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Risciacquo della bocca con soluzioni di carboidrati e sport di resistenza

Effetti sulla prestazione del risciacquo della bocca con soluzioni di carboidrati

L’importanza dei carboidrati come fonte di energia per l’esercizio è ben nota: uno dei primi studi ad ipotizzare e riconoscerne l’utilità è stato quello di Krogh e Lindhardt all’inizio del XX secolo (1920); in seguito, a metà degli anni ’60 ‘s, Bergstrom e Hultman scoprirono il ruolo cruciale del glicogeno muscolare nei lavori di resistenza.

Attualmente sono ben conosciuti gli effetti ergogenici della supplementazione con carboidrati sulla performance di resistenza, effetti mediati da meccanismi quali:

  • il risparmio del glicogeno epatico;
  • il mantenimento della glicemia e della velocità di ossidazione dei carboidrati;
  • la stimolazione della sintesi del glicogeno durante le fasi a bassa intensità dell’esercizio stesso;
  • una possibile azione stimolante sul sistema nervoso centrale.

Tuttavia, la loro supplementazione, immediatamente prima e durante l’esercizio, ha un effetto positivo sulla performance anche durante lavori (corsa o ciclismo) di durata minore e intensità maggiore: >75% VO2max (massimo consumo di ossigeno) e ≤ 1 ora, nei quali raramente si osservano variazioni da una condizione di euglicemia e al cui termine le riserve di glicogeno muscolare sono ancora buone.

Ipotesi per il risciacquo della bocca con soluzioni di carboidrati

In mancanza di una chiara spiegazione metabolica è stato ipotizzato che l’assunzione di soluzioni contenti carboidrati possa avere un effetto ‘non-metabolico’ o ‘centrale’ sulla prestazione di resistenza. Per saggiare questa ipotesi molti studi hanno esaminato le variazioni nelle prestazioni quando si utilizzano soluzioni di carboidrati (circa al 6%, spesso di maltodestrine) per sciacquare la bocca durante l’esercizio fisico, sputando la soluzione stessa prima di ingerirla.
Tramite risonanza magnetica funzionale e stimolazione transcranica è stato dimostrato che la presenza di carboidrati in bocca stimola i centri cerebrali di ricompensa ed aumenta l’eccitabilità corticomotoria, per mezzo di recettori orofaringei che segnalano la loro presenza al cervello.
Probabilmente l’amilasi salivare libera pochissime unità di glucosio dalle maltodestrine e questo forse è ciò che è necessario per attivare i recettori per i carboidrati di cui si presume la presenza a livello orofaringeo (non sono noti trasportatori del glucosio nell’orofaringe).
Tuttavia, l’effetto sulla prestazione sembra dipendere lo stato di nutrizionale pre-esercizio del soggetto: la maggior parte degli studi che mostrano un miglioramento delle prestazioni sono stati condotti in soggetti a digiuno da diverse ore (da 3 a 15 ore nei diversi protocolli sperimentali).
Al momento solo uno studio ha evidenziato miglioramenti della capacità di resistenza sia a digiuno che nello stato alimentato a seguito del risciacquo della bocca con soluzioni di carboidrati, ma in soggetti non atleti.

Bibliografia

Beelen M., Berghuis J., Bonaparte B., Ballak S.B., Jeukendrup A.E., van Loon J. Carbohydrate mouth rinsing in the fed state: lack of enhancement of time-trial performance. Int J Sport Nutr Exerc Metab 2009;19(4):400-9. doi:10.1123/ijsnem.19.4.400

Bergstrom J., Hultman E. A study of glycogen metabolism during exercise in man. Scand J Clin Invest 1967;19:218-28. doi:10.3109/00365516709090629

Bergstrom J., Hultman E. Muscle glycogen synthesis after exercise: an enhancing factor localized in muscle cells in man. Nature 1966;210:309-10. doi:10.1038/210309a0

de Salles Painelli V.S., Nicastro H., Lancha A. H.. Carbohydrate mouth rinse: does it improve endurance exercise performance? Nutrition Journal 2010;9:33. doi:10.1186/1475-2891-9-33

Fares E.J., Kayser B. Carbohydrate mouth rinse effects on exercise capacity in pre- and postprandial States. J Nutr Metab 2011, Article ID 385962. doi:10.1155/2011/385962

Krogh A., Lindhard J. The relative value of fat and carbohydrate as sources of muscular energy. Biochem J 1920;14:290-363. doi:10.1042/bj0140290

Rollo I. Williams C. Effect of mouth-rinsing carbohydrate solutions on endurance performance. Sports Med. 2011;41(6):449-61. doi:10.2165/11588730-000000000-00000

Glicogeno: definizione, struttura e funzioni

Che cos’è il glicogeno?

Il glicogeno è un omopolisaccaride formato da molecole di glucosio. Chimicamente simile all’amilopectina, e per questo talvolta detto anche “amido animale”, rispetto a quest’ultima è più compatto, maggiormente ramificato e di dimensioni maggiori, raggiungendo un peso molecolare fino a 108 Da che corrisponde a circa 600000 molecole di glucosio.

Struttura del Glicogeno
Fig. 1 – Struttura del Glicogeno

Come nell’amilopectina anche nel glicogeno le molecole di glucosio nella catena principale e all’interno delle catene laterali sono unite da legami glicosidici α-(1→4). Le catene laterali sono unite alla principale tramite legami glicosidici α-(1→6); a differenza dell’amilopectina sono più frequenti, all’incirca una ogni 10 molecole di glucosio (anziché ogni 25-30 molecole di glucosio come nell’amilopectina) e sono costituite da un numero inferiore di molecole di glucosio.
Il glicogeno si deposita nel citosol della cellula in forma di granuli idratati di diametro da 1 a 4 µm e forma complessi con proteine regolatorie ed enzimi responsabili della sua sintesi e degradazione.

