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Consumo energetico e perdita di acqua e sali minerali nella corsa

Consumo di calorie, carboidrati, lipidi e proteine, e perdita di sali minerali ed acqua nella corsaNella corsa il runner va incontro ad un consumo calorico e ad una perdita di acqua e sali minerali che dipendono da diversi fattori quali la tecnica, il grado di allenamento, le condizioni ambientali e le caratteristiche fisiologiche proprie di ciascun atleta. Ne consegue che la loro conoscenza permette di impostare un’alimentazione adeguata sia nella fase di allenamento che in quella di recupero tra un allenamento ed il successivo, con l’obbiettivo di ottimizzare la performance.
Di seguito verrà analizzato il consumo calorico del runner impegnato in allenamenti su diverse distanze, e, nel dettaglio la quantità di carboidrati, lipidi, e proteine ossidati per ricavare l’energia necessaria a sostenere il lavoro muscolare, e quali sono i sali minerali maggiormente persi con la sudorazione.

INDICE

Consumo calorico nella corsa

Nella corsa il consumo calorico è pari a 0,85-1,05 kcal per kg di peso corporeo al chilometro.
Il range è conseguenza del fatto che gli atleti dotati di un’ottima tecnica consumano  meno energia rispetto a quelli con una tecnica meno raffinata.
Un runner di 70 kg avrà un consumo calorico al chilometro compreso tra:

70 x 0,85 x 1 = 59,5 kcal
e
70 x 1,05 x 1 = 73,5 kcal

Nella tabella sono mostrati i calcoli per derivare la spesa calorica sostenuta dall’atleta per correre 10, 20, 30, e 40 km.

Distanza

Consumo calorico

10 km 0,85 x 70 x 10 = 595 kcal
1,05 x 70 x 10 = 735 kcal
20 km 0,85 x 70 x 20 = 1190 kcal
1,05 x 70 x 20 = 1470 kcal
30 km 0,85 x 70 x 30 = 1785 kcal
1,05 x 70 x 30 = 2205 kcal
40 km 0.85 x 70 x 40 = 2380 kcal
1.05 x 70 x 40 = 2940 kcal

Nota: chi ha cominciato a correre da poco avrà spese maggiori di 1,05 Kcal per kg di peso corporeo al chilometro.

L’energia richiesta per sostenere il lavoro muscolare nella corsa deriva dall’ossidazione di carboidrati, lipidi, e proteine. Carboidrati e lipidi rappresentano la principale fonte di energia, ed il loro utilizzo è influenzato dall’intensità dell’esercizio: al suo aumentare si riduce la percentuale dei lipidi ossidati mentre aumenta quella dei carboidrati, come riassunto di seguito.

Intensità

Carburante

<30% VO2max principalmente grassi
40-60% VO2max grassi e carboidrati egualmente
75% VO2max principalmente carboidrati
>80% VO2max circa 100% carboidrati

Nota: L’impossibilità di utilizzare il carburante metabolico adeguato può promuovere la fatica e portare al sovrallenamento.

Quindi per andature maggiori della soglia anerobica, l’ossidazione dei carboidrati può arrivare a soddisfare l’intera richiesta energetica. Nell’andatura tipica della maratona, i carboidrati forniscono il 60-70% dell’energia necessaria, mentre per andature inferiori la percentuale si riduce a valori inferiori al 50%.
Di seguito verrà analizzato il consumo di carboidrati, lipidi e proteine nell’allenamento, nel corso del quale il dispendio energetico è sostenuto per circa il 60% dai carboidrati, per circa il 40% dai lipidi, mentre la percentuale residua, compresa tra il 3% ed il 5%, dalle proteine

Ossidazione dei carboidrati nell’allenamento

Per un runner di 70 kg, il consumo di carboidrati al chilometro sarà compreso tra:

(0,6 x 59,5) / 4 = 8,9 g/km
e
(0,6 x 73,5) / 4 = 11 g/km

Nota: un grammo di carboidrati apporta circa 4 kcal.
Nella tabella sono mostrati i calcoli per derivare il consumo di carboidrati per correre 10, 20, 30, e 40 km.

