Alimentazione nello Sport - 1 -

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Biologia, Nutrizione e Sport Dott. Mino Neglia

Centro Sportivo Educativo Nazionale, Brindisi 8 dicembre 2012

ALIMENTAZIONE: Somministrazione o assunzione di alimenti allo scopo di nutrire l’organismo

NUTRIZIONE: è la disposizione delle cellule e degli organismi complessi a rifornirsi dei composti necessari a sostenerne la vita

Metabolismo I principi nutritivi subiscono processi di: DIGESTIONE ASSORBIMENTO UTILIZZO A queste reazioni viene dato il nome di METABOLISMO

FASE CATABOLICA

FASE ANABOLICA

Catabolismo

Anabolismo

Fase di degradazione

Fase di ricostruzione

Apparato digerente FASI

masticazione

deglutizione digestione gastrica digestione intestinale

assimilazione espulsione delle scorie Il tratto digerente dalla BOCCA all’ano è considerato spazio esterno all’organismo

Alimenti e Nutrienti Funzione degli alimenti è quella di fornire l’energia ed i nutrienti necessari per le funzioni biologiche dell’organismo Nutrienti calorici

Nutrienti acalorici

Carboidrati

Acqua

Lipidi

Sali Minerali

Proteine

Vitamine

Si ricava Energia

Sono bioregolatori

Nutrienti Calorici L’organismo utilizza l’energia chimica dei nutrienti calorici per le svariate attività dell’organismo. Principalmente Carboidrati e Grassi hanno ruolo energetico, le proteine solo quando sono carenti i primi

Per esprimere l’energia chimica degli alimenti si utilizza solitamente la kcaloria

Nutriente Carboidrati Grassi Proteine

Kcal per grammo 4 9 4

Nutrienti Calorici

Alimento 100 grammi

Zucchero Formaggio (emmenthal) Olio

Proteine

Grassi

Carboidrati

Acqua

KCAL

0

0

100

0

28,5

30,9

3,6

34,6

400 400

0

100

0

tracce

900

Quantitativamente sono simili i primi 2 alimenti, ma sono differenti totalmente per la qualitĂ dei nutrienti

Fabbisogno calorico “Il fabbisogno calorico è il consumo di energia considerato adeguato per coprire la spesa energetica di un individuo sano di una categoria di età e di sesso stabilita” definizione WHO, 1973

Metabolismo Basale

consumo metabolico a riposo (metab. sonno - veglia - basale)

60 - 75 %

Metabolismo energetico

Attività fisica e termoregolazione

15 – 30 %

Azione dinamico specifica alimenti

Energia per digestione e assorbimento nutrienti

10 %

Fabbisogno calorico giornaliero

Fabbisogno calorico

Fabbisogno calorico AttivitĂ

KCAL / min

Camminare lentamente

2,6

Camminare a 5 km/h

3,7

Balli Lenti

4,3

Pallavolo

8,5

Balli svelti

11,3

Calcio

11,7

Basket

14,3

Maratona

20

Nuoto

25

Ciclismo agonistico

26

Metabolismo Basale

Metabolismo Basale Influenzato da: Sesso: nei maschi è maggiore perché > massa magra Età

: massimo nei bambini, picco a due anni, diminuisce con l’età

Abitudini di vita: attività fisica, uso di sostanze eccitanti…

Stati patologici: febbre, iper e ipo tiroidismo, neoplasie, diabete Equazione Harris - Benedict nei maschi: 655 + ( 9,6 x Kg di peso ) + ( 1,8 x cm di statura ) - ( 4,7 x l’età ) Equazione Harris - Benedict nelle donne: 66 + ( 13,7 x Kg di peso ) + ( 5 x cm di statura ) - ( 6,8 x l’età )

peso altezza età

MB

65 MASCHI 170 29

1721,3

2648

peso altezza età

MB

50 FEMMINE 165 19

1446,8

2226

BILANCIO ENERGETICO

ENERGIA IN ENTRATA ALIMENTAZIONE

DISPENDIO ENERGETICO TOTALE

Mantenimento Peso Corporeo

Proteine Funzioni:

