La scienza del digiuno: cosa succede al tuo corpo

Risposta rapida: quando digiuni, il corpo passa dal bruciare glucosio al bruciare grassi, con un processo chiamato scambio metabolico. Da lì parte una catena di cambiamenti: l'insulina scende, l'ormone della crescita sale, si attiva l'autofagia (la pulizia cellulare) e l'infiammazione cala. Questi passaggi iniziano entro le 12 ore e si approfondiscono più a lungo digiuni.

Lo scambio metabolico

L'evento centrale della fisiologia del digiuno è lo scambio metabolico: il punto in cui il corpo smette di usare il glucosio dell'ultimo pasto e comincia a mobilizzare e ossidare il grasso di riserva. Non è una metafora. È un cambiamento biochimico misurabile che avviene quando le riserve di glicogeno del fegato si esauriscono, di solito fra le 12 e le 36 ore dall'ultima assunzione di calorie, secondo il livello di attività e le riserve di glicogeno.

Rafael de Cabo e Mark Mattson hanno descritto questo scambio nella loro revisione del 2019 sul New England Journal of Medicine come il meccanismo alla base della maggior parte dei benefici del digiuno. Quando il glucosio non è disponibile, il fegato converte gli acidi grassi in corpi chetonici — soprattutto beta-idrossibutirrato (BHB) — che diventano un carburante alternativo per cervello e corpo (de Cabo & Mattson, 2019, NEJM, 381(26), 2541-2551).

Il BHB non è solo un carburante di riserva. Funziona come molecola di segnale e attiva vie cellulari protettive, fra cui le difese antiossidanti e i meccanismi di riparazione del DNA. È per questo che il digiuno produce benefici che vanno oltre la semplice riduzione delle calorie.

Ora per ora: la linea del tempo del digiuno

Capire cosa succede a ogni tappa ti aiuta a decidere con cognizione di causa quanto digiunare. Per la linea del tempo completa, guarda cosa succede al tuo corpo quando digiuni.

0-4 ore: stato di sazietà

Il corpo sta digerendo e assorbendo i nutrienti dell'ultimo pasto. Glicemia e insulina sono alte. L'energia arriva soprattutto dal glucosio in circolo. I benefici specifici del digiuno non sono ancora iniziati.

4-8 ore: fase post-assorbitiva iniziale

La glicemia torna al livello di base. L'insulina comincia a scendere. Il corpo inizia ad attingere al glicogeno (il glucosio di riserva nel fegato e nei muscoli) per avere energia. È una fase di passaggio.

8-12 ore: fase post-assorbitiva tardiva

L'insulina scende in modo netto e questo apre le cellule adipose alla lipolisi (la demolizione dei grassi). Il corpo si appoggia sempre più agli acidi grassi liberi come carburante. L'ormone della crescita inizia a salire. Quasi tutti raggiungono questa fase durante il digiuno notturno.

12-18 ore: fase iniziale del digiuno

È qui che partono i cambiamenti metabolici veri. Il glicogeno del fegato è in buona parte esaurito. L'ossidazione dei grassi diventa la via energetica principale. Inizia la produzione di chetoni. L'autofagia, il riciclo cellulare, comincia a salire di giri.

La ricerca indica che nell'uomo l'attivazione dell'autofagia inizia intorno alle 14-16 ore di digiuno, anche se il momento esatto cambia da persona a persona e da tessuto a tessuto (Bagherniya et al., 2018, Biomedicine & Pharmacotherapy).

18-24 ore: digiuno consolidato

I livelli di chetoni sono ormai davvero alti. Il BHB porta carburante al cervello. L'ormone della crescita è aumentato parecchio: gli studi mostrano una secrezione fino a 5 volte maggiore entro le 24 ore di digiuno (Hartman et al., 1992, Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism). L'autofagia è attiva. I marcatori di infiammazione iniziano a scendere.

24-48 ore: digiuno profondo

L'autofagia raggiunge livelli significativi. Il corpo è pienamente adattato ai grassi. Può iniziare la rigenerazione delle cellule staminali: uno studio del 2014 su Cell Stem Cell di Cheng et al. ha trovato che il digiuno prolungato (48-72 ore) innescava una rigenerazione del sistema immunitario a partire dalle staminali. La sensibilità all'insulina migliora in modo marcato.

Oltre le 48 ore: digiuno prolungato

I digiuni oltre le 48 ore spingono l'autofagia più in là e potrebbero dare benefici in più per il ripristino immunitario e il rinnovamento cellulare. Cresce però il rischio di catabolismo muscolare, squilibrio elettrolitico e altre complicazioni. Il digiuno prolungato va fatto solo con controllo medico.

Autofagia: la squadra delle pulizie del corpo

L'autofagia, dal greco "mangiare sé stessi", è il processo con cui le cellule demoliscono e riciclano proteine danneggiate, organelli non funzionanti e patogeni interni. Yoshinori Ohsumi ha ricevuto il Nobel per la Medicina nel 2016 per aver chiarito i meccanismi genetici dell'autofagia nel lievito, un lavoro poi confermato nelle cellule dei mammiferi.