Distanza Consumo di carboidrati

10 km

[(0,85 x 70 x 10) x 0,6] / 4 = 89 g
[(1,05 x 70 x 10) x 0,6] / 4 = 110 g

20 km

[(0,85 x 70 x 20) x 0,6] / 4 = 179 g
[(1,05 x 70 x 20) x 0,6] / 4 = 221 g

30 km

[(0,85 x 70 x 30) x 0,6] / 4 = 268 g
[(1,05 x 70 x 30) x 0,6] / 4 = 331 g

40 km

[(0,85 x 70 x 40) x 0,6] / 4 = 357 g
[(1,05 x 70 x 40) x 0,6] / 4 = 441 g

Ossidazione dei lipidi nell’allenamento

Con calcoli simili a quelli fatti per i carboidrati è possibile derivare il consumo di lipidi al chilometro, che sarà compreso tra:

(0,4 x 59,5) / 9 = 2,6 g/km
e
(0,4 x 73,5) / 9 = 3,3 g/km

Nota: un grammo di lipidi apporta circa 9 kcal.
Nella tabella sono mostrati i calcoli per derivare il consumo di lipidi per correre 10, 20, 30, e 40 km.

Distanza

Consumo di lipidi

10 km [(0,85 x 70 x 10) x 0,4] / 9 = 26 g
[(1,05 x 70 x 10) x 0,4] / 9 = 33 g
20 km [(0,85 x 70 x 20) x 0,4] / 9 = 53 g
[(1,05 x 70 x 20) x 0,4] / 9 = 65 g
30 km [(0,85 x 70 x 30) x 0,4] / 9 = 79 g
[(1,05 x 70 x 30) x 0,4] / 9 = 98 g
40 km [(0,85 x 70 x 40) x 0,4] / 9 = 106 g
[(1,05 x 70 x 40) x 0,4] / 9 = 131 g

Ossidazione delle proteine nell’allenamento

Il fabbisogno proteico giornaliero di un soggetto adulto è pari a 0,9 grammi per kg di peso corporeo, e, per un atleta di 70 kg corrisponde a:

70 x 0,9 = 63 g

Durante la corsa circa il 3-5% dell’energia consumata per sostenere il lavoro muscolare deriva dall’ossidazione delle proteine.
Nella tabella sono mostrati i calcoli per derivare la quantità di proteine ossidate quando l’atleta corre per 10, 20, 30 e 40 km, considerando che le proteine forniscano il 3% dell’energia necessaria..

Distanza

Consumo di proteine  al 3%

10 km [(0,85 x 70 x 10) x 0,03)] / 4 = 4,5 g
[(1,05 x 70 x 10) x 0,03)] / 4 = 5,5 g
20 km [(0,85 x 70 x 20) x 0,03)] / 4 = 8,9 g
[(1,05 x 70 x 20) x 0,03)] / 4 = 11 g
30 km [(0,85 x 70 x 30) x 0,03)] / 4 = 13,4 g
[(1,05 x 70 x 30) x 0,03)] / 4 = 16,5 g
40 km [(0,85 x 70 x 40) x 0,03)] / 4 = 17,9 g
[(1,05 x 70 x 40) x 0,03)] / 4 = 22,1 g

Nota: un grammo di proteine apporta circa 4 kcal.

Considerando il dispendio energetico di 0,85 e 1,05 kcal per kg di peso corporeo al chilometro, il fabbisogno proteico medio aggiuntivo per chilo di peso corporeo per correre 10, 20, 30, e 40 chilometri, approssimato alla seconda cifra decimale, è pari a:

  • 10 km: [(4,5 + 5,5) / 2] / 70 = 0,07 g
  • 20 km: [(4,5 + 5,5) / 2] / 70 = 0,14 g
  • 30 km: [(4,5 + 5,5) / 2] / 70 = 0,21 g
  • 40 km: [(4,5 + 5,5) / 2] / 70 = 0,29 g

Infine, considerando anche il fabbisogno proteico giornaliero del soggetto adulto si ottiene il fabbisogno proteico complessivo di un atleta di 70 kg impegnato nelle quattro distanze:

  • 10 km: 0,07 + 0,9 = 0,97 g
  • 20 km: 0,14 + 0,9 = 1,04 g
  • 30 km: 0,21 + 0,9 = 1,11 g
  • 40 km: 0,29 + 0,9 = 1,19 g

Con calcoli analoghi ai precedenti si ottiene il fabbisogno proteico complessivo nel caso di un’ossidazione delle proteine pari al 5%.

  • 10 km: 0,12 + 0,9 = 1,02 g
  • 20 km: 0,24 + 0,9 = 1,14 g
  • 30 km: 0,36 + 0,9 = 1,26 g
  • 40 km: 0,48 + 0,9 = 1,38 g

Se si escludono gli atleti che si allenano tutti i giorni per 30 km o più, i valori ottenuti sono di poco superiori a 0,9 grammi per kg di peso corporeo.
In realtà il fabbisogno proteico giornaliero è leggermente superiore a quello calcolato in quanto una certa quantità di azoto, dunque di proteine si perde, oltre che con le urine, anche attraverso la sudorazione.