Funzioni

Il glicogeno, scoperto nel 1857 dal fisiologo francese Claude Bernard, è la forma di riserva di glucosio, e quindi anche di energia, degli organismi animali dove si ritrova nel fegato, nel muscolo (scheletrico e cardiaco) e in quantità minore in quasi tutti gli altri organi e tessuti.
Nell’uomo rappresenta meno dell’1% delle riserve energetiche dell’organismo (l’altra forma di deposito di energia, molto più abbondante, è rappresentata dai trigliceridi accumulati nel tessuto adiposo) ed è cruciale anche per il mantenimento dell’omeostasi glicemica.
Costituisce circa il 10% della massa del fegato e l’1% di quella dei muscoli; sebbene sia presente in concentrazione maggiore nel fegato, la quantità totale nel muscolo è decisamente superiore grazie alla maggiore massa di questo tessuto (nell’adulto non a digiuno 250 g rispetto ai 100 g del fegato).

  • Il glicogeno accumulato nel fegato è una riserva di glucosio che l’epatocita secerne in caso di necessità per mantenere costante la glicemia: se si considera la disponibilità di glucosio nell’organismo (soggetto di circa 70 Kg) nei fluidi corporei ne è presente una quantità che può fornire circa 40 kcal mentre dal glicogeno epatico, anche dopo un digiuno di una notte, si possono ottenere circa 600 kcal.
  • Il glucosio derivante dal glicogeno presente nel muscolo non lascia la cellula ed è utilizzato come fonte di energia per il muscolo che lavora.
  • Nel cervello ne è presente una piccola quantità localizzata principalmente negli astrociti. Si accumula durante il sonno ed è mobilizzato al risveglio, il che suggerisce un suo ruolo funzionale nel cervello cosciente; questa riserva di glucosio fornisce anche un moderato grado di protezione nei confronti dell’ipoglicemia.
  • Il glicogeno svolge un ruolo importante nelle cellule polmonari durante la vita fetale. Intorno alla 26° settimana di gestazione le cellule polmonari di tipo II iniziano ad accumularlo ed in seguito a sintetizzare il surfattante polmonare utilizzando il glicogeno accumulato al loro interno come principale substrato per la sintesi dei lipidi del surfattante stesso, di cui la dipalmitoilfosfatidilcolina è il componente più importante.
Glicogeno: Dipalmitoilfosfatidilcolina
Fig. 1 – Dipalmitoilfosfatidilcolina

Glicogeno ed alimenti

Dal punto di vista alimentare il glicogeno non ha pressoché importanza in quanto, dopo la morte dell’animale, va incontro ad una rapida degradazione in gran parte a glucosio e poi ad acido lattico; degno di nota che l’acidità che si sviluppa migliora gradualmente la consistenza e la conservazione della carne.
Le uniche possibili fonti alimentari sono le ostriche ed altri frutti di mare che vengono consumati praticamente vivi; ne contengono un 5%.

Nell’uomo l’accumulo di glicogeno si associa ad un aumento di peso conseguente a ritenzione di acqua: per ogni grammo di glicogeno accumulato si trattengono anche 3 grammi di acqua.

Bibliografia

Arienti G. “Le basi molecolari della nutrizione”. Seconda edizione. Piccin, 2003

Cozzani I. and Dainese E. “Biochimica degli alimenti e della nutrizione”. Piccin Editore, 2006

Giampietro M. “L’alimentazione per l’esercizio fisico e lo sport”. Il Pensiero Scientifico Editore, 2005

Mahan LK, Escott-Stump S.: “Krause’s foods, nutrition, and diet therapy” 10th ed. 2000

Mariani Costantini A., Cannella C., Tomassi G. “Fondamenti di nutrizione umana”. 1th ed. Il Pensiero Scientifico Editore, 1999

Nelson D.L., M. M. Cox M.M. Lehninger. Principles of biochemistry. 4th Edition. W.H. Freeman and Company, 2004

Stipanuk M.H.. “Biochemical and physiological aspects of human nutrition” W.B. Saunders Company-An imprint of Elsevier Science, 2000

Glicogeno muscolare: come massimizzarne la sintesi nel post-esercizio

Contenuti in breve:

Sintesi del glicogeno muscolare nel post-esercizio

Una fonte importante di energia per il muscolo che lavora è il glicogeno ivi accumulato, i cui livelli sono correlati anche con l’insorgenza della fatica.
L’atleta maggiormente allenato non solo ha depositi di glicogeno potenzialmente maggiori, ma è anche in grado di sintetizzarlo più velocemente grazie ad enzimi più efficienti.

Glicogeno Muscolare
Struttura Chimica del Glicogeno

Per produrre glicogeno è indispensabile assumere carboidrati; ma quanti, quali, quando e con che frequenza?

La bifasicità della sintesi del glicogeno muscolare

Nel tentativo di ripristinare il più velocemente possibile le riserve di glicogeno muscolare è utile conoscere l’andamento bifasico che può assumere la sua velocità di sintesi a seguito di allenamenti o gare che comportino deplezioni delle sue riserve muscolari pari ad almeno il 75% del valore a riposo e non a digiuno.
Conoscere e quindi sfruttare la tale bifasicità è importante per quegli atleti che siano impegnati in più allenamenti giornalieri, o che abbiano poco tempo a disposizione per il recupero tra un allenamento impegnativo ed il successivo (meno di 8 ore), al fine di massimizzarne la sintesi e ottenere la migliore performance nella sessione successiva.
Le due fasi sono caratterizzate da:

  • una diversa sensibilità all’insulina circolante;
  • una diversa velocità di sintesi.

