Gli effetti della restrizione calorica e del basso peso: cosa ci ha insegnato il Minnesota Starvation Experiment?

Il Minnesota Starvation Experiment è il più importante studio che ha valutato gli effetti della restrizione alimentare calorica e della perdita di peso nelle persone normopeso. Lo studio è stato condotto da Ancel Keys e collaboratori nell’Università del Minnesota (Keys, Brozek, Henschel, Mickelsen, & Taylor, 1950). Più di 100 uomini si offrirono volontari per lo studio come alternativa al servizio militare; i 36 uomini selezionati possedevano sia le migliori condizioni di salute fisica e psicologica, sia il maggiore impegno verso gli obiettivi dell’esperimento (vedi Figura 1).

Recruitment brochure cover for the Minnesota Experiment. May 27, 1944.

Figura 1. Copertina dell’opuscolo di reclutamento per il  Minnesota Starvation Experiment. 27 maggio 1944.

Durante i primi tre mesi dell’esperimento, i volontari si cibarono normalmente mentre venivano studiati dettagliatamente il loro comportamento, la loro personalità e le loro modalità alimentari. Nel corso dei sei mesi successivi, i partecipanti furono sottoposti a una restrizione che corrispondeva approssimativamente alla metà del loro introito calo
rico iniziale; questo regime determinò in media una perdita approssimativa del 25% del loro peso iniziale. I sei mesi di perdita di peso furono seguiti da tre mesi di riabilitazione nutrizionale, durante i quali gli uomini furono gradualmente nutriti in maniera normale. Un sottogruppo fu seguito per quasi nove mesi dopo che era iniziata la fase di nutrizione normale. La maggior parte dei risultati fu riportata solo per 32 uomini, dato che quattro dei partecipanti all’esperimento si erano ritirati o durante o alla fine della fase di restrizione calorica. Nonostante le risposte individuali, rispetto alla perdita di peso, variassero notevolmente, tutti gli uomini sperimentarono drammatici cambiamenti fisici, psicologici e sociali riassunti nelle sezioni seguenti. Questo studio ha avuto particolare rilevanza per comprendere i disturbi dell’alimentazione perché molti sintomi fisici, ma soprattutto psicologici e sociali, osservati nei volontari sono simili a quelli sperimentati dalle persone con disturbi dell’alimentazione sottopeso. La Figura 2 mostra i partecipanti al Minnesota Starvation Experiment.

 

Figura 2. I partecipanti al Minnesota Starvation Experiment.

 

Modificazioni del comportamento alimentare

Verso la fine del periodo di restrizione calorica i volontari impiegavano due ore a mangiare un pasto che in precedenza richiedeva loro pochi minuti. Dedicavano ore a programmare come suddividere la quantità di cibo quotidiana. Diciannove di loro cominciarono a leggere libri di cucina e a collezionare ricette. Vi fu un aumento del consumo di caffè e tè: molti bevevano più di 15 caffè al giorno. I partecipanti cercavano di tenere lo stomaco pieno bevendo grandi quantità di liquidi (acqua e zuppe); chiedevano che il cibo fosse servito bollente; mischiavano gli alimenti in modo strano (vedi Figura 3) e vi fu un incremento notevole dell’uso di sale e spezie. Il consumo di gomme da masticare – per alcuni partecipanti anche 40 pacchetti al giorno, il fumo e l’onicofagia aumentarono marcatamente. Numerosi di questi cambiamenti persistettero anche durante le 12 settimane di recupero del peso: va osservato che molti degli aspetti illustrati sono caratteristici e usualmente riscontrabili nell’anoressia nervosa.
Durante la fase di restrizione calorica tutti i partecipanti riferivano un incremento della fame; alcuni riuscivano a tollerarla, per altri invece la cosa costituì un’intensa preoccupazione, fino a diventare insopportabile. Parecchi fra gli obiettori non riuscirono ad aderire alla dieta e manifestarono episodi bulimici, seguiti da autorimprovero e autodeprecazione. Durante la fase di recupero del peso, quando era offerta loro una grande quantità di cibo, molti partecipanti perdevano il controllo dell’appetito, mangiando di più o di meno del necessario; anche dopo 12 settimane di riabilitazione veniva segnalato un aumento della fame subito dopo un pasto abbondante. La normalizzazione delle abitudini alimentari avvenne nella maggior parte dei casi solo dopo circa cinque mesi di riabilitazione, ma in un sottogruppo il consumo di cibo in eccesso continuò. Non s’identificò il fattore discriminante fra chi normalizzò le abitudini alimentari e quelli che invece continuarono a mangiare enormi quantità di cibo; tuttavia è importante sottolineare il fatto che, tra i partecipanti in esame, si verificarono enormi differenze nella risposta alla malnutrizione.

