attività quotidiane.

FUNZIONI VITALI (TASSO METABOLICO BASALE)

Il numero di calorie necessarie per mantenere le funzioni vitali di base, come il battito del cuore, sbattere le palpebre, la crescita dei capelli e delle unghie, viene definito "Tasso Metabolico Basale" o "TMB". Il tuo TMB dipende prevalentemente da età e statura. Le donne tendono ad avere un TMB più basso rispetto agli uomini, ma questo è dovuto soprattutto al fatto che tendono ad avere una corporatura più piccola. Uomini e donne con corporature e massa muscolare magra equivalenti tendono ad avere TMB molto simili. Sebbene sia possibile aumentare il TMB aumentando la massa muscolare magra, nella maggior parte dei casi questo valore è piuttosto costante da un mese all'altro.

DIGESTIONE (EFFETTO TERMICO DEL CIBO)

A quanto pare non esistono pasti gratuiti. Per digerire il cibo, è necessario spendere un po' di calorie per scomporlo in elementi utilizzabili. Questo fenomeno fisiologico è talvolta chiamato "effetto termico del cibo" e si riferisce collettivamente alle calorie utilizzate per digerirlo, assorbirlo e smaltirlo. Alcuni alimenti richiedono più calorie per essere elaborati rispetto ad altri. Ad esempio, il riso integrale ad alto contenuto di fibre ha un effetto termico maggiore rispetto alla sua controparte a basso contenuto di fibre, il riso bianco. Circa il 10% dell'apporto calorico totale viene utilizzato per elaborare il cibo, ma questo dato varia in modo significativo a seconda della dieta, soprattutto in base alla percentuale di proteine presenti. Uno studio ha dimostrato che il 20-35% delle calorie assunte come proteine viene utilizzato per la loro digestione.

ATTIVITÀ QUOTIDIANE (CALORIE ATTIVE)

Qualsiasi livello di attività che vada al di là delle funzioni vitali porta il tasso di consumo calorico al di sopra del TMB. In generale, maggiore è lo sforzo, maggiore è la quantità di calorie necessarie per alimentare l'attività. Queste calorie sono quelle su cui si ha il maggior controllo e sono il motivo principale per cui il nostro fabbisogno calorico può variare così tanto da un giorno all'altro. Non è possibile modificare in modo significativo il proprio TMB in una settimana, ma se si aggiunge una corsa di 30 minuti si aumenta il consumo calorico giornaliero di circa 250-550 calorie.

Prevedere il tasso metabolico basale (TMB)

Oltre 100 anni fa, Arthur Harris e Francis Benedict idearono l'"equazione di Harris-Benedict" per prevedere il TMB a partire da altezza, peso, età e sesso biologico. Sebbene nel secolo successivo siano state apportate piccole modifiche alle formule, in gran parte sono rimaste invariate. Tuttavia, questo non deve essere interpretato come un segno di accuratezza: l'equazione aggiornata sviluppata nel 1984, considerata ad oggi la previsione più accurata del TMB utilizzando solo altezza, peso, età e sesso biologico, è ancora nota per avere un livello di precisione solo del 95%, con un margine di errore di ±213 kcal/giorno per gli uomini e ±201 kcal/giorno per le donne. Utilizzare dati biometrici errati, come un peso non aggiornato, può aumentare ulteriormente l'errore tra la stima del TMB e il valore reale. Per massimizzare l'accuratezza, è quindi importante accertarsi che dati come l'altezza e il peso siano sempre aggiornati nell'app WHOOP. Un concetto che crea spesso confusione è la differenza tra TMB e TMR (tasso metabolico a riposo). Come spiegato in precedenza, il TMB è rappresentato dalle calorie associate al mantenimento delle funzioni vitali (come la respirazione), mentre il TMR è una stima del consumo calorico "ordinario", al di fuori dell'allenamento, e comprende quindi tutte le forme di "attività ordinaria" (come cucinare o preparare la colazione). Se hai mai usato un calcolatore online per prevedere il tuo fabbisogno calorico giornaliero e questo includeva informazioni come il "livello di attività", allora si trattava di un calcolatore del TMR, non del TMB. La differenza concreta è minima, ma nel calcolo WHOOP del "consumo attivo" usiamo il TMB, tenendo conto poi di fattori come il fabbisogno calorico di una persona che lavora alla scrivania, rispetto a quello di un infermiere del pronto soccorso che sta in piedi tutto il giorno.

