Il glicogeno: un deposito efficiente di energia in condizioni anaerobiche

In condizioni anaerobiche, qual è il ricavo energetico netto dall’ossidazione di una molecola di glucosio liberata dal glicogeno ?

In condizioni anaerobiche, l’ossidazione di una molecola libera di glucosio a lattato, ossia attraverso la glicolisi anaerobica, porta alla produzione netta di due molecole di ATP.

Glucosio dall’azione della glicogeno fosforilasi: rilascio di glucosio-1-fosfato (circa il 90% delle unità rimosse)

La sintesi del glicogeno dal glucosio libero costa due molecole di ATP per ogni molecola immagazzinata; una molecola di glucosio-1-fosfato è rilasciata nella reazione catalizzata dalla glicogeno fosforilasi, con recupero/risparmio di una delle due molecole di ATP precedentemente utilizzate.
Quindi l’ossidazione del glucosio a lattato a partire dal glucosio-6-fosfato e non dal glucosio libero porta alla produzione di tre molecole di ATP e non due (un ATP anziché due è speso nella fase di attivazione, 4 ATP sono prodotti nel terzo stadio: tre molecole di ATP guadagnate).
Il rapporto netto tra spesa e guadagno è 1/3 (una conservazione dell’energia di circa il 66,7%).
La reazione complessiva è:

glicogeno(n residui di glucosio) + 3 ADP + 3 Pi → glicogeno(n-1 residui di glucosio) + 2 lattato + 3 ATP

Combinando la sintesi del glicogeno, la sua degradazione ed infine la glicolisi a lattato si ha una resa pari ad una sola molecola di ATP per molecola di glucosio immagazzinata, ossia la somma complessiva è:

Glucosio + ADP + Pi → 2 lattato + ATP

Glucosio dall’azione dell’enzima deramificante: rilascio di glucosio libero (circa il 10% delle unità rimosse)

La resa netta in ATP tra sintesi e degradazione del glicogeno è di due molecole di ATP spese in quanto viene rilasciato glucosio libero.
In questo caso l’ossidazione del glucosio ha inizio dalla molecola non prefosforilata e produce due molecole di ATP.
Quindi la resa netta in ATP è pari a zero.
Considerando l’ossidazione sino a lattato delle unità di glucosio provenienti dal glicogeno si ha una conservazione dell’energia pari a:

1-(((1/3)*0,9)+((2/2)*0,1))=0,60

Conclusione

In condizioni anerobiche, nella molecola del glicogeno c’è la conservazione di circa il 60% dell’energia, una buona forma di deposito dell’energia.

Bibliografia

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Berg J.M., Tymoczko J.L., and Stryer L. Biochemistry. 5th Edition. W. H. Freeman and Company, 2002

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

Reddito, istruzione, aderenza al modello di Dieta Mediterranea e prevalenza dell’obesità

Reddito, istruzione, Dieta Mediterranea ed obesità

In uno studio pubblicato sul British Medical Journal un gruppo di ricerca ha esaminato le associazioni cross-sezionali di reddito ed istruzione con l’aderenza ad un modello di dieta di tipo mediterraneo e la prevalenza dell’obesità in un campione di 13262 soggetti (età media 53±11, 50% uomini media) ricavati da un totale di 24318 cittadini (cittadini del Molise) arruolati in modo casuale nel Progetto Moli-sani, uno studio di coorte basato sulla popolazione.
Il reddito familiare è stato suddiviso come segue:

  • alto (> 40 000 euro/anno);
  • medio-alto (> 25000 <40000 Euro/anno);
  • medio-basso (>10000<25000 Euro/anno);
  • basso (<10000 Euro/anno ).

Livello di istruzione è stato suddiviso in tre categorie:

  • ≤8 (basso) anni di studi;
  • >8 e ≤13 (medio) anni di studi;
  • >13 (alto) anni di studi.

Un reddito familiare più elevato è risultato associato in modo significativo ad una maggiore aderenza alla Dieta Mediterranea e ad un modello alimentare che fa uso di olio d’oliva e verdure, con una probabilità di avere la più alta aderenza alla Dieta Mediterranea chiaramente aumentata in base ai livelli di reddito (la qualità della dieta ha mostrato un continuo miglioramento lungo tutto il relativamente piccolo intervallo di strati economici). La prevalenza dell’obesità era più alta nella categoria a più basso reddito in confronto a quella con reddito maggiore.
L’istruzione è stata associata positivamente sia con l’aderenza alla Dieta Mediterranea che la minore prevalenza di obesità.

Conclusioni

Lo studio ha mostrato che un reddito e un livello di istruzione superiori sono associati in maniera indipendente con una maggiore aderenza ad un modello di alimentazione di tipo mediterraneo e con una minore prevalenza dell’obesità.

Bibliografia

Bonaccio M., Bonanni A.E., Di Castelnuovo A., De Lucia F.,Donati M.B.,de Gaetano G.,Iacoviello L., on behalf of the Moli-sani Project Investigators. Low income is associated with poor adherence to a Mediterranean diet and a higher prevalence of obesity: cross-sectional results from the Moli-sani study. BMJ Open 2012;2:e001685. doi:10.1136/bmjopen-2012-001685

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

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