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Figura 3. Partecipanti al Minnesota Starvation Experiment durante il pasto.

Tratto da Keys, A., Brozek, J., Henschel, A., Mickelsen, O., & Taylor, H. L. (1950). The biology of human starvation (Vol. 2). Minneapolis: University of Minnesota Press.

 

Modificazioni emotive

Molti partecipanti, nonostante all’inizio fossero psicologicamente sani, mostrarono significative modificazioni emotive. Alcuni attraversarono transitori o protratti periodi di depressione; occasionalmente si manifestò uno stato di euforia, seguito da depressione. Sebbene prima dello studio in tutti i volontari fosse stata riscontrata un’elevata tolleranza allo stress, molti di essi esibirono frequenti segni d’irritabilità ed esplosioni di rabbia. In numerosi partecipanti l’ansia era molto evidente; l’apatia divenne comune; in alcuni, inoltre, i disturbi emozionali divennero così gravi da poter parlare di “nevrosi da semidigiuno”.
Il Minnesota Multiphasic Personality Inventory (MMPI) – noto questionario che studia la personalità – rilevò che durante la restrizione calorica si era verificato un incremento di depressione, isteria e ipocondria, la cosiddetta “triade nevrotica”, comunemente osservata in individui nevrotici (vedi Figura 4). Queste aberrazioni emotive non svanirono immediatamente durante la riabilitazione, ma persistettero per parecchie settimane. Durante la restrizione calorica, inoltre, due dei volontari svilupparono disturbi di proporzioni psicotiche, e uno dei due si tagliò tre dita delle mani in risposta alla sua angoscia.
Lo studio evidenzia che la risposta emotiva alla restrizione calorica varia considerevolmente da individuo a individuo, e che la personalità non determina la risposta emotiva alla deprivazione alimentare. Poiché le difficoltà emotive non si risolvono immediatamente durante la fase di riabilitazione, si può ipotizzare che tali alterazioni siano legate ai bassi livelli di peso corporeo piuttosto che alla restrizione calorica. Lo studio suggerisce che molti disturbi psicologici osservati nelle persone sottopeso con disturbi dell’alimentazione possono essere il semplice risultato della malnutrizione.


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Figura 4. Punteggi del Minnesota Multiphasic Personality Inventory (MMPI) di un partecipante durante il periodo di controllo (C) e dopo 10 settimane di restrizione calorica (S 10). I T score tra 50 e 70 sono nell’intervallo normale. Hs = Ipocondria; D = Depressione; Hy = Isteria di Conversione; Pd = Deviazione Psicopatica; Mf_ Mascolinità-Femminilità; Pa = Paranoia; Pt = Psicastenia; Sc = Schizofrenia; Ma = Ipomania.  

Tratto da Keys, A., Brozek, J., Henschel, A., Mickelsen, O., & Taylor, H. L. (1950). The biology of human starvation (Vol. 2). Minneapolis: University of Minnesota Press.

 

Modificazioni sociali

Per quanto riguarda le relazioni interpersonali, la restrizione calorica determinò nei volontari alcuni cambiamenti, quali una minore capacità di socializzazione e un maggiore isolamento. L’umore generale subì un peggioramento, il cameratismo diminuì marcatamente, mentre crebbe il senso d’inadeguatezza sociale. Inoltre, i partecipanti all’esperimento riferirono una marcata diminuzione dell’interesse sessuale, della masturbazione e delle fantasie erotiche; gli impulsi sessuali cessarono o diventarono meno comuni, fatto da accostare all’analoga perdita d’interesse riscontrata nelle persone sottopeso con disturbi dell’alimentazione che evitano il contatto con il sesso opposto.

La Figura 4 mostra una fotografia della rivista Life che mostra due partecipanti al Minnesota Starvation Experiment.

Life magazine photograph of conscientious objectors during starvation experiment. July 30, 1945. Volume 19, Number 5, p. 43. Credit: Wallace Kirkland/Time Life Pictures/Getty Images.