Perdita di acqua e sali minerali nella corsa

Le perdite di acqua dipendono dalla quantità di sudore che l’atleta produce, che a sua volta dipendente da:

  • temperatura ed umidità dell’aria;
  • irraggiamento solare.

La perdita sarà tanto maggiore quanto più alti sono questi valori.
Va comunque sottolineato che il sudore è prodotto in quantità diverse da soggetto a soggetto.

Con la sudorazione i principali sali minerali persi sono:

  • il sodio (Na+) e il cloro (Cl), circa 1 grammo per litro di sudore nell’atleta abituato ad allenarsi in condizioni ambientali che provocano una intensa sudorazione;
  • il potassio (K+), in quantità corrispondente a circa il 15% del sodio perso;
  • il magnesio (Mg2+) in quantità corrispondente a circa l’1% del sodio perso.

La quantità di sali persi è funzione del volume di sudore prodotto ed aumenta negli atleti non acclimatati al caldo.
Nella tabella sono mostrati i valori, espressi in grammi/litro, dei minerali presenti nel sudore di atleti non acclimatati e acclimatati.

  Atleti non acclimatati

Atleti acclimatati

Sodio

1,38

0,92

Cloro

1,5

1,00

Potassio

0,20

0,15

Magnesio

0,01

0,01

Totale

3,09

2,08

Da quanto detto deriva che nel corso dell’attività fisica il minerale più utile da assumere è il sodio.
Dopo l’attività fisica il corridore, o chi suda molto, tende a mangiare più salato. Il fenomeno, scoperto nel corso di studi condotti su operai di fonderie, è conosciuto come fame selettiva. Per il potassio ed il magnesio probabilmente non esiste la fame selettiva.

Bibliografia

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Sawka M.N., Burke L.M., Eichner E.R., Maughan, R.J., Montain S.J., Stachenfeld N.S. American College of Sports Medicine position stand: exercise and fluid replacement. Med Sci Sport Exercise 2007;39(2):377-390 doi:10.1249/mss.0b013e31802ca597

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Maltodestrine, fruttosio e sport di resistenza

L’assunzione di carboidrati può migliorare la capacità di resistenza e la prestazione.
L’ingestione di diversi tipi di carboidrati, che utilizzano trasportatori intestinali differenti, può:

  • aumentare l’assorbimento totale dei carboidrati;
  • aumentare l’ossidazione dei carboidrati assunti;
  • migliorare la prestazione.

Glucosio e fruttosio

Quando durante l’esercizio fisico prolungato viene assunta una miscela di glucosio e fruttosio (nella letteratura analizzata rispettivamente 1,2 e 0,6 g/min, rapporto 2:1, per una velocità di assunzione complessiva pari a 1,8 g/min) c’è una minor competizione per l’assorbimento intestinale rispetto all’ingestione di una quantità isoenergetica di solo glucosio o solo fruttosio, essendo coinvolti due trasportatori differenti. Inoltre, l’assorbimento del fruttosio è stimolato dalla presenza del glucosio.
Tutto ciò può:

  • contribuire ad ottenere una velocità di assorbimento intestinale dei carboidrati maggiore;
  • aumentare la disponibilità di carboidrati esogeni nel sangue;
  • produrre una velocità di ossidazione dei carboidrati esogeni maggiore rispetto al solo glucosio.

Dalla coingestione di glucosio e fruttosio si ottiene una velocità di ossidazione dei carboidrati esogeni di circa 1,26 g/min, quindi maggiore rispetto a quella osservata con l’assunzione del solo glucosio (1 g/min) anche in alte concentrazioni.
La differenza osservata (+0,26 g/min) può essere attribuita per intero all’ossidazione del fruttosio ingerito.

Saccarosio e glucosio

L’ingestione di saccarosio e glucosio, nelle stesse condizioni dell’ingestione di glucosio e fruttosio (quindi rispettivamente 1,2 e 0,6 g/min, in rapporto 2:1, per apporto complessivo di carboidrati pari a 1,8 g/min), dà risultati simili.

Glucosio, saccarosio e fruttosio

Con la combinazione di glucosio, saccarosio e fruttosio si ottengono velocità di ossidazione molto elevate (nella letteratura analizzata rispettivamente 1,2, 0,6 e 0,6 g/min, in rapporto 2:1:1, per apporto complessivo di carboidrati pari a 2,4 g/min; tuttavia, notare la maggiore quantità di carboidrati assunta).

Maltodestrine e fruttosio

Velocità di ossidazione elevate si osservano anche con combinazioni di maltodestrine e fruttosio, nelle stesse condizioni dell’ingestione di glucosio e fruttosio (quindi rispettivamente 1,2 e 0,6 g/min, in rapporto 2:1, per apporto complessivo di carboidrati pari a 1,8 g/min).