La prima fase

La prima fase, immediatamente successiva al termine dell’attività e della durata di 30-60 minuti, è insulino-indipendente, ossia l’uptake del glucosio da parte della cellula muscolare come la sintesi della molecola al suo interno sono indipendenti dall’azione dell’ormone.
Questa fase è caratterizzata da una elevata velocità di sintesi che però si riduce rapidamente se non si assumono carboidrati: la massima velocità si registra nei primi 30 minuti, per poi ridursi a circa 1/5 dal 60° minuto, e a circa 1/9 al 120° minuto dal termine dell’esercizio.
Come è possibile sfruttare questa prima fase per ripristinare quanto più possibile le scorte muscolari di glicogeno? Facendo si che al muscolo arrivi la maggior quantità possibile di glucosio nei momenti immediatamente successivi al termine dell’attività, meglio se entro i primi 30 minuti.

  • Cosa assumere?
    Carboidrati ad elevato indice glicemico ma di facile digestione ed assorbimento.
    E’ quindi consigliabile sostituire cibi, magari anche ad alto indice glicemico, che necessitano di un certo tempo per la digestione ed il successivo assorbimento, con soluzioni/gel contenenti ad esempio glucosio e/o saccarosio. Queste soluzioni/gel assicurano la massima velocità possibile di assorbimento e rifornimento di glucosio al muscolo in quanto contengono solo glucosio e sono prive di fibre o altro che rallenterebbero la digestione e il successivo assorbimento del monosaccaride, sono cioè in grado di produrre elevate glicemie in un tempo relativamente breve.
    Da sottolineare ulteriormente che il ricorso nell’immediato post-esercizio a tali soluzioni/gel contenenti carboidrati a rapida disponibilità è consigliabile solo quando il tempo di recupero tra un esercizio che causa una forte deplezione del glicogeno muscolare ed il successivo è breve, meno di 8 ore.
    Sarà possibile giocare anche sulla temperatura e concentrazione della soluzione per accelerarne il transito gastrico.
  • Assumere carboidrati, ma in che quantità?
    Sono stati condotti molti studi per cercare di definire la quantità ideale di carboidrati da assumere.
    Se nel post-esercizio l’atleta non si alimenta la velocità di sintesi del glicogeno è molto bassa, mentre se immediatamente dopo il termine del lavoro assume quantità adeguate di carboidrati la velocità può raggiungere valori oltre 20 volte maggiori.
    Dal confronto della letteratura sembra ragionevole affermare che, a seguito di allenamenti che riducano le scorte di glicogeno muscolare come visto in precedenza (<75% dei valori a riposo e non a digiuno) la massima velocità di sintesi si ottenga con assunzioni di carboidrati, ad alto indice glicemico ed elevata velocità di digestione ed assorbimento, pari a circa 1,2 g/kg di peso corporeo/h per le 4-5 ore successive dal termine dell’esercizio stesso.
    In questo modo si determina la produzione di una quantità di glicogeno maggiore del 150% rispetto all’ingestione di 0,8 g/kg/h.
    Poiché aumenti fino a 1,6 g/kg/h non hanno portato ad ulteriori incrementi, la quantità di carboidrati pari a 1,2 g/kg/h può essere considerata quella ottimale per massimizzare la velocità di risintesi delle scorte di glicogeno muscolare nel post-esercizio.
  • Con che frequenza?
    Riguardo alla frequenza di assunzione è stato osservato che se i carboidrati sono assunti di frequente, ogni 15-30 minuti, sembra ci sia un’ulteriore stimolazione dell’uptake del glucosio da parte del muscolo, come della ricostituzione del glicogeno muscolare rispetto ad assunzioni ad intervalli di due ore. In particolare, le assunzioni nelle prime ore del post-esercizio sembrano ottimizzare livelli di glicogeno.

La seconda fase

La seconda fase delle sintesi del glicogeno muscolare  ha inizio dalla fine della prima, perdura sino all’inizio del pasto precedente l’impegno successivo (dunque da alcune ore a giorni) ed è insulino-dipendente, ossia l’uptake del glucosio da parte della cellula muscolare come la sintesi del glicogeno al suo interno sono sensibili ai livelli circolanti dell’ormone.
Inoltre si osserva una significativa riduzione della velocità di sintesi del glicogeno muscolare: con un’assunzione adeguata di carboidrati la velocità si attesta su valori inferiori di circa il 10-30% rispetto a quelli della prima fase.
Questa fase può perdurare per diverse ore, ma tende ad essere più breve se:

Come è possibile sfruttare questa fase per ottimizzare la velocità di sintesi del glicogeno muscolare?
Le evidenze sperimentali indicano che pasti con carboidrati ad alto indice glicemico sono più efficaci di quelli con carboidrati a basso indice glicemico. Ma se tra un allenamento ed il successivo passano giorni e non ore, non ci sono evidenze a favore di carboidrati ad alto indice glicemico rispetto a quelli a basso indice purché ne sia assunta una quantità adeguata.

Velocità di sintesi del glicogeno e assunzione di carboidrati e proteine

La contemporanea assunzione di carboidrati e proteine (o aminoacidi insulino-tropici liberi) permette di ottenere velocità di sintesi del glicogeno nel post-esercizio che non differiscono significativamente da quelle raggiunte con quantità maggiori di soli carboidrati. Questo potrebbe essere un vantaggio per l’atleta che ne potrà assumere quantità più contenute, limitando così l’insorgenza di eventuali complicazioni gastrointestinali comuni durante l’allenamento/gara dopo un loro consumo elevato.
Dall’analisi della letteratura sembra ragionevole affermare che, dopo un esercizio che comporti la deplezione di almeno il 75% delle riserve muscolari di glicogeno, si possano ottenere velocità di sintesi del glicogeno analoghe a quelle raggiunte con 1,2 g/kg/h di soli carboidrati (le maggiori ottenibili) con la coingestione di 0,8 g/kg/h di carboidrati e 0,4 g/kg/h di proteine, mantenendo le stesse tempistiche di ingestione (ogni 15-30 minuti per le prime 4-5 ore del post-esercizio).