PLASTICA

REGOLATRICE

assumere proteine significa ricavare aa per costruire le proteine dell’organismo

gli aa possono essere utilizzati per sintetizzare ormoni con funzione regolatrice

Funzioni principali

ENERGETICA

normalmente non si ricava energia dagli aa ,ma in caso di digiuno prolungato ( Autofagia), nel diabete quando è scompensato, e in tutte le situazioni di squilibrio metabolico

Minima

Proteine Quando sono introdotte nell’organismo, vengono idrolizzate in AMMINOACIDI AMMINOACIDI ESSENZIALI:

non sono prodotti dall’organismo e devono essere assunti con la dieta AMMINOACIDI NON ESSENZIALI: l’organismo è in grado di costruirli

La digestione delle proteine inizia nello stomaco ad opera della pepsina, che riduce le catene in frammenti. L’acido cloridrico attiva la pepsina e denatura le proteine scoprendo i legami peptidici che possono così essere attaccati. La fase successiva avviene nel duodeno ad opera delle peptidasi pancreatiche, enzimi, che spezzano ulteriormente i peptidi. L'idrolisi finale dei peptidi in amminoacidi avviene tramite altri enzimi, le amminopeptidasi. Gli amminoacidi giungono così al fegato.

Amminoacidi essenziali Valina

Leucina Isoleucina

Treonina Metionina Fenilalanina

Triptofano Lisina

Istidina Arginina

essenziali solo nel bambino

Proteine

Proteine ad elevato valore biologico: sono quelle di origine animale

Formaggi: 20 – 35 % Carne : 15 – 20 % Pesce : 15 – 20 % Latte : : 3,5 % Uovo intero : 13 %, Tuorlo : 16,3 % Albume : 10,9 %

Proteine a discreto e basso valore biologico : di origine vegetale Discreto valore biologico:

Basso valore biologico

Cereali ( pane , pasta) : 8 -12 %,

Frutta e ortaggi : < 3 %

Legumi secchi

: 20 %

Soia

: 40 %

Il parametro più importante è la presenza di aa essenziali

Proteine Associazione perfetta dal punto di vista nutrizionale:

CEREALI Carenti in Lisina

Pasta + Fagioli, Pane + Fave Ecc..

+

LEGUMI : Carenti in Metionina

La carenza in aa essenziali di uno compensa l’altro

Proteine

Il FEGATO è l’organo chiave nella regolazione e nel metabolismo degli amminoacidi Ha funzione di riserva, distribuzione e funzione plastica, cioè il fegato utilizza gli aa per sintetizzare sia proteine epatiche che proteine del sangue. Sintetizza aa non essenziali da quelli essenziali

Proteine Non esistono riserve di amminoacidi nel nostro organismo per l’accumulo Gli aa rispetto a carboidrati e lipidi hanno una parte che deve essere eliminata tossica: il gruppo amminico NH3 Quando si assumono aa in eccesso il fegato li trasforma in glucosio e forma UREA dal gruppo amminico che viene inviata ai reni che la eliminano perchÊ tossica

Assumere un surplus di proteine sovraccarica fegato e reni

Proteine Una reazione che avviene negli epatociti è la TRANSAMINAZIONE, ovvero lo scambio di un gruppo amminico per convertire un aa in un altro: Transaminasi

AA 1 + Chetoacido 1 ========== AA 2 + Chetoacido 2

Le TRANSAMINASI GOT e GPT nel sangue vengono dosate per misurare la funzionalità epatica, ovvero una presenza elevata nel sangue è causata dalla rottura degli epatociti nei casi di epatite e in altre patologie epatiche come la CIRROSI