Nello stato di sazietà la proteina mTOR (bersaglio meccanicistico della rapamicina), che legge i nutrienti, è attiva e frena l'autofagia. Quando digiuni, l'attività di mTOR cala e quella di AMPK (la protein-chinasi attivata da AMP) sale, e le vie dell'autofagia si accendono. Il risultato è una pulizia cellulare che rimuove i rifiuti accumulati e ricicla i componenti in strutture nuove e funzionanti.

Le implicazioni per la salute umana sono importanti. Un'autofagia difettosa è stata chiamata in causa nelle malattie neurodegenerative (Alzheimer, Parkinson), nel cancro e nell'invecchiamento accelerato (Levine & Kroemer, 2019, Cell).

Per la spiegazione completa, leggi l'autofagia spiegata.

Insulina e glicemia

Il digiuno è uno degli interventi non farmacologici più efficaci per migliorare la sensibilità all'insulina. Quando mangi, il pancreas rilascia insulina per spingere il glucosio dentro le cellule. Mangiare spesso, soprattutto carboidrati raffinati, tiene l'insulina alta di continuo, e questo con il tempo può portare a insulino-resistenza.

Durante il digiuno l'insulina scende al livello di base e dà ai recettori il tempo di ritrovare sensibilità. Uno studio di casi del 2018 pubblicato su BMJ Case Reports ha documentato tre pazienti con diabete di tipo 2 che hanno potuto sospendere la terapia insulinica dopo aver adottato protocolli di digiuno intermittente sotto controllo medico (Furmli et al., 2018).

Uno studio controllato di Sutton et al. (2018, Cell Metabolism) ha trovato che l'alimentazione a tempo limitato anticipata migliorava la sensibilità all'insulina e la funzione delle cellule beta anche senza dimagrimento: segno che è il periodo di digiuno in sé, a prescindere dal taglio di calorie, a guidare i miglioramenti metabolici.

Di più qui: digiuno e insulino-resistenza

I cambiamenti ormonali durante il digiuno

Il digiuno innesca una risposta ormonale coordinata, fatta per mantenere disponibile l'energia e proteggere i tessuti magri.

Ormone della crescita. L'ormone della crescita umano (GH) aumenta in modo netto durante il digiuno. Hartman et al. (1992) hanno documentato una secrezione di GH nelle 24 ore fino a 5 volte maggiore durante un digiuno di 2 giorni. Il GH alto favorisce la mobilizzazione del grasso e insieme conserva le proteine muscolari: è per questo che il digiuno breve non causa la perdita di muscolo che molti temono.

Noradrenalina. Il digiuno aumenta il rilascio di noradrenalina, che alza il tasso metabolico e favorisce la lucidità. Uno studio del 1990 di Mansell et al. sull'American Journal of Physiology ha trovato che 48 ore di digiuno alzavano il metabolismo a riposo del 3,6%, in contrasto con l'idea comune che saltare i pasti rallenti il metabolismo.

Cortisolo. Il cortisolo del mattino sale un poco durante il digiuno, ma è una risposta fisiologica normale che aiuta a mobilizzare il grasso. Il cortisolo alto in modo cronico per stress è dannoso; quello legato a un digiuno breve è adattivo e passeggero.

Insulina. Come detto, l'insulina scende parecchio, apre l'accesso al grasso e migliora la sensibilità dei recettori.

Per il quadro completo, guarda digiuno e ormoni e ormone della crescita e digiuno.

Infiammazione e funzione immunitaria

L'infiammazione cronica di basso grado sta sotto molte malattie moderne, dalle cardiovascolari alle autoimmuni. Il digiuno ha mostrato effetti antinfiammatori per più vie.

Uno studio del 2019 di Jordan et al. su Cell ha trovato che il digiuno riduceva l'attività dei monociti e abbassava il numero di monociti infiammatori in circolo. I ricercatori hanno visto che durante il digiuno i monociti entravano in uno stato di minore prontezza infiammatoria, con possibili implicazioni per le malattie autoimmuni e infiammatorie.

Il corpo chetonico BHB inibisce direttamente l'inflammasoma NLRP3, un complesso proteico che guida le risposte infiammatorie. Il meccanismo è stato mostrato da Youm et al. (2015, Nature Medicine) e indica che i benefici antinfiammatori del digiuno sono legati alla produzione di chetoni, non solo al taglio delle calorie.

Di più qui: digiuno e infiammazione

Salute del cervello e funzione cognitiva

Il digiuno potrebbe essere neuroprotettivo. Mattson et al. (2018, Nature Reviews Neuroscience) hanno elencato più meccanismi con cui il digiuno intermittente sostiene la salute del cervello:

• Il BHB dà ai neuroni un carburante efficiente e aumenta la produzione di BDNF (fattore neurotrofico cerebrale), che sostiene apprendimento e memoria.
• L'autofagia rimuove gli aggregati proteici associati alle malattie neurodegenerative.
• Meno infiammazione protegge il tessuto nervoso.
• Una maggiore biogenesi mitocondriale migliora il metabolismo energetico dei neuroni.