Le due fasi: meccanismi molecolari

In entrambe le fasi l’aumento della sintesi del glicogeno è conseguenza di un aumento:

  • della velocità di trasporto del glucosio nella cellula;
  • dell’attività della glicogeno sintetasi, l’enzima che catalizza la sintesi del glicogeno.

Tuttavia i meccanismi molecolari che sottostanno a queste modificazioni sono differenti.
Nella prima fase l’aumento della velocità di trasporto del glucosio, indipendente dalla presenza dell’insulina, è mediato dalla traslocazione, indotta dalla contrazione, dei trasportatori del glucosio, detti GLUT4, sulla membrana plasmatica della cellula muscolare.
In aggiunta, anche i bassi livelli di glicogeno agiscono da stimolo al trasporto in quanto si ritiene che gran parte delle vescicole contenenti il trasportatore siano legate al glicogeno, e dunque potrebbero divenire disponibili quando i suoi livelli sono ridotti.
Infine bassi livelli di glicogeno muscolare vanno anche a stimolare l’attività della glicogeno sintetasi: è stato dimostrato che il livello del glicogeno muscolare è un regolatore dell’attività dell’enzima molto più potente di quanto sia l’insulina.
Nella seconda fase l’aumento della sintesi è dovuto all’azione dell’insulina sui trasportatori del glucosio e sull’attività della glicogeno sintetasi della cellula muscolare. Questa sensibilità all’azione dell’insulina circolante, che può persistere per 48 ore a seconda dell’assunzione di carboidrati e della quantità di glicogeno muscolare risintetizzato, ha suscitato grande attenzione: è infatti possibile, tramite opportuni interventi nutrizionali, incrementarne la secrezione al fine di migliorare la sintesi del glicogeno stesso ma anche l’anabolismo proteico, riducendo al contempo la velocità di degradazione delle proteine stesse.

Insulina e velocità di sintesi del glicogeno muscolare

La contemporanea assunzione di carboidrati e proteine (o aminoacidi liberi) aumenta la secrezione di insulina postprandiale rispetto ai soli carboidrati (in alcuni studi sono stati osservati incrementi nella secrezione dell’ormone di 2-3 volte rispetto ai soli carboidrati).
E’ stato supposto che, data la maggior quantità di insulina circolante, si potessero ottenere ulteriori aumenti della velocità di sintesi del glicogeno rispetto a quelli osservati con i soli carboidrati, ma in realtà non sembra essere così. Se infatti la quantità di carboidrati viene portata a 1,2 g/kg/h, più 0,4 g/kg/h di proteine, non si osservano ulteriori aumenti nella velocità di sintesi se paragonati a quelli ottenuti con l’ingestione dei soli carboidrati nella stessa quantità (1,2 g/kg/h, che come detto, al pari della coingestione di 0,8 g/kg/h di carboidrati e 0,4 g/kg/h di proteine, danno la massima velocità raggiungibile nel post-esercizio) o in quantità isoenergetica, quindi 1,6 g/kg (proteinecarboidrati hanno lo stesso contenuto di energia/grammo).

Insulina e accumulo preferenziale dei carboidrati

I livelli più elevati di insulina circolante raggiunti con la coingestione di carboidrati e proteine (o aminoacidi liberi) potrebbero stimolare un accumulo dei carboidrati ingeriti nei tessuti maggiormente sensibili all’azione dell’ormone, quali il fegato e il muscolo che ha precedentemente lavorato.
In questo modo si verificherebbe un loro deposito più efficiente ai fini dell’attività sportiva, in quanto carboidrati verrebbero accumulati preferenzialmente anche nel muscolo, dove saranno in seguito utilizzati.

Bibliografia

Beelen M., Burke L.M., Gibala M.J., van Loon J.C. Nutritional strategies to promote postexercise recovery. Int J Sport Nutr Exerc Metab 2010:20(6);515-32 doi:10.1123/ijsnem.20.6.515

Berardi J.M., Noreen E.E., Lemon P.W.R. Recovery from a cycling time trial is enhanced with carbohydrate-protein supplementation vs. isoenergetic carbohydrate supplementation. J Intern Soc Sports Nutrition 2008;5:24 doi:10.1186/1550-2783-5-24

Betts J., Williams C., Duffy K., Gunner F. The influence of carbohydrate and protein ingestion during recovery from prolonged exercise on subsequent endurance performance. J Sports Sciences 2007;25(13):1449-60 doi:10.1080/02640410701213459

Howarth K.R., Moreau N.A., Phillips S.M., and Gibala M.J. Coingestion of protein with carbohydrate during recovery from endurance exercise stimulates skeletal muscle protein synthesis in humans. J Appl Physiol 2009:106;1394–1402 doi:10.1152/japplphysiol.90333.2008

Jentjens R., Jeukendrup A. E. Determinants of post-exercise glycogen synthesis during short-term recovery. Sports Medicine 2003:33(2);117-144 doi:10.2165/00007256-200333020-00004

Millard-Stafford M., Childers W.L., Conger S.A., Kampfer A.J., Rahnert J.A. Recovery nutrition: timing and composition after endurance exercise. Curr Sports Med Rep 2008;7(4):193-201 doi:10.1249/JSR.0b013e31817fc0fd

Price T.B., Rothman D.L., Taylor R., Avison M.J., Shulman G.I., Shulman R.G. Human muscle glycogen resynthesis after exercise: insulin-dependent and –independent phases. J App Physiol 1994:76(1);104–111 doi:10.1152/jappl.1994.76.1.104

van Loon L.J.C., Saris W.H.M., Kruijshoop M., Wagenmakers A.J.M. Maximizing postexercise muscle glycogen synthesis: carbohydrate supplementation and the application of amino acid or protein hydrolysate mixtures. Am J Clin Nutr 2000;72: 106-111 doi:10.1093/ajcn/72.1.106

Glicogeno muscolare e sport

Funzioni del glicogeno muscolare

Il glicogeno muscolare rappresenta una sorgente di glucosio, dunque energia, che può essere utilizzata dal muscolo durante l’attività fisica: è una riserva di energia dove serve!
Inoltre esiste una stretta relazione tra l’insorgenza della fatica e la deplezione delle sue riserve muscolari.