Proteine Fabbisogno Proteico Medio Giornaliero = 0,75 g / kg / die

Di queste almeno un terzo deve essere di origine animale (proteine ad elevato valore biologico)

Senza tenere conto dell’attività sportiva e di gravidanza

Il 15 % del fabbisogno calorico giornaliero deve provenire dalle proteine

Fabbisogno proteico dello sportivo Il consumo di proteine dipende dal tipo di sport: è stato dimostrato da Tarnopolski nel 1988 che gli atleti di fondo consumano piÚ proteine dei bodybuilder. Durante gli sforzi intensi e prolungati, che consumano le scorte di glicogeno mucolare, l'organismo è costretto ad attingere alle proteine per produrre energia. L'esercizio con i pesi, per quanto pesante, non sollecita abbastanza l'organismo che non consuma cosÏ tante proteine come vorrebbero farci credere i produttori di integratori. Le ricerche serie arrivano a consigliare 2 gr di proteine per kg di peso per i bodybuilder professionisti (in assenza di doping), 1.5 gr per il frequentatore di palestra con allenamento di potenziamento muscolare e per l'atleta di sport di resistenza. In entrambi i casi, una ripartizione delle calorie di 50% di carboidrati, 20% di proteine e 30% grassi è in grado di soddisfare il fabbisogno proteico.

Proteine La pratica sportiva può comportare un aumentato fabbisogno proteico giornaliero, fino ad un massimo di 2 grammi/Kg di peso corporeo desiderabile • per la maggiore usura dei tessuti • per l'eventuale aumento delle masse muscolari (quando è effettuata giornalmente e con programmi di allenamento gravosi).

Proteine Nello sportivo pre pubere l'assenza dell'ormone sessuale maschile non giustifica l'allenamento della forza muscolare e quindi dell'incremento del consumo di proteine, perchè in queste condizioni non si possono verificare incrementi sostanziali delle masse muscolari.

Integratori di amminoacidi

Tra gli integratori più di moda ci sono gli AMMINOACIDI RAMIFICATI: Valina , Leucina e Isoleucina

A livello muscolare è presente una transaminasi , meno presente in altri distretti, che li catabolizza ovvero li brucia. Vengono utilizzati per ricavare energia livello muscolare.

Tutt’oggi non è ben definita l’utilità , poiché non avrebbe senso integrare se già il dispendio energetico è coperto dall’introito alimentare Valina

Leucina

Isoleucina

Carboidrati Sono molto rappresentati a livello vegetale. L’organismo umano ne ha circa l’1 % sebbene il fabbisogno calorico sia soddisfatto principalmente dai carboidrati

Monosaccaridi Glucosio Galattosio Fruttosio

Disaccaridi Maltosio (glu+glu) Lattosio (glu+gal) Saccarosio (glu+fru)

ZUCCHERI SEMPLICI

Polisaccaridi Amido

Glicogeno

FIBRA ALIMENTARE Assumendo alimenti di origine vegetale si assumono anche polisaccaridi non assimilabili L’organismo umano non ha gli enzimi per poterli digerire

Fibra Insolubile Cellulosa (catene di glucosio con legame β 1 -4) Lignina ( non è un carboidrato)

Fibra Gelificante o Solubile Emicellulose e Sostanze pectiche Gomme Mucillagini

Polisaccaridi Algali

Funzioni: - Previene l’iper alimentazione (aumento volume bolo alimetare, distensione parete stomaco == senso di sazietà - Regola le funzioni intestinali (aumentà velocità di transito delle feci) - modula l’assorbimento dei nutrienti SVANTAGGI: Sequestra i cationi Ca ++, Mg ++, Fe++, Zn ++ e diminuisce l’assorbimento di altri nutrienti

ENERGETICA

Carboidrati

Fornire energia pronta per l’utilizzo dei processi vitali delle cellule

PLASTICA Alcuni zuccheri rientrano nella costituzione del DNA, dei glicolipidi e delle glicoproteine