Prevedere il consumo di calorie attive

Calcolare il consumo calorico dell'attività fisica è un'impresa molto più difficile che stimare il TMR e le ricerche pertinenti condotte in quest'area sono ancora meno numerose. Il modo più accurato per calcolare le calorie bruciate durante l'esercizio fisico è un processo chiamato "calorimetria indiretta", che misura lo scambio gassoso (tra ossigeno e anidride carbonica). La calorimetria indiretta richiede l'uso di uno strumento che copre il naso e la bocca, per cui non è prevista per i dispositivi da polso. Tenendo conto dei limiti di un dispositivo da polso, è stato dimostrato che le previsioni caloriche basate sulla frequenza cardiaca superano di gran lunga quelle basate solo sull'accelerazione (il movimento del corpo). La formula più comunemente usata per stimare il consumo calorico durante l'attività, o le cosiddette "calorie attive", è stata sviluppata in Sudafrica nel 2005. Nonostante sia l'algoritmo più affidabile tra quelli disponibili, presenta due problemi principali: il primo è che è stato adattato solo agli esercizi condotti a un'intensità del 57%, 77% e 90% della FC massima e quindi non è stato testato al di sopra e al di sotto di tali livelli; il secondo problema riguarda la capacità dell'algoritmo di spiegare le variazioni del dispendio energetico reale solo per il 73,4%. Ciò significa che un allenamento con un consumo stimato di 1000 calorie potrebbe averne bruciate da 734 a 1266: una differenza enorme se si vogliono usare queste informazioni per modificare la propria composizione corporea. Uno studio del 2017, che non includeva WHOOP, ha confermato questo problema dimostrando che nessuno dei dispositivi indossabili in commercio al momento dell'analisi era in grado di stimare le calorie dell'allenamento nei limiti di quello che i ricercatori di Stanford avevano stabilito essere un errore accettabile. La nostra formula per il calcolo delle calorie attive è ispirata alle metodologie del team sudafricano e potenziata grazie all'analisi dei dati relativi a milioni di allenamenti in un ampio spettro di attività e intensità. In un recente aggiornamento, abbiamo modificato il nostro algoritmo per modellare meglio la dinamica degli esercizi a bassa intensità e per integrare in modo più efficace le formule di calorie attive e TMB, semplificando la transizione tra le modalità di riposo e di esercizio. Questo aggiornamento influisce principalmente sui periodi di tempo in cui la frequenza cardiaca è compresa tra il 30% e il 40% della frequenza cardiaca di riserva, ovvero l'intervallo compreso tra la frequenza cardiaca a riposo (0%) e la frequenza cardiaca massima (100%), che è superiore rispetto a quella delle attività effettuate a riposo, ma inferiore alla FC tipica durante l'esercizio fisico. Non incide, invece, sulla frequenza cardiaca inferiore al 30% della frequenza cardiaca di riserva e l'impatto sull'allenamento ad alta intensità è minimo.