Figura 4. Fotografia della rivista  Life degli obiettori di coscienza durante il Minnesota Starvation Experiment. July 30, 1945. Volume 19, Number 5, p. 43. Credit: Wallace Kirkland/Time Life Pictures/Getty Images.

 

Modificazioni cognitive

I volontari presi in esame nel Minnesota Starvation Experiment presentarono molti cambiamenti a livello cognitivo, quali diminuzioni della capacità di concentrazione, della vigilanza, della comprensione e del giudizio critico, mentre non si verificarono alterazioni delle abilità intellettive.

Modificazioni fisiche
Dopo sei mesi di restrizione alimentare calorica i partecipanti all’esperimento presentarono varie modificazioni fisiche tra cui: vaghi dolori addominali, digestione lenta e difficile (uno dei più importanti fattori che favoriscono il protrarsi dei disturbi dell’alimentazione, perché rende sempre più complessa l’assunzione di cibo), disturbi del sonno, vertigini, mal di testa, ipersensibilità alla luce e al rumore, riduzione della forza, edema, perdita di capelli, diminuita tolleranza al freddo (mani e piedi freddi), disturbi della visione (macchie nel campo visivo e difficoltà nella focalizzazione delle immagini), disturbi dell’udito (ronzii) e parestesie.
Si verificò una riduzione della temperatura e del metabolismo basale, oltreché della frequenza cardiaca e respiratoria, che alla fine dello studio si avvicinò addirittura al 40% della norma (vedi Figura 5). Durante la riabilitazione il metabolismo basale aumentò in maniera proporzionale all’aumento delle calorie ingerite.

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Figura 5. Modificazioni del peso corporeo, del Resting Energy Expenditure, della Massa Grassa e della Termogenesi Adattiva durante il Minnesota Starvation Experiment.

Tratto da Keys, A., Brozek, J., Henschel, A., Mickelsen, O., & Taylor, H. L. (1950). The biology of human starvation (Vol. 2). Minneapolis: University of Minnesota Press.

 

Attività fisica

In generale, gli uomini risposero alla restrizione calorica con una riduzione dell’attività fisica. Diventarono stanchi, deboli, disattenti e apatici e si lamentarono di mancanza di energia. I movimenti dei volontari diventarono notevolmente più lenti. Tuttavia, secondo Keys e collaboratori, alcuni uomini praticavano saltuariamente dell’esercizio fisico in modo spontaneo. Qualcuno tentò di perdere più peso cercando di consumare più energia in modo tale da poter ottenere una razione di pane più abbondante o di evitare la riduzione delle razioni. Quest’atteggiamento è simile alla pratica di alcune persone affette da disturbi dell’alimentazione, che se credono di essersi esercitate più strenuamente possono permettersi di mangiare qualcosa in più. La differenza è che per quelle che soffrono di disturbi dell’alimentazione, la limitazione calorica è autoimposta.

Peso corporeo

Dopo la fase di perdita di peso di almeno il 25% del peso corporeo iniziale, i partecipanti furono sottoposti a molti mesi di rialimentazione che li fece tornare mediamente al loro peso originale, accresciuto del 10%; ma poi gradualmente ritornarono ai livelli di peso che avevano prima dell’esperimento.  Tale risultato dimostra che il corpo non è semplicemente “riprogrammabile” a un peso più basso dopo un periodo di dimagramento e che la restrizione alimentare sperimentale dei volontari non riuscì a vincere la forte propensione dei loro corpi a ritornare al loro livello di peso di partenza.

La Figura 6  della rivista  Life degli obiettori di coscienza visitati durante l’esperimento del semidigiuno

Life magazine photograph of conscientious objector being examined on a tilting table during starvation experiment. July 30,1945. Volume 19, Number 5, p. 45. Credit: Wallace Kirkland/Time Life Pictures/Getty Images.

Figura 6. Fotografia della rivista  Life degli obiettori di coscienza visitati durante l’esperimento del semidigiuno. July 30, 1945. Volume 19, Number 5, p. 45. Credit: Wallace Kirkland/Time Life Pictures/Getty Images.