Funzioni:

ANTICHETOGENICA I lipidi bruciano bene alla fiamma dei carboidrati, i lipidi danno acetil CoA mentre i carboidrati OSSALACETATO ( Ciclo di Krebs) Effetto tranquillante e antidepressivo mediato dalla serotonina che da anche senso di sazietĂ

Sviluppo dellla flora batterica intestinale

Carboidrati BOCCA Amilasi salivare

Amido spezzettato in catene di glucosio maggiori di 10 unitĂ

Alimento contenente carboidrati

STOMACO Amilasi salivari inattivate

DUODENO Amilasi pancreatiche Monosaccaridi possono essere assorbiti dalle cellule intestinali e immessi nel sangue

Carboidrati ALIMENTAZIONE con alimenti contenti carboidrati Glucosio sangue Sintesi INSULINA dal pancreas

DIGIUNO Glucosio sangue

Sintesi di GLUCAGONE dal pancreas

Le Cellule introducono glucosio

Viene stimolata la glicogenolisi epatica Gli organi principalmente coinvolti sono FEGATO e MUSCOLI

Viene prodotta la riserva di glucosio ovvero il glicogeno

Il glucosio nel sangue GLICEMIA deve essere nel range 65- 110 mg /dl

Carboidrati Glicogeno: costituito da catene di glucosio ramificate. Nell’organismo è presente a livello epatico e muscolare Il glicogeno nel MUSCOLO rappresenta la riserva di glucosio, quindi ha ruolo energetico

Il glicogeno nel FEGATO ha il ruolo di mantenimento della glicemia

Carboidrati GLUCOSIO (6 C)

GLICOLISI

A livello muscolare, negli sforzi rapidi 3 ATP

Acido Piruvico (3 C)

Acetil Co A (2 C)

CICLO DI KREBS

NO 0SSIGENO

Mitocondri Presenza ossigeno

12 ATP

Acido lattico

Le fonti energetiche dell’attività muscolare Aerobico: interviene l’ossigeno che funge da ultimo accettore di elettroni

Anaerobico:

processo che avviene senza l’intervento dell’ossigeno

Aerobico

Anaerobico

Metabolismo Aerobico • E’ l’unico dei tre sistemi che necessita della presenza di ossigeno

• L’energia utilizzata per produrre ATP deriva dalla demolizione in toto di molecole di GLUCOSIO e Ac. GRASSI liberi. Questo meccanismo ha bisogno di ossigeno che attraverso la respirazione viene trasportato fino ai muscoli in particolare nei mitocondri delle fibrocellule muscolari.

Metabolismo anaerobico lattacidico • Non interviene ossigeno, ma vi è la produzione di acido lattico . • L’acido lattico si forma per permettere alla glicolisi di continuare e produrre nuovo NAD+ nella forma ossidata. • La presenza di acido lattico “danneggia” temporaneamente la contrazione muscolare e l’atleta non può protrarre per molto la prestazione ad elevate intensità

Metabolismo Anaerobico alattacidico  Negli Sport di potenza  Non interviene ossigeno  Non si forma acido lattico  L’energia per la contrazione viene ceduta da una molecola che contiene anch’essa un legame altamente energetico, la fosfocreatina (CP).  L’ATP che ne deriva da questo meccanismo è poco ma molto rapido, il doppio del lattacidico ed il triplo di quello aerobico

Creatina • Questa sostanza alimentare è normalmente contenuta nella carne; • l'organismo è in grado di produrla a partire da altri amminoacidi, con un ricambio giornaliero inferiore ai 2.0 grammi. • Il fabbisogno quotidiano di creatina è di circa due grammi. Tale quota viene in parte soddisfatta dalla sintesi epatica (50%) ed in parte dalla dieta (50%). • La creatina presente in una normale razione alimentare, unitamente a quella prodotta dal nostro organismo, è più che sufficiente a coprirne i fabbisogni giornalieri, mentre la sola quota endogena (prodotta dall'organismo) copre i fabbisogni anche in caso di diete vegetariane.