Gli studi sugli animali hanno mostrato con costanza che il digiuno intermittente ritarda la comparsa e l'avanzamento dei modelli di Alzheimer e Parkinson. Gli studi clinici sull'uomo sono in corso, ma i dati osservazionali sostengono l'associazione fra schemi di digiuno e funzione cognitiva conservata.

Di più qui: digiuno e salute del cervello

Salute intestinale e microbiota

Il microbiota intestinale risponde ai periodi di digiuno con spostamenti misurabili di composizione e funzione. Una ricerca pubblicata su Cell Host & Microbe (Li et al., 2020) ha trovato che il digiuno intermittente aumentava la diversità microbica e favoriva la crescita di ceppi benefici, riducendo le popolazioni associate a obesità e infiammazione.

Il digiuno dà anche al complesso motorio migrante (MMC), l'onda di pulizia naturale dell'intestino, il tempo di lavorare. Il MMC agisce soprattutto a digiuno ed è responsabile dello spazzare via dal piccolo intestino i residui di cibo e i batteri. Mangiare spesso interrompe questo processo, e ciò potrebbe contribuire alla sovracrescita batterica del piccolo intestino (SIBO).

Di più qui: la sezione sull'intestino della guida all'infiammazione qui sopra.

Digiuno o restrizione calorica

Una domanda ricorrente è se il digiuno offra qualcosa in più rispetto al semplice mangiare meno calorie. Le prove dicono di sì. A parità di calorie totali, i protocolli di digiuno producono comunque miglioramenti superiori della sensibilità all'insulina, dei marcatori infiammatori e dell'ossidazione dei grassi rispetto alla restrizione calorica continua.

Sutton et al. (2018) lo hanno mostrato in modo diretto: l'alimentazione a tempo limitato anticipata migliorava i parametri metabolici senza cambiare le calorie né il peso corporeo. È il periodo di digiuno in sé ad accendere vie metaboliche che il solo conteggio delle calorie non attiva.

Detto questo, restrizione calorica e digiuno non si escludono. Si completano. Per il confronto diretto, guarda il digiuno intermittente accelera o rallenta il metabolismo.

Come ti aiuta Fasted

Capire la scienza motiva, ma vedere in tempo reale a che punto sei della linea del tempo motiva ancora di più. Fasted ti mostra la fase metabolica in cui sei mentre digiuni: quando entri nella combustione dei grassi, quando inizia la chetosi, quando l'autofagia sale di giri. Non è a occhio: si basa sulla ricerca pubblicata descritta in questo articolo. Sapere che sei a 14 ore e ti stai avvicinando al picco dell'autofagia può essere esattamente la spinta che ti serve per arrivare al tuo obiettivo.

Per l'applicazione pratica di questa scienza, guarda la nostra guida completa per iniziare o la nostra guida al dimagrimento.

Domande frequenti

Quante ore bisogna digiunare perché inizi l'autofagia?

L'autofagia parte a livelli bassi intorno alle 12-14 ore di digiuno e cresce via via fino alle 24-48 ore. Il momento esatto dipende da fattori individuali come le riserve di glicogeno, il livello di attività e la salute metabolica. Un 16:8 costante dà uno stimolo quotidiano all'autofagia, mentre i digiuni di 24 ore fatti ogni tanto spingono il processo più in là.

Il digiuno rallenta il metabolismo?

Il digiuno breve (fino a 48-72 ore) non rallenta il metabolismo. Gli studi mostrano anzi un lieve aumento del metabolismo a riposo, dovuto alla noradrenalina più alta. Una restrizione calorica prolungata per settimane o mesi può ridurre il tasso metabolico, ma i protocolli di digiuno intermittente con finestre alimentari regolari non producono questo effetto. Guarda digiuno intermittente e metabolismo.

Che differenza c'è fra la chetosi da digiuno e quella da dieta chetogenica?

Tutte e due producono corpi chetonici, ma per vie diverse. La chetosi da digiuno nasce dall'esaurimento del glicogeno e dalla mobilizzazione dei grassi durante il digiuno. Quella alimentare nasce da una restrizione cronica dei carboidrati. Lo scambio metabolico fra stato di sazietà e stato di digiuno, tipico del digiuno intermittente, potrebbe dare benefici particolari legati alle vie di risposta allo stress cellulare, che la chetosi cronica non replica.

Il digiuno può aiutare con l'insulino-resistenza?

Sì. Il digiuno è uno degli interventi non farmacologici più efficaci contro l'insulino-resistenza. Lasciando scendere l'insulina al livello di base per periodi lunghi, dà ai recettori il tempo di ritrovare sensibilità. Più studi, fra cui Sutton et al. (2018) e Furmli et al. (2018), hanno mostrato miglioramenti reali della sensibilità all'insulina e perfino la regressione del diabete di tipo 2 con protocolli di digiuno.