 

La Tabella 1 riporta una sintesi riassuntiva degli effetti del semi-digiuno riportati dai volontari del Minnesota Starvation Experiment

Tabella 1.Tabella riassuntiva degli effetti del semidigiuno riportati dai volontari del Minnesota Starvation Experiment

Effetti comportamentali

  • 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 di abbuffata
  • Incremento dell’esercizio fisico per evitare la riduzione del contenuto calorico della dieta
  • Autolesionismo

Effetti psicologici

  • Danneggiamento della capacità di concentrazione
  • Scarsa capacità di giudizio critico
  • Preoccupazione per l’alimentazione
  • Depressione
  • Sbalzi del tono dell’umore
  • Irritabilità
  • Rabbia
  • Ansia
  • Apatia
  • Rigidità
  • Indecisione
  • Procrastinazione

Effetti sociali

  • Isolamento sociale
  • Riduzione del desiderio sessuale

Modificazioni fisiche

  • Disturbi del sonno
  • Vertigini
  • Debolezza
  • Dolori addominale
  • Disturbi gastrointestinali
  • Cefalea
  • Ipersensibilità al rumore e alla luce
  • Edema
  • Ipotermia
  • Riduzione della frequenza cardiaca e respiratoria
  • Parestesie
  • Aumento della fame
  • Precoce senso di pienezza

Derivata da Keys, A., Brozek, J., Henschel, A., Mickelsen, O., & Taylor, H. L. (1950). The biology of human starvation (Vol. 2). Minneapolis: University of Minnesota Press.

 

Implicazioni per la valutazione diagnostica e il trattamento dei disturbi dell’alimentazione 

Il Minnesota Starvation Experiment evidenzia che molti sintomi che si pensava fossero specifici dell’anoressia nervosa sono secondari alla restrizione calorica e al sottopeso (Garner & Dalle Grave, 1999). Questi sintomi non si limitano al cibo e al peso, ma si estendono potenzialmente a tutte le aree di funzionamento sociale e psicologico. Dato che molti sintomi postulati come cause dei disturbi dell’alimentazione sono in realtà secondari alla restrizione calorica e al sottopeso, è essenziale che il trattamento aiuti le pazienti a recuperare un peso “normale” affinché siano ristabilite funzioni psicologiche e sociali normali.

I sintomi da malnutrizione negli individui senza disturbi dell’alimentazione hanno la funzione positiva di focalizzare l’attenzione primariamente sulla ricerca del cibo e di prolungare l’esistenza attraverso una riduzione del metabolismo basale. Questo, però, non accade nelle persone affette da disturbi dell’alimentazione (Dalle Grave , Calugi, & Sartirana, 2018). Due studi recenti, uno dei quali eseguito a Villa Garda, hanno evidenziato che gli effetti del sottopeso e della restrizione calorica non si limitano solo a mantenere dei sintomi fisici e psicosociali che ostacolano il raggiungimento di un normale funzionamento psicologico, ma svolgono un ruolo importante nel mantenere il disturbo dell’alimentazione (Dalle Grave, Di Pauli, Sartirana, Calugi, & Shafran, 2007; Shafran, Fairburn, Nelson, & Robinson, 2003)Per esempio, alcuni sintomi da malnutrizione interagendo con la psicopatologia del disturbo dell’alimentazione, sono interpretati come minaccia al controllo alimentare (per es. la fame) o come fallimento del controllo alimentare (per es. il precoce senso di pienezza), mentre altri, come l’isolamento sociale, isolano da esperienze esterne che potrebbero ridurre l’eccessiva valutazione del peso, della forma del corpo e del controllo dell’alimentazione (vedi Figura 7). Alcune pazienti, infine, interpretano alcuni sintomi da malnutrizione (per es., la fame, le vertigini, la debolezza e il sentire freddo) positivamente come il segno che stanno avendo successo nel controllare l’alimentazione.

Figura 7.  Formulazione Personalizzata di una paziente sottopeso che evidenzia i processi attraverso cui i sintomi da malnutrizione mantengono il disturbo dell’alimentazione

  • 1 = Il basso peso non tende ad essere visto come un problema ma come una conquista (in presenza di un’eccessiva valutazione del peso e della forma del corpo).
  • 2 = La preoccupazione per il cibo rende la dieta ancora più rigida.
  • 3 = La sensazione di pienezza fa percepire di aver mangiato troppo e porta a restringere ulteriormente l’alimentazione.
  • 4 = L’isolamento sociale impedisce di fare delle esperienze che possono aiutare a diminuire l’importanza che si attribuisce al peso, alla forma del corpo e al controllo dell’alimentazione.