Queste elevate velocità di ossidazione possono essere raggiunte con carboidrati disciolti in una bevanda, presenti in un gel o in barrette a basso contenuto di grassi, proteine e fibra.

La migliore combinazione di carboidrati da assumere durante l’esercizio fisico prolungato è probabilmente la miscela di maltodestrine e fruttosio in rapporto 2:1, in una soluzione al 5%, per un apporto di circa 80-90 g/h.

Maltodestrine e fruttosio: Ossidazione dei Carboidrati Ingeriti
Fig. 1 – Ossidazione dei Carboidrati Ingeriti

Perche?

  • Questa miscela ha il miglior rapporto tra la quantità di carboidrati ingerita e la loro velocità di ossidazione e questo significa che quantità più piccole di carboidrati rimangono nello stomaco o nell’intestino riducendo il rischio di complicanze/disturbi gastrointestinali durante esercizio prolungato (vedere la parentesi grafa nella figura).
  • Una soluzione che contenga diversi tipi di carboidrati e che ne abbia un contenuto non superiore al 5% ottimizza lo svuotamento gastrico e migliora l’apporto di liquidi.

Esempi di soluzioni di carboidrati al 5% contenenti circa 80-90 g di maltodestrine e fruttosio in rapporto 2:1; tempo di ingestione di circa un’ora:

  • 1,5 L di soluzione: 80 g di carboidrati, rispettivamente circa 55 g di maltodestrine e circa 25 g di fruttosio.
  • 1,8 L di soluzione: 90 g di carboidrati, rispettivamente 60 g di maltodestrine e 30 g di fruttosio.

Conclusioni

Durante l’esercizio fisico prolungato, quando sono necessarie elevate velocità di ossidazione dei carboidrati esogeni, è preferibile l’ingestione di carboidrati differenti rispetto a quella di grandi quantità di un singolo carboidrato.
La migliore combinazione sembra essere quella tra maltodestrine e fruttosio, in rapporto di 2:1, in una soluzione al 5%, e con una velocità di ingestione di circa 80-90 g/h.

Bibliografia

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Esercizio fisico prolungato e assunzione di carboidrati

Esercizio Fisico Prolungato: Nuoto in Acque Libere
Fig. 1 – Nuoto in Acque Libere

Durante l’esercizio fisico prolungato (>90 min), ad es. la maratona, l’Ironman, lo sci di fondo, il ciclismo su strada o il nuoto in acque libere, gli effetti della supplementazione con carboidrati sulla performance sono principalmente metabolici piuttosto che centrali e comprendono:

  • la fornitura di una apporto energetico addizionale per il muscolo quando le riserve di glicogeno sono prossime all’esaurimento;
  • il risparmio del glicogeno muscolare;
  • la prevenzione delle ipoglicemie.

Quanti carboidrati dovrebbe assumere l’atleta?

La quantità ottimale di carboidrati da assumere è quella che determina la massima velocità di ossidazione dei carboidrati esogeni senza causare disturbi gastrointestinali“. (Jeukendrup A.E., 2008, vedi Bibliografia)

Esercizio fisico prolungato: quali carboidrati assumere?

Fino al 2004 si riteneva che i carboidrati ingeriti durante l’esercizio, anche l’esercizio fisico prolungato, potessero essere ossidati ad una velocità non superiore a 1 g/min, ossia 60 g/h, indipendente dal tipo di carboidrato.
L’ossidazione dei carboidrati esogeni è limitata dal loro assorbimento intestinale e l’ingestione di più di circa 60 g/min di un singolo tipo di carboidrato non porta ad aumenti nella loro velocità di ossidazione mentre è probabile che si associ con disturbi gastrointestinali.
Perché?
A livello intestinale, l’assorbimento del glucosio (e del galattosio) è mediato da un trasportatore sodio dipendente chiamato SGLT1. Questo trasportatore si satura ad con apporti di glucosio di circa 60 g/h e ciò (e/o la distribuzione del glucosio da parte del fegato che ne regola il trasporto nel sangue) ne limita la velocità di ossidazione a 1g/min o 60 g/h. Per questo motivo, anche quando il glucosio è assunto a velocità molto elevate (>60 g/h) non si ottengono velocità di ossidazione dei carboidrati esogeni superiori 1,0-1,1 g/min.
Un esempio può aiutare a capire che succede a livello intestinale: se di fronte ad un ascensore (il nostro trasportatore SGLT1) che può portare 30 persone (il glucosio) ce ne sono 60, 30 rimarranno in attesa, magari iniziando a litigare tra di loro (disturbi gastrointestinali).

La velocità di ossidazione del maltosio, saccarosio, delle maltodestrine e di polimeri del glucosio ingeriti è molto simile a quella del glucosio ingerito.