Glicogeno come sorgente di energia

I carboidrati e gli acidi grassi rappresentano le principali fonti di energia per il muscolo durante l’attività fisica, e il loro contributo relativo varia in funzione:

  • dell’intensità e durata dell’esercizio;
  • del livello di allenamento.
Glicogeno Muscolare
Intensità dello Sforzo Fisico e Carburante Metabolico Utilizzato

Se per gli acidi grassi non esistono problemi riguardo le scorte corporee, così non è per i carboidrati le cui riserve, presenti in forma di glicogeno, principalmente nel fegato e nel muscolo, sono modeste, meno del 5% dell’energia corporea totale: in un soggetto adulto maschio di 70 kg non a digiuno ci sono circa 250 g di glicogeno nel muscolo e 100 g nel fegato per un totale di energia pari a circa 1400 kcal. Negli atleti la quantità può essere maggiore, ad es. nei migliori maratoneti, di nuovo considerando un maschio adulto come in precedenza, si può arrivare fino 475 g totali, muscolo più fegato, che corrispondono a 1900 kcal.
Nonostante ciò, il contributo del glicogeno al totale dell’energia necessaria per sostenere il lavoro muscolare aumenta con l’aumentare dell’intensità dell’esercizio, mentre si riduce quello degli acidi grassi.
Inoltre, in assenza di rifornimenti con carboidrati esogeni, la prestazione è determinata dalle riserve endogene di glicogeno muscolare ed epatico il cui consumo relativo è differente: all’aumentare dell’intensità aumenta quello del primo mentre rimane più o meno costante quello del secondo.

Glicogeno muscolare ed esercizi intensi

Il glicogeno muscolare rappresenta infatti la più importante riserva di energia negli esercizi prolungati di intensità medio-alta, importanza che aumenta nel caso di esercizi intervallati di alta intensità (comuni negli allenamenti di nuotatori, corridori, vogatori o negli sport di squadra) o in lavori di resistenza contro pesi (in inglese resistance), quindi sia endurance che resistance. Se ad esempio si considera la maratona, circa l’80% dell’energia necessaria deriva dall’ossidazione dei carboidrati, per la maggior parte glicogeno muscolare. Infine la velocità di replezione delle riserve di glicogeno nel post-esercizio è uno dei fattori più importanti nello stabilire il tempo necessario per il recupero.

Glicogeno muscolare e fatica

La fatica e i bassi livelli di glicogeno sono strettamente correlati, ma non è ancora chiaro quali siano i meccanismi alla base di questa relazione. Una delle ipotesi è che esista una concentrazione minima di glicogeno che viene “protetta” ed è resistente all’utilizzo durante l’esercizio, forse per assicurare una riserva di energia in caso di estrema necessità. Data la stretta relazione tra deplezione del glicogeno muscolare e fatica, la sua velocità di ripristino nel post-esercizio è uno dei fattori più importanti nel determinare il tempo necessario al recupero.

Bibliografia

Arienti G. “Le basi molecolari della nutrizione”. Seconda edizione. Piccin, 2003

Beelen M., Burke L.M., Gibala M.J., van Loon J.C. Nutritional strategies to promote postexercise recovery. Int J Sport Nutr Exerc Metab 2010:20(6);515-32 doi:10.1123/ijsnem.20.6.515

Cozzani I. and Dainese E. “Biochimica degli alimenti e della nutrizione”. Piccin Editore, 2006

Giampietro M. “L’alimentazione per l’esercizio fisico e lo sport”. Il Pensiero Scientifico Editore, 2005

Mahan LK, Escott-Stump S.: “Krause’s foods, nutrition, and diet therapy” 10th ed. 2000

Mariani Costantini A., Cannella C., Tomassi G. “Fondamenti di nutrizione umana”. 1th ed. Il Pensiero Scientifico Editore, 1999

Nelson D.L., M. M. Cox M.M. Lehninger. Principles of biochemistry. 4th Edition. W.H. Freeman and Company, 2004

Stipanuk M.H.. “Biochemical and physiological aspects of human nutrition” W.B. Saunders Company-An imprint of Elsevier Science, 2000