 

Starvation Symptom Inventory: un questionario per valutare i sintomi da malnutrizione

Lo Starvation Symptom Inventory (SSI) è un questionario composto da 15 item, sviluppato dell’equipe dell’Unità di Riabilitazione Nutrizionale della Casa di Cura Villa Garda per valutare la presenza di alcuni sintomi psicosociali e fisici da malnutrizione negli ultimi 28 giorni, nei pazienti affetti da disturbi dell’alimentazione.

L’SSI può essere usato nella fase di assessment, per valutare la presenza dei sintomi da malnutrizione nei pazienti con disturbi dell’alimentazione sottopeso, e durante il trattamento per valutare la loro modificazione in conseguenza del recupero del peso e della riabilitazione nutrizionale. È adatto anche ad essere utilizzato nelle ricerche  che valutano gli effetti del trattamento nei disturbi dell’alimentazione.

Uno studio eseguito su 90 donne adulte affette da anoressia nervosa trattate con la terapia cognitivo comportamentale migliorata residenziale (ICBT-E) ha valutato il cambiamento dei sintomi da malnutrizione nel tempo e il loro ruolo come potenziali predittori di cambiamento della psicopatologia del disturbo dell’alimentazione e della psicopatologia generale (Calugi, Chignola, El Ghoch, & Dalle Grave, 2018).  Il trattamento ha determinato il significativo aumento dell’Indice di Massa Corporea, il miglioramento della psicopatologia del disturbo dell’alimentazione e della psicopatologia generale e una significativa riduzione dei sintomi da malnutrizione misurati con lo SSI. La variazione dei punteggi SSI dal basale a 4 settimane ha predetto il miglioramento della preoccupazione per l’alimentazione e della psicopatologia generale. Nei pazienti che hanno normalizzato il peso corporeo entro la fine del trattamento, si è osservato un miglioramento maggiore nelle prime 4 settimane rispetto alle restanti 16 settimane di trattamento nella restrizione alimentare, nella preoccupazione per l’alimentazione, nei livelli di gravità globali della psicopatologia del disturbo dell’alimentazione e nei punteggi allo SSI. I risultati di questo studio sottolineano la stretta relazione tra i miglioramenti dei sintomi da malnutrizione psicopatologia del disturbo dell’alimentazione e della psicopatologia generale e indicano l’importante ruolo di rialimentazione nel migliorare entrambi.

Versione italiana dello SSS 

 

Referenze

Calugi, S., Chignola, E., El Ghoch, M., & Dalle Grave, R. (2018). Starvation symptoms in patients with anorexia nervosa: a longitudinal study. Eating Disorders, 1-15. doi:10.1080/10640266.2018.1471921

Calugi, S., Miniati, M., Milanese, C., Sartirana, M., El Ghoch, M., & Dalle Grave, R. (2017). The Starvation Symptom Inventory: Development and Psychometric Properties. Nutrients, 9(9), 967. doi:10.3390/nu9090967

Dalle Grave , R., Calugi, S., & Sartirana, M. (2018). Manuale di terapia cognitivo comportamentale dei disturbi dell’alimentazione nell’adolescenza (CBT-Ea). Dal trattamento ambulatoriale al ricovero riabilitativo. Verona: Positive Press.

Dalle Grave, R., Di Pauli, D., Sartirana, M., Calugi, S., & Shafran, R. (2007). The interpretation of symptoms of starvation/severe dietary restraint in eating disorder patients. Eat Weight Disord, 12(3), 108-113.

Dalle Grave, R., Pasqualoni, E., & Marchesini, G. (2011). Symptoms of starvation in eating disorder patients. In V. R. Preedy (Ed.), Handbook of Behavior, Food and Nutrition(pp. 2259-2269). New York: Springer Science+Business Media.

Garner, D. M., & Dalle Grave, R. (1999). Terapia cognitivo comportamentale dei disturbi dell’alimentazione. Verona: Positive Press.

Kalm, L. M., & Semba, R. D. (2005). They starved so that others be better fed: remembering Ancel Keys and the Minnesota experiment. Journal of Nutrition, 135(6), 1347-1352. doi:10.1093/jn/135.6.1347

Keys, A., Brozek, J., Henschel, A., Mickelsen, O., & Taylor, H. (1950). The Biology of Human Starvation. Minneapolis: University of Minnesota Press.

Shafran, R., Fairburn, C. G., Nelson, L., & Robinson, P. H. (2003). The interpretation of symptoms of severe dietary restraint. Behaviour Research and Therapy, 41(8), 887-894.

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