Creatina ď ą Contenuto di creatina negli alimenti ALIMENTO

CONTENUTO DI CREATINA (g/Kg)

Manzo Merluzzo Aringa Maiale Salmone Tonno Mirtilli Latte

4,5 3,0 6,5-10 5,0 4,5 4,0 0,02 0,1

Normativa italiana

Creatina La maggior parte degli studi non hanno evidenziato particolari effetti nocivi in seguito all'assunzione acuta o sub-acuta, ma vi sono ricerche che ipotizzano anche un effetto cancerogeno, considerando la creatina come un possibile fattore di crescita tumorale. Inoltre, non va dimenticato che le dosi di creatina normalmente assunte dagli atleti, soprattutto dai frequentatori delle palestre e dai body builders sono ben superiori a quelle massime indicate dalle linee guida e, per giunta, perdurano per lunghi periodi di tempo. A tale proposito, va precisato che un dosaggio di 20-25 grammi al giorno, pari a 0.3 g/kg p.c./die (equivalente a oltre 12 Kg di carne!), è addirittura in grado di inibire la produzione endogena di creatina.

Carboidrati In una dieta equilibrata Il 55 – 65 % delle calorie dovrebbe provenire dai carboidrati Solo il 10- 12 % delle calorie totali deve provenire dagli zuccheri semplici

Devono essere soprattutto carboidrati complessi!

Tenere conto dell’ indice glicemico

Carboidrati L’indice glicemico è la capacità di un alimento di aumentare la glicemia

Bisogna evitare di assumere spesso cibi ad alto indice glicemico, per non stressare le cellule beta del pancreas che producono l’insulina

Pane bianco : IG 100 Pasta : IG 60 Patate fritte : IG 107 Aranciata: IG 97 Glucosio : IG 137 La differenza dipende dalla qualità dell’amido e dalla presenza della fibra Proteine

lipidi

Carboidrati

KCAL

Pane bianco

8,1

0,5

64

276

Pasta di semola

10,8

0,3

82

356

Lipidi Sostanze eterogenee dal punto di vista strutturale Sono insolubili in acqua

Colesterolo

Fosfolipidi

Lipidi Gli olii e i grassi animali come il burro hanno differente consistenza perché cambia la natura degli acidi grassi, maggiore è la presenza di grassi insaturi maggiore è la fluidità dell’alimento

Olio di oliva

99 % circa : Trigliceridi ( l’acido grasso più abbondante è l’acido oleico, monoinsaturo) 1% : Steroli, tocoferoli, e altre sostanze liposolubili

Lipidi Vi sono acidi grassi ESSENZIALI, l’organismo non li sintetizza - Fanno parte delle membrane biologiche - Sono precursori di molecole che intervengono nell’infiammazione - Hanno funzione ipocolesterolomizzante

Acido linoleico (omega 6) Acido linolenico (omega 3)

Lipidi Funzioni: ENERGETICA la più consistente forma di riserva energetica per l’organismo. Un individuo di 70 kg possiede 10- 11 kg di tessuto adiposo

STRUTTURAL E I fosfolipidi e il colesterolo costituiscono le membrane cellulari

Modellano il corpo

Veicolano le vitamine liposolubili

Il colesterolo è il Il colesterolo precursore dièalcuni inoltre il ormoni tra cui quelli precursore di alcuno ormoni e sessuali (estrogeni tra cui quelli testosterone) ed è la sessuali. base dei Sali biliari, inoltre peròRientra non è essenziale

Lipidi BOCCA

Stomaco

Alimento contenente lipidi

Fegato

Sono molecole insolubili in acqua e tendono a raggrupparsi formando grossi agglomerati Cistifellea