Prevedere il consumo calorico

Probabilmente sai già che se consumi più calorie di quelle che bruci aumenterai di peso (sotto forma di muscoli o grasso), se consumi meno calorie di quelle che bruci perderai peso e se il consumo e l'apporto calorico sono equilibrati il tuo peso rimarrà invariato. A causa di questa relazione apparentemente semplice, molti atleti monitorano il loro dispendio calorico giornaliero per gestire il proprio peso in base agli obiettivi. Quello che forse non sai è quanto siano imprecise le stime disponibili al pubblico generale in termini di apporto calorico e dispendio energetico . La Food and Drug Administration (FDA) statunitense richiede che le etichette alimentari abbiano un margine di errore massimo del 20%, tuttavia alcuni studi hanno dimostrato che queste tendono a sottostimare il contenuto calorico piuttosto che sovrastimarlo. Le calorie indicate sono risultate essere una delle cause più gravi di imprecisione calorica, poiché i cambiamenti relativi alla disponibilità degli ingredienti e al tipo di cottura portano a incongruenze nella preparazione anche di piatti comuni. I margini di errore del 20% della FDA, apparentemente vaghi, sono in realtà necessari, poiché gli alimenti integrali presentano variazioni naturali nella loro densità calorica, dal clima alla qualità del suolo, dalla salute della pianta al livello di maturazione, variazioni che contribuiscono a determinare il contenuto nutrizionale e calorico dei prodotti. Non sorprende quindi che gli alimenti naturali, come l'insalata, tendano a differire dal contenuto calorico dichiarato in modo maggiore rispetto agli alimenti trasformati, come le barrette di cioccolato, che tendono a essere più fedeli ai valori riportati in etichetta. Ciò significa che, anche se pesassi ogni grammo di cibo che assumi, non potresti mai calcolare il tuo apporto calorico con un margine di errore inferiore al 20%. Quelle 2000 calorie che credi di aver consumato potrebbero facilmente essere state 2400, un margine di errore pari all'incirca alle calorie di un doppio cheeseburger di McDonald's..

Quali conclusioni possiamo trarre?

Qualunque sia il metodo utilizzato per contare le calorie, è importante comprendere che si tratta solo di stime approssimative. Ciò non significa che non siano utili. Le stime caloriche basate sulla frequenza cardiaca, come quelle fornite da WHOOP, sono proporzionali al consumo calorico effettivo, il che significa che è possibile osservare le tendenze relative al dispendio calorico e avere la certezza che i valori relativi ai picchi e ai cali di calorie bruciate siano accurati. Questa affidabilità è fondamentale per un corretto utilizzo del conteggio delle calorie, poiché significa che mangiare di più o di meno nei giorni in cui si bruciano più o meno calorie resta comunque un modo sensato di mettere in pratica i dati rilevati. Per quanto riguarda l'alimentazione, è importante comprendere tutti i limiti di accuratezza del conteggio calorico, persino con i metodi di monitoraggio più rigorosi e consapevoli.

• Le etichette nutrizionali sono stime, non garanzie. Possono infatti avere scostamenti fino al 20% e molto raramente vengono controllate per verificare la conformità a questo standard piuttosto permissivo.
• Le stime caloriche fornite dai ristoranti tendono statisticamente a sottostimare il contenuto calorico totale piuttosto che sovrastimarlo.
• Le linee guida per la stima del contenuto calorico dei prodotti ortofrutticoli e degli alimenti integrali risalgono spesso a decenni fa e potrebbero non riflettere i cambiamenti nei profili nutrizionali causati dall'agricoltura su scala industriale e dalle moderne pratiche agricole.
• Il modo in cui prepariamo il cibo può influire sul valore calorico. Ad esempio, secondo uno studio, assumiamo più calorie dalla carne cotta che da quella cruda.
• È difficile (se non impossibile) quantificare fattori quali la composizione del microbioma, ovvero l'ecosistema di batteri che vive nel tratto digestivo, la quale influisce sulla percentuale di calorie assorbite dagli alimenti.

Una panoramica più completa di tutte le difficoltà legate al conteggio accurato delle calorie è disponibile in questo numero della rivista Scientific American del 2013. Alla luce di quanto detto, WHOOP consiglia sempre di mangiare con consapevolezza, prestando attenzione alle porzioni e alla sensazione di sazietà.