Fabbisogno proteico giornaliero dello sportivo

Fabbisogno proteico quotidiano e sport

Fabbisogno Proteico
Fig. 1 – Cibi Ricchi di Proteine

E’ oramai accettato da atleti, allenatori e preparatori che la corretta alimentazione è uno dei cardini fondamentali per il raggiungimento della migliore prestazione sportiva.
Nonostante questo assunto comune molti, anche ai livelli più alti, ritengono che nella dieta dell’atleta sia basilare un elevato apporto di proteine. Questa idea non è recente ed è ampiamente radicata quasi come se, nutrendosi di carne, magari di animali grandi e forti, si riuscisse ad acquisirne anche la forza e la vitalità.
La funzione energetica delle proteine per il muscolo che lavora venne ipotizzata per la prima volta da Von Liebig nel ‘800, ed è proprio ai suoi studi che si deve molta dell’importanza a fini energetici che ancor oggi le proteine animali, e quindi le carni, hanno nell’alimentazione dell’atleta, nonostante siano trascorsi quasi due secoli nei quali la biochimica e la medicina sportiva hanno fatto enormi progressi.
In realtà già alla fine dell‘800 von Pettenkofer e Voit, e agli inizi del ‘900 Christensen e Hansen, ridimensionarono la loro importanza per scopi energetici, anche per il muscolo sottoposto a prestazione sportiva, facendo invece emergere il ruolo predominante svolto da carboidrati e lipidi.
Quanto detto ovviamente non deve far pensare che le proteine non siano utili per l’atleta, o per le persone sedentarie. La domanda cui invece è necessario cercare di rispondere è quale sia il fabbisogno proteico quotidiano di un atleta agonista, dunque impegnato in allenamenti intensi, spesso in due sedute giornaliere (per 3-6 ore), anche 7 giorni su 7 per più di 10 mesi all’anno. Possiamo da subito affermare che, rispetto alla popolazione generale (con l’esclusione di alcuni tipi di sport, vedi sotto), è maggiore.

Destino metabolico delle proteine a riposo e durante l’attività

Nel soggetto adulto che svolga un’attività fisica normale e sia in salute il fabbisogno proteico giornaliero è di circa 0,9 g/kg di peso corporeo desiderabile, come indicato nei LARN 2014 e dal WHO.
Il turnover proteico, che si attesta sui 3-4 g/Kg peso corporeo al giorno (circa 210-280 g considerando un soggetto di 70 kg di peso corporeo), è più lento per il muscolo rispetto agli altri tessuti, in calo con l’età, ed è legato alla quantità di aminoacidi assunti con la dieta ed al catabolismo proteico.
A riposo i processi anabolici, ossia di sintesi, impiegano circa il 75% degli aminoacidi mentre il restante 25% è soggetto a processi ossidativi che porteranno alla liberazione di CO2 e urea (per la rimozione dell’ammoniaca).
Durante l’attività fisica, a seguito della minore disponibilità di zuccheriglicogeno muscolare e glucosio ematico utilizzati a scopi energetici, nonché dell’intervento del cortisolo, si riduce la percentuale di aminoacidi destinati ai processi anabolici, mentre aumenta quella degli aminoacidi deviati verso i processi catabolici, ossia si verifica un aumento della distruzione delle proteine tessutali.
Al termine dell’attività fisica, per circa due ore, i processi anabolici rimangono bassi dopo di che si verifica un loro deciso incremento che li porta a valori superiori rispetto a quelli basali, ossia l’allenamento induce un incremento della sintesi proteica anche in assenza di un incremento dell’apporto proteico.

Cosa influenza il fabbisogno proteico quotidiano?

I fattori da tenere in considerazione nel calcolo del fabbisogno proteico giornaliero sono molteplici.

  • L’età del soggetto (se ad esempio si trova nella fase di sviluppo).
  • Il sesso: le atlete possono aver bisogno di valori più alti in quanto il loro apporto energetico è più basso.
  • L’apporto di carboidrati con la dieta, che se adeguato ne riduce il consumo.
    Nel corso dell’esercizio gli aminoacidi possono essere utilizzati come fonte di energia direttamente nel muscolo, dopo essere stati convertiti in glucosio nel fegato. Un adeguato apporto di carboidrati prima e durante il lavoro di endurance riduce gli usi a scopo energetico delle proteine.
  • La quantità di riserve muscolari ed epatiche di carboidrati, ossia di glicogeno (vedi sopra).
  • L’apporto energetico della dieta.
    Un ridotto apporto energetico fa aumentare il fabbisogno proteico, mentre maggiore è l’apporto energetico e minore sarà la quantità di proteine richieste per raggiungere l’equilibrio azotato; in genere si parla di una ritenzione di azoto pari a 1-2 mg per ogni chilocaloria introdotta.
    Se l’atleta è impegnato in allenamenti/prestazioni molto duri, o se necessita di un incremento delle masse muscolari (come per gli sport di potenza), il bilancio azotato deve essere positivo.
    Un bilancio azotato negativo indica una perdita di massa muscolare.
    Il bilancio azotato si calcola come differenza tra l’azoto assunto con le proteine (pari a: grammi di proteine/6,25) e quello eliminato (pari a: urea urinaria nelle 24 ore, in grammi, x0,56]; in formula:

Nb (bilancio di azoto)=(g. proteine/6,25)–[g. urea urinaria nelle 24 ore x0,56)].

  • Il tipo di prestazione che l’atleta sta svolgendo, ossia di forza o resistenza, come anche la sua durata e l’intensità.
    A livello muscolare, l’esercizio di forza determina un aumento del turn over proteico stimolando sia la sintesi, in misura maggiore, che la degradazione delle proteine. Entrambe i processi sono influenzati dal recupero tra un allenamento ed il successivo, come anche dal grado di allenamento (maggiore l’allenamento, minore la perdita).
    Nella prestazioni di forza e resistenza il fabbisogno proteico ottimale nei più giovani, come in quelli che si allenano da minor tempo, è stimato in 1,3-1,5 g proteine/Kg di peso corporeo, mentre negli atleti adulti che si allenano da più tempo è poco inferiore, circa 1-1,2 g/Kg di peso corporeo.
    Perché?
    Nell’atleta impegnato in un’attività fisica importante le proteine sono utilizzate non solo per fini plastici, che sono incrementati, ma anche a scopi energetici, potendo soddisfare in alcuni casi fino al 10-15% della richiesta energetica totale.
    Infatti prestazioni aerobiche intense, quindi di durata, che superino i 60 minuti, ricavano circa un 3-5% dell’energia utilizzata dall’ossidazione di substrati proteici; se a questo si aggiungono le proteine necessarie per la riparazione delle strutture proteiche dei tessuti danneggiate se ne ricava un fabbisogno proteico quotidiano di circa 1,2-1,4 g/Kg di peso corporeo.
    Se lo sforzo è intenso e supera i 90 minuti (come può accadere nel ciclismo su strada, corsa, nuoto, o sci di fondo), in relazione anche alla quantità di glicogeno disponibile nel muscolo e nel fegato (vedi sopra), la quota proteica utilizzata a fini energetici può arrivare, nelle fasi finali del lavoro, a soddisfare il 15% del fabbisogno energetico dell’atleta.
  • La condizione atletica.
  • Nel caso in cui ce ne sia bisogno, il peso desiderato.
    Gli atleti che stanno perdendo peso o debbano mantenere un peso basso possono aver bisogno di più proteine.