Bile

Duodeno Si forma un emulsione e possono agire le lipasi Lipidi assorbiti

Lipidi I lipidi non possono essere trasportati nel sangue cosÏ come sono, perchè sono insolubili, sono pertanto inseriti nelle LIPOPROTEINE Alcune Lipoproteine: LDL (low density lipoprotein) : trasportano colesterolo ai tessuti

HDL (High density lipoprotein): recuperano il colesterolo dai tessuti

Esame sangue Valori normali Colesterolo totale

120 - 220 mg/100 ml

LDL

70 - 130 mg/100 ml

HDL

40 - 80 mg/100 ml

Lipidi I lipidi in eccesso sono accumulati come trigliceridi nel tessuto adiposo Anche il glucosio che non entra nel ciclo energetico viene trasformato in grasso Il tessuto adiposo ha una diversa localizzazione differente dal sesso: ObesitĂ ginoide (nella metĂ inferiore dell'addome, nelle regioni glutee ed in quelle femorali.).

ObesitĂ androide (regione addominale, toracica, dorsale e cerviconucale)

Vitamine

IDROSOLUBILI

Vit. B1, B2, B5, B6, PP, H, acido folico, acido ascorbico o vit. C, Vitamina B12

LIPOSOLUBILI

Vitamina A, D, E, K (l’eccesso può essere dannoso perché vengono accumulate nel t. adiposo)

Sono molecole che agiscono come bioregolatori e come coenzimi in importanti reazioni metaboliche

Vitamine Pellagra: causata da carenza di vitamina PP (carni, fegato legumi e cereali) alimentazione a base di solo mais e nell’etilismo cronico L’acido folico e la vitamina B12 sono importanti per la sintesi di emoglobina, il primo è molto importante in gravidanza, una carenza ha effetti sullo sviluppo del tessuto nervoso del feto mentre la vit.B12 deve essere assunta dai vegetariani perché contenuta solo negli alimenti di origine animale (carne, pesce, frattaglie, latte, tuorlo d’uovo)

Integratori alimentari

A) B) C) D) E) F)

Integrazione energetica Integrazione idro-salina Integrazione proteica Integrazione di amminoacidi e derivati Altri prodotti Combinazioni dei suddetti

Integratori di proteine e amminoacidi

L-Carnitina • La L-carnitina è una sostanza con caratteristiche chimiche e funzionali paragonabili a quelle delle vitamine, normalmente presente negli alimenti di origine animale, soprattutto le carni, ma che l'organismo umano è capace di sintetizzare (produzione endogena) a partire da alcuni amminoacidi. • E’ presente nel corpo umano a livello dei muscoli scheletrici e nel muscolo cardiaco. • L'attività della L-carnitina si esplica a livello del metabolismo lipidico. In particolare essa stimola l'ossidazione degli acidi grassi nei mitocondri a scopo energetico; inoltre, in tal modo potrebbe svolgere un ruolo importante anche nell'ossidazione di diversi amminoacidi e del piruvato e contribuire così al risparmio delle riserve di glicogeno muscolare ed una minore produzione di acido lattico, durante il lavoro muscolare. La carenza di carnitina può provocare una alterata funzionalità del muscolo cardiaco.

L-Carnitina • Attualmente si ritiene che l'integrazione orale di L-carnitina in soggetti sani non sia in grado di determinare un aumento della sua concentrazione a livello muscolare e quindi non migliori l'utilizzazione dei lipidi e la produzione di energia. • Inoltre non ci sono dati scientifici che provino una carenza di L-carnitina nei muscoli sia in condizioni di riposo, sia al termine di lavori muscolari prolungati. Esistono molti studi sui meccanismi di azione della L-carnitina a livello muscolare, ma i risultati sono ancora contrastanti e non sembrano giustificarne l'uso come ergogeno

L-Carnitina

Il fabbisogno è di 80 mg al giorno per Kg di peso corporeo

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