Il fruttosio utilizza un differente trasportatore, sodio indipendente, chiamata GLUT5. Rispetto al glucosio, ma come il galattosio, ha una minore velocità di ossidazione, probabilmente a causa della più bassa velocità di assorbimento intestinale e della necessità di essere convertito in glucosio nel fegato, di nuovo come il galattosio, prima di poter essere ossidato.
Tuttavia, se l’atleta ingerisce diversi tipi di carboidrati, che utilizzano trasportatori intestinali differenti, la velocità di ossidazione dei carboidrati esogeni può aumentare significativamente.
La miscela migliore da assumere nel corso di un esercizio fisico prolungato sembra essere quella composta da maltodestrine e fruttosio.

Esercizio Fisico Prolungato: Ossidazione dei Carboidrati Ingeriti
Fig. 1 – Ossidazione dei Carboidrati Ingeriti

Nota: l’elevata velocità di assunzione dei carboidrati si può associare ad un ritardato dello svuotamento gastrico e dell’assorbimento dei liquidi. Questo può essere minimizzato dalla contemporanea assunzione di carboidrati che utilizzino trasportatori intestinali differenti: si osserva infatti un miglioramento nell’apporto di liquidi rispetto all’assunzione di un singolo tipo di carboidrato, cui consegue anche un disagio gastrointestinale modesto, se presente.

Conclusioni

L’ingestione di diversi tipi di carboidrati, che utilizzano trasportatori intestinali differenti, può:

  • aumentare l’assorbimento totale di carboidrati;
  • aumentare l’ossidazione dei carboidrati esogeni;
  • migliorare la prestazione fisica.
Bibliografia

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Assunzione di carboidrati: esercizio breve (‹ 1 h) di alta intensità

Alta Intensità: L'alimentazione Durante l'Esercizio
Fig. 1 – L’alimentazione Durante l’Esercizio

L’assunzione di carboidrati nel corso di un’attività fisica intermittente ad alta intensità, o prolungata (maggiore di 90 minuti) sub-massimale, può:

  • aumentare la capacità di fare esercizio;
  • migliorare la prestazione;
  • ritardare l’insorgenza della fatica.

L’assunzione di piccole quantità di carboidrati o il risciacquo della bocca con soluzioni contenenti carboidrati (in inglese mouth rinse, ad es. con una soluzione di maltodestrine al 6%) può migliorare la prestazione del 2-3 %, quando l’esercizio è di durata relativamente breve (minore di un’ora) e di alta intensità (maggiore del 75 % VO2max), ossia lavori che non sono limitati dalla disponibilità delle riserve di glicogeno muscolare, ammesso il consumo di una dieta adeguata.
I meccanismi alla base dell’effetto ergogenico dei carboidrati durante questo tipo di attività non sono di natura metabolica, ma possono risiedere a livello del sistema nervoso centrale: sembra che i carboidrati vengano rilevati nella cavità orale da recettori non ancora identificati, promuovendo un maggiore senso di benessere e un miglioramento dell’andatura.
Questi effetti sono indipendenti gusto o dalla dolcezza o meno dei carboidrati ma sono specifici dei carboidrati.

Dato che gli effetti sulla prestazione conseguenti all’ingestione di bevande sono simili a quelli ottenuti con il mouth rinse, gli atleti, quando non soffrano di disturbi gastrointestinali successivi all’assunzione di troppi fluidi, potrebbero ottenere un vantaggio dall’assunzione della bevanda in quanto negli sport di resistenza, la disidratazione, insieme con l’esaurimento dei carboidrati sono le cause più probabili alla base dell’insorgenza della fatica.

Conclusioni
Sembra che durante l’esercizio di durata relativamente breve ( minore di un’ora) e di alta intensità (maggiore del 75 % VO2max) non sia necessario ingerire grandi quantità di carboidrati: il mouth rinse con soluzioni contenenti carboidrati o la loro assunzione piccole quantità possono essere sufficienti per ottenere un miglioramento della prestazione.