Da quanto detto il fabbisogno proteico anche dell’atleta adulto impegnato in allenamenti/competizioni che comportino sforzi intensi e protratti non supera gli 1,5 g/Kg di peso corporeo, mentre se si considera la quota di proteine utilizzata a scopi energetici, di solito non si va oltre il 15% del fabbisogno energetico del soggetto.
E’ pertanto evidente che diete che forniscano quantità superiori (a volte molto superiori) di proteine rispetto al fabbisogno proteico consigliato non servono a nulla, stimolano la perdita di calcio dalle ossa e vanno a sovraccaricare di lavoro fegato e reni. Inoltre, le proteine in eccesso non si accumulano ma sono utilizzate anche per la produzione di grasso.

Come soddisfare l’aumentato fabbisogno proteico dell’atleta

Fabbisogno Proteico
Fig. 2 – Ciclismo su Strada

Una dieta che fornisca il 12-15% delle calorie giornaliere in forma di proteine sarà più che sufficiente a soddisfare le necessità della quasi totalità degli atleti, anche di quelli impegnati in allenamenti faticosi.
Con l’eccezione di alcune discipline sportive dove l’apporto energetico è modesto, vicino a quello del soggetto non sportivo (il tiro a segno, o la ginnastica artistica e ritmica), nella restante maggioranza dei casi l’atleta necessita di una quantità di calorie elevata e, per alcune discipline come il ciclismo, il nuoto o lo sci di fondo, anche doppia/tripla rispetto a quella del soggetto sedentario.
L’aumento della razione alimentare è accompagnato da un parallelo incremento dell’apporto proteico poiché solo pochi alimenti quali miele, maltodestrine, fruttosio, zucchero da cucina ed l’olio di oliva sono privi o quasi di proteine.

Calcolo del fabbisogno proteico dell’atleta

Consideriamo una richiesta energetica non particolarmente elevata, 3500 kcal/die: con un apporto proteico che soddisfi il 15% dell’apporto calorico totale si ottiene:

3500 x 0,15 = 525 kcal

poiché un grammo di proteine apporta circa 4 kcal avremo:

525/4 = 131 g di proteine

Se dividiamo il numero trovato per il fabbisogno proteico più alto visto in precedenza (1,5 g/Kg di peso corporeo/die) saranno soddisfatte le necessità di un atleta di alto livello impegnato in allenamenti intensi e del peso di:

131/1,5 = 87 Kg

Ripetendo gli stessi calcoli per un apporto calorico di 5000 kcal si ottiene un dato pari a 187 g/die di proteine, che diviso per 1,5 fa 125 Kg, ossia riusciremmo a soddisfare il fabbisogno proteico di un atleta di 125 Kg.

Questi apporti proteici possono essere ottenuti con una normale alimentazione di tipo mediterraneo, senza ricorrere ad una supplementazione con integratori proteici o aminoacidici.

Bibliografia

Giampietro M. L’alimentazione per l’esercizio fisico e lo sport. Il Pensiero Scientifico Editore. Prima edizione 2005

Protein and amino acid requirements in human nutrition. Report of a joint FAO/WHO/UNU expert consultation. 2002 (WHO technical report series ; no. 935).

L’alimentazione dello sportivo: distribuzione ottimale di pasti e energia

Alimentazione dello sportivo: scienza e mito

Alimentazione dello Sportivo
Fig. 1 – Frutta e Verdura

L’alimentazione dello sportivo è uno dei cardini fondamentali per il raggiungimento della migliore prestazione.
Sfortunatamente non esistono diete particolari o alimenti “magici”.
L’atleta, come il resto della popolazione, dovrebbe attenersi ad un’alimentazione varia di tipo mediterraneo, in modo da garantire un adeguato apporto oltre che di energia anche di sali minerali, vitamine, antiossidanti, fibra ed acqua, mantenendo al contempo un equilibrio sia riguardo l’apporto calorico che la distribuzione dello stesso nell’arco della giornata.
Infine, dovrebbe evitare quanto più possibile il consumo di prodotti industriali e/o di fast food.

Alimentazione dello sportivo e distribuzione dei pasti e calorie

Ancor più del soggetto sedentario, visto il probabile maggior apporto calorico, l’atleta dovrà consumare più pasti nell’arco della giornata per evitare di concentrare una quantità eccessiva di calorie (quindi di alimenti) in uno dei pasti; in questo modo:

  • non arriverà a pranzo e soprattutto a cena con una fame eccessiva;
  • manterrà una facile digeribilità degli alimenti stessi non impegnando l’apparato digerente con pasti troppo abbondanti;
  • eviterà eventuali aumenti di parametri ematochimici legati ad un aumentato rischio di malattia cardiovascolare, come la ipertrigliceridemia ed il colesterolo alto.

Nell’alimentazione dello sportivo, la migliore distribuzione dei pasti, che ovviamente dovrà tenere conto anche degli orari di allenamento come dell’eventuale competizione, potrebbe essere: colazione, pranzo e cena più due spuntini, uno al mattino ed uno nel pomeriggio.

