FABBISOGNO ENERGETICO, ALIMENTAZIONE E SPORT

FABBISOGNO ENERGETICO, ALIMENTAZIONE E SPORT
12
Feb
2017

FABBISOGNO ENERGETICO, ALIMENTAZIONE E SPORT

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Richiami sui principi della nutrizione[1]

Il metabolismo rappresenta un fattore fondamentale per la vita con la sua continua assunzione e cessione (ricambio) di sostanze dal/all’ambiente.

La nutrizione si sostanzia nella sommatoria dei processi attraverso i quali l’organismo assume dall’ambiente le sostanze indispensabili al mantenimento delle proprie funzioni vitali. Il nutrimento, in forma solida e liquida, attraversa un processo composto dalle seguenti fasi:

  1. Assunzione di alimenti;
  2. Digestione: trasformazione degli alimenti in sostanze riassorbibili;
  3. Assorbimento: passaggio dei nutrienti trasformati nel tubo digerente alle vie ematiche e linfatiche;
  4. Metabolismo intermedio: trasformazione chimica delle sostanze ad elevato peso molecolare per degradazione progressiva in sostanze di peso molecolare minore (trasformazione di energia) o attraverso trasformazione per la sintesi di sostanze proprie dell’organismo grazie all’associazione di processi catabolici e anabolici;
  5. Escrezione: eliminazione dei prodotti del metabolismo (ad es. anidride carbonica, acqua, urea) e di sostanze non metabolizzabili (ad es. le “sostanze zavorra” – fibre alimentari).

In particolare la digestione è il processo meccanico-chimico che trasforma e riduce il cibo in sostanze più semplici che possono essere assimilate meglio attraverso l’idrolisi. Un esempio importante di prodotto finale del processo digestivo è il glucosio (C6H12O6) che attraverso l’intestino tenue passa nel sangue che lo trasporta al fegato, mediante la vena porta, da cui arriva alle diverse cellule del corpo. I mezzi alimentari vengono quindi assimilati dall’organismo. L’assimilazione[2] si sostanzia nelle seguenti funzioni:

  • Assorbimento dei prodotti della digestione nel sangue;
  • Trasporto dei prodotti del catabolismo alle cellule;
  • Cambiamento chimico delle componenti degli alimenti in sostanze specifiche necessarie ad altri processi dell’organismo.

Le sostanze alimentari, vegetali e animali, forniscono energia all’organismo e materiali per la costruzione dei tessuti e il mantenimento del corpo umano. I principi nutritivi (nutrienti) necessari alla crescita, rimodellamento, riparazione dei tessuti e per ottenere l’energia necessaria alle attività del corpo, sono le componenti degli alimenti e si suddividono in macronutrienti e micronutrienti[3]:

  • Macronutrienti: carboidrati (CHO), grassi o lipidi, proteine;
  • Micronutrienti: vitamine, minerali, acqua[4].

Il metabolismo energetico e le Fonti di energia

I processi biologici cellulari che si manifestano esternamente (es. movimento, crescita, ecc.) hanno bisogno di energia. Secondo la legge di conservazione di energia l’uomo deve mantenere l’equilibrio tra consumo e rifornimento di energia. L’uomo è in grado di immagazzinare energia per un lungo periodo in modo da liberarla nel momento in cui il fabbisogno è maggiore del rifornimento, infrangendo nel breve termine tale legge, ma dovendola rispettare nel lungo termine per la vita dell’organismo.

Le fonti energetiche principali per l’atleta sono i carboidrati, i grassi e le proteine[5]. Di seguito si evidenzia il valore fisiologico/1g:

  • Carboidrati (CHO): 3,8 – 4,3 kcal;
  • Grassi: 8,8 – 9,6 kcal;
  • Proteine: 3,8 – 4,5 kcal.

Si evidenzia che in condizioni standard l’energia è fornita  principalmente dai carboidrati