Bibliografia

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Idratazione prima degli sport di resistenza

Pre-idratazione
Fig. 1 – Pre-idratazione

Negli sport di resistenza, quali l’Ironman, il nuoto in acque libere, il ciclismo su strada, la maratona o lo sci di fondo, le cause più probabili che portano alla fatica sono la disidratazione e la deplezione dei carboidrati, in particolare del glicogeno muscolare ed epatico

La pre-idratazione

Poiché la disidratazione, conseguente alle perdite di sudore necessarie per dissipare il calore generato durante l’attività, può compromettere la prestazione, è importante iniziare esercizio in uno stato buona idratazione (e con normali livelli di elettroliti plasmatici), mantenendolo anche durante l’attività.
Se l’atleta ha assunto con i pasti un’adeguata quantità di bevande ed è trascorso un periodo di recupero prolungato (8-12 h) dall’ultimo esercizio, l’atleta dovrebbe trovarsi in uno stato di buona idratazione.
Tuttavia, se non ha avuto tempo a sufficienza o non è riuscita/o ad assumere quantità adeguate di liquidi/elettroliti per ristabilire il corretto stato di idratazione, può essere utile, prima di iniziare l’esercizio successivo, un programma di pre-idratazione per correggere eventuali deficit di liquidi/elettroliti precedentemente accumulati.

Programma di pre-idratazione

Se durante l’esercizio il target nutrizionale è quello di ridurre le perdite di sudore a meno del 2-3% del peso corporeo, nella fase di precedente l’esercizio l’atleta dovrebbe assumere bevande almeno 4 ore prima dell’inizio della attività, ad esempio circa 5-7 mL/kg di peso corporeo.
Se l’urina è ancora scura (molto concentrata) e/o è poca l’atleta dovrebbe assumere, lentamente, altri liquidi (ad esempio, altri 3-5 ml/kg di peso corporeo) circa 2 ore prima dell’inizio di attività, di modo che la diuresi, la produzione di urina, torni verso la normalità prima di iniziare il lavoro.

E consigliabile consumare piccole quantità di cibi contenenti sodio o snack salati e/o bevande con sodio che aiutano a stimolare la sete e a trattenere i liquidi assunti.
Inoltre, al fine di promuovere il consumo di liquidi prima, durante e dopo l’esercizio fisico è importante che le bevande ingerite siano gradevoli per l’atleta. La gradevolezza della bevanda è influenzata da diversi fattori, quali:

  • la temperatura, spesso tra i 15 e i 21 °C;
  • il contenuto di sodio;
  • il gusto.

E l’iper-idratazione?

L’iper-idratazione, in particolare quando è caldo, potrebbe migliorare la termoregolazione e la performance fisica, e quindi potrebbe essere utile per coloro che hanno una sudorazione molto intensa, come può accadere durante l’esercizio svolto in un ambiente caldo, o che hanno difficoltà a bere una quantità sufficiente di liquidi durante l’esercizio.
Tuttavia ci sono diversi rischi:

  • i liquidi che espandono gli spazi intra- ed extracellulari (ad esempio soluzioni di glicerolo più acqua) aumentano notevolmente il rischio di andare di intestino durante l’esercizio;
  • l’iper-idratazione può diluire ed abbassare il sodio plasmatico: questo aumenta il rischio di iponatremia da diluizione se durante l’esercizio i liquidi vengono assunti in quantità molto elevata e in breve tempo.

Infine, va sottolineato che gli espansori plasmatici o gli agenti iperidratanti sono banditi dall’Agenzia mondiale antidoping (WADA).

Conclusioni
“La pre-idratazione con bevande, quando necessaria, dovrebbe iniziare almeno diverse ore prima dell’inizio dell’attività fisica al fine di consentire l’assorbimento di liquidi e permettere alla diuresi di tornare verso valori normali. Il consumo di bevande contenti sodio e/o snack salati o di piccoli pasti liquidi possono contribuire a stimolare la sete e a trattenere i liquidi necessari.” (Sawka et al., 2007, vedi Bibliografia).

Bibliografia

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Ipoglicemia e carboidrati nell’ora precedente l’esercizio

Da numerosi studi condotti sembra che l’insorgenza dell’ipoglicemia (glicemia < 3,5 mmol/L o < 63 mg/L) sia estremamente soggettiva: alcuni atleti sono risultati molto predisposti al suo sviluppo, altri molto più resistenti.

Ipoglicemia: strategie per limitarla nei soggetti predisposti

Ipoglicemia: La fatica
Fig. 1 – La Fatica

Una strategia per minimizzare le risposte glicemiche ed insulinemiche durante l’esercizio è quella di ritardare l’assunzione dei carboidrati, ingerendoli nei 5-15 minuti prima dell’inizio dell’esercizio o durante il riscaldamento (anche se seguito da un breve intervallo).
Perché?

  • Il riscaldamento e poi l’esercizio aumentano la concentrazione delle catecolamine circolanti, le quali vanno a smorzare l’effetto dell’insulina.
  • Inoltre è stato dimostrato che l’assunzione di soluzioni contenenti carboidrati durante il riscaldamento (anche se seguito da un breve intervallo) non causa alcuna ipoglicemia di rimbalzo, a prescindere dalla quantità di carboidrati presenti, ma anzi determina un aumento della glicemia. Quando i carboidrati sono assunti entro 10 minuti dall’inizio dell’esercizio, l’esercizio stesso inizierà prima dell’aumento della concentrazione dell’insulina.

Pertanto, questa strategia di temporizzazione fornirebbe carboidrati minimizzando il rischio di una possibile ipoglicemia reattiva.
In aggiunta, è possibile scegliere carboidrati a basso indice glicemico che determinano risposte glicemiche ed insulinemiche più stabili nel corso del successivo esercizio.

Esempio: soluzione al 5-6% di carboidrati, spesso maltodestrine (50-60 g in un litro), o maltodestrine più fruttosio (ad es. rispettivamente 33 g più 17 g in un litro).

Un’osservazione interessante è la mancanza di una chiara relazione tra l’ipoglicemia ed i suoi sintomi (legati probabilmente ad un ridotto apporto di glucosio al cervello). Infatti i sintomi spesso sono riportati in assenza di una vera ipoglicemia e l’ipoglicemia non sempre è associata ai sintomi. Anche se la causa dei sintomi è ancora sconosciuta, chiaramente non è correlata ad una soglia glicemica.

Conclusioni
Alcuni atleti sviluppano sintomi simili a quelli dell’ipoglicemia sebbene questi non siano sempre legati ad un’ipoglicemia effettiva.
Al fine di minimizzare tali sintomi, per questi soggetti è consigliabile un approccio personalizzato che potrebbe includere:

  • l’assunzione di carboidrati poco prima dell’inizio del lavoro o durante il riscaldamento;
  • la scelta di carboidrati a basso-moderato indice glicemico che provocano risposte glicemiche ed insulinemiche più stabili;
  • oppure evitare i carboidrati nei 90 minuti precedenti l’esercizio.
Bibliografia

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Carico di carboidrati pre-gara

Il carico di carboidrati è un’ottima strategia per ottimizzare le riserve energetiche nei muscoli prima dell’inizio di una competizione di resistenza come la maratona, l’ironman, il nuoto in acque libere o una gara di ciclismo su strada.

Cosa “mangia” il muscolo durante gli sport di resistenza?

Carico di carboidrati: Alberto Sordi e lo Spaghetto“Mangia” carboidrati, presenti in forma di glicogeno nei muscoli e nel fegato ed assunti nel corso dell’esercizio o poco prima, e grassi.

Negli sport di resistenza le cause più probabili alla base dell’insorgenza della fatica sono la disidratazione e la deplezione dei carboidrati, in particolare del glicogeno muscolare ed epatico.
Per evitare la “crisi” dovuta alla deplezione dei carboidrati muscolari ed epatici è fondamentale avere alla partenza ottimi depositi di glicogeno.

Cosa influenza i depositi di glicogeno?

  • L’alimentazione nei giorni precedenti la gara;
  • il livello di allenamento (chi è più allenato sintetizza più glicogeno ed ha depositi potenzialmente maggiori perché ha enzimi più efficienti);
  • l’attività compiuta il giorno della gara ed i giorni precedenti (se il muscolo non lavora non perde glicogeno). Quindi nei giorni che precedono la gara è bene fare allenamenti leggeri, così da non intaccarne le riserve, e curare l’alimentazione.

L’origine “svedese” del carico di carboidrati

Negli eventi che durano più di 90 minuti, avere riserve muscolari di glicogeno molto elevate (si parla di supercompensazione del glicogeno) può migliorare la performance, ossia il tempo necessario per completare una data distanza, di un 2-3% in confronto con una situazione in cui le riserve di glicogeno sono normali o basse. Nelle competizioni con durata inferiore ai 90 minuti i benefici della supercompensazione sembrano essere piccoli o assenti.
Gli atleti ben allenati possono ottenere la supercompensazione delle riserve di glicogeno anche senza ricorrere alla fase di deplezione dei carboidrati precedente al carico degli stessi, vecchia tecnica messa a punto da due ricercatori svedesi, Saltin e Hermansen, negli anni ’60 del secolo scorso.
I due ricercatori scoprirono che la concentrazione muscolare del glicogeno poteva essere raddoppiata seguendo nei sei giorni precedenti la gara una dieta di questo tipo:

  • tre giorni di dieta ipoglucidica (poverissima di carboidrati);
  • tre giorni di dieta iperglucidica, il cosiddetto carico di carboidrati (dieta ricchissima di carboidrati).

Questa dieta crea un sacco di problemi: i primi tre giorni senza carboidrati (ossia senza pasta, riso, pane, patate, legumi, frutta ecc.) sono durissimi, ci possono essere anche sintomi simili alla depressione dovuti al carente apporto di glucosio al cervello, mentre i vantaggi che si ottengono sono pochi. Inoltre, con le tecniche di preparazione attuali, tipo e quantità di lavoro svolto, già si riescono ad ottenere livelli di glicogeno elevati, oltre i 2,5 g/kg.

Il carico di carboidrati “moderno”

Immaginando di avere la gara la domenica un possibile schema per ottenere la supercompensazione delle riserve di glicogeno può essere il seguente:

  • mercoledì, ossia 4 giorni prima della competizione, allenamento discreto e poi cena senza carboidrati;
  • da giovedì, quindi 3 giorni prima della competizione, dieta iperglucidica (vedi tabella) ossia il carico di carboidrati ed allenamenti leggeri.
Esempio di carico di carboidrati
Fig. 1 – Carico di Carboidrati: Dieta da 2500 kcal

La quantità di carboidrati necessaria per ripristinare le scorte di glicogeno o per promuoverne il carico varia in funzione della durata e dell’intensità del programma di allenamento, ed è compresa tra 5 e 12 g/kg/d a seconda dell’atleta e della sua attività. Con apporti di carboidrati maggiori si possono ottenere scorte più elevate di glicogeno ma non sempre questo determina prestazioni migliori. Inoltre c’è anche da considerare il fatto che l’accumulo di glicogeno si accompagna ad un aumento di peso dovuto alla ritenzione di acqua (circa 3 grammi di acqua per ogni grammo di glicogeno) e per alcuni sport questo potrebbe non essere vantaggioso.

Bibliografia

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Sport di resistenza e alimentazione

Sport di Resistenza
Fig. 1 – Sport di Resistenza

Negli ultimi anni gli sport di resistenza (endurance), definiti nel documento PASSCLAIM redatto dalla Commissione Europea come quelli di durata pari o superiore ai 30 minuti, sono diventati molto popolari e competizioni come la mezza maratona, la maratona, addirittura le ultramaratone, il mezzo Iroman o l’Ironman attraggono sempre più persone.

Si tratta di competizioni che possono durare ore o, nei casi più estremi delle ultramaratone, giorni.
L’atleta, agonista o meno, che decida di competervi dovrebbe ottimizzare sia l’allenamento che l’alimentazione al fine di massimizzare la prestazione ed evitare situazioni spiacevoli e potenzialmente pericolose per la propria salute.
Negli sport di resistenza, le cause più probabili che portano alla fatica sono la disidratazione e la deplezione dei carboidrati, in particolare del glicogeno muscolare ed epatico.

Disidratazione e sport di resistenza

La disidratazione è conseguente alle perdite di sudore necessarie per la dissipazione del calore generato durante l’attività. Per prevenire l’insorgenza della fatica da questa causa l’obbiettivo nutrizionale è quello di ridurre a meno del 2-3% del peso corporeo le perdite dovute alla sudorazione ma è altrettanto importante evitare di bere in eccesso rispetto alla velocità di sudorazione, specialmente bevande povere di sodio, al fine di prevenire l’iponatremia (bassi livelli ematici di sodio).

Deplezione del glicogeno

Il glicogeno muscolare e il glucosio ematico sono i più importanti substrati da cui il muscolo ricava l’energia necessaria alla contrazione.
La fatica che può insorgere durante gli sport di resistenza è spesso associata alla deplezione del glicogeno muscolare e alla riduzione del glucosio ematico per cui è importante iniziare l’esercizio/performance con elevate riserve di glicogeno muscolare ma anche epatico, quest’ultimo deputato al mantenimento della glicemia.

Altri fattori che possono ridurre la performance e, in casi estremi, in particolare per gli eventi più lunghi, mettere a rischio la salute dell’atleta, includono problemi gastrointestinali, ipertermia e iponatremia.
L’iponatremia è stata riportata occasionalmente in particolare tra gli atleti più lenti che abbiano assunto quantità molto elevate di acqua o altre bevande povere di sodio.
I problemi gastrointestinali sono frequenti in particolare nelle gare più lunghe; nella loro comparsa sembra essere importante sia la predisposizione genetica che l’assunzione di soluzioni contenenti elevate quantità di carboidrati, di bevande iperosmotiche e di fibre, grassi e proteine.

Bibliografia

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Risciacquo della bocca con soluzioni di carboidrati e sport di resistenza

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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Glicogeno muscolare: come massimizzarne la sintesi 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?

INDICE

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:

  • l’apporto di carboidrati è elevato;
  • la sintesi del glicogeno è più attiva;
  • i livelli di glicogeno muscolare sono aumentati.

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 (proteine e carboidrati 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 i carboidrati verrebbero accumulati preferenzialmente anche nel muscolo, dove saranno in seguito utilizzati.

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