Colazione

Alimentazione dello Sportivo
Fig. 2 – Bicchiere di Latte

E’ uno dei pasti più importanti e spesso sottovalutati della giornata, che non dovrebbe essere mai saltato.
Tipici alimenti per la colazione sono il latte e/o lo yogurt, un succo di frutta (meglio se da spremuta di frutta fresca di stagione; nel caso in cui si ricorra ad un succo di frutta confezionato sceglierlo senza zuccheri/dolcificanti aggiunti, e con un contenuto calorico di circa 45 Kcal/100 g), il tè in bustine da preparare al momento, il pane, le fette biscottate, i biscotti secchi senza creme (comunque con moderazione), i corn flakes senza aggiunte di miele, la frutta fresca/secca, la cioccolata, la marmellata/miele (gli ultimi tre alimenti da assumersi con moderazione).
La colazione andrà calibrata in base al momento in cui viene svolta l’attività fisica e ancor di più la competizione.
Nell’alimentazione dello sportivo, come in quella della popolazione sedentaria, la colazione dovrebbe rappresentare circa il 15% delle calorie giornaliere, per passare al 20% in assenza di spuntino di mezza mattina.

Pranzo

Dovrebbe rappresentare il pasto dove viene assunta la maggior quantità di carboidrati complessi quindi pasta, riso, farro, orzo, cous cous, avena, miglio ecc. in base alle preferenze personali.
Per limitare l’aumento glicemico è buona norma preferire sempre una cottura al dente e far seguire il primo piatto da un contorno di verdura, fresca o cotta (in questo caso, quando possibile, meglio se al vapore), evitando però patate, carote cotte e cipolle cotte (alimenti che possono causare repentini aumenti della glicemia).
Il pane, se presente, dovrebbe essere consumato con moderazione.
Al termine del pranzo può essere presente anche un frutto (sempre che non provochi sensazioni di gonfiore; nel caso andrà spostata negli spuntini) e/o un dolce senza crema.
Frutta e verdura di stagione assicureranno un adeguato apporto di sali minerali, vitamine, fibra ed acqua.
E’ consigliabile consumare un pranzo come quello indicato almeno due-tre ore prima dell’inizio degli allenamenti/gara, in modo da consentire una completa digestione e al contempo la normalizzazione dei picchi glicemici e della risposta insulinica prima di iniziare il lavoro.
Il pranzo dovrebbe rappresentare il 25-35% delle calorie giornaliere.

Cena

In questo pasto è bene dare la precedenza alle proteine rispetto ai carboidrati per cui ci sarà una porzione di pesce, carne bianca o rossa (quest’ultima con minor frequenza e magra), o legumi (ricchi anche di carboidrati a lento assorbimento, fibra e minerali) accompagnata da verdura di stagione, cruda o cotta (benissimo anche un passato/minestrone di verdura che aiuterà il reintegro di liquidi e sali minerali persi), pane, con moderazione, e frutta (sempre che non provochi sensazioni di gonfiore, come visto anche per il pranzo).
E’ consigliabile mettere i legumi a cena per evitare fastidiosi gonfiori durante l’allenamento.
La cena dovrebbe rappresentare il 25-35% delle calorie giornaliere.

Spuntini

Nell’alimentazione dello sportivo, al fine di assicurare una adeguata distribuzione delle calorie, spesso molto maggiori rispetto al soggetto sedentario, ed evitare eccessivi accumuli ai pasti principali, devono essere presenti almeno due spuntini, uno di mezza mattina e l’altro nel pomeriggio, dove consumare preferibilmente frutta (con moderazione anche secca oleosa, consigliabili noci o mandorle), yogurt/latte, fette biscottate, biscotti secchi, o un panino con un po’ di affettato/insaccato magro (es. prosciutto crudo o bresaola), formaggio tipo stracchino (spalmabile), o semplicemente con olio e pomodoro o altra verdura (da scegliere sempre di stagione).
Gli spuntini dovrebbero rappresentare il 10-15% delle calorie giornaliere.

Alimentazione dello sportivo e fabbisogno calorico

L’apporto calorico deve essere commisurato al dispendio energetico, che a sua volta è influenzato da:

  • sesso;
  • età, considerando anche l’eventuale fase di crescita;
  • struttura fisica;
  • livello di attività fisica (programma di allenamento, impegno agonistico, recupero);
  • stati patologici.

Fermo restando gli altri parametri, l’alimentazione dello sportivo deve tenere conto in particolare del dispendio energetico legato ai carichi di lavoro sostenuti nelle sedute di allenamento.
Se infatti in sport come nuoto, corsa, canottaggio e sci di fondo, le sedute di allenamento determinano incrementi del fabbisogno energetico anche superiori al 50% rispetto al valore riferito ad uno stile di vita moderatamente attivo, in altri sport, come la ginnastica artistica o ritmica o il tiro a segno, il dispendio correlato all’attività può essere modesto.
Quindi l’unica differenza nell’alimentazione tra un soggetto sedentario o moderatamente attivo e un atleta impegnato in discipline che comportino un cospicuo aumento del fabbisogno energetico sarà di tipo quantitativo: tanto maggiore è il dispendio energetico legato all’attività fisica quanto maggiore sarà apporto di calorie.

Bibliografia

Giampietro M. L’alimentazione per l’esercizio fisico e lo sport. Il Pensiero Scientifico Editore. Prima edizione 2005

Mahan L.K., Escott-Stump S.: “Krause’s foods, nutrition, and diet therapy” 10th ed. 2000

Jeukendrup A.E. Nutrition for endurance sports: marathon, triathlon, and road cycling. J Sport Sci 2011:29;sup1, S91-S99. doi:10.1080/02640414.2011.610348

Shils M.E., Olson J.A., Shike M., Ross A.C.: “Modern nutrition in health and disease” 9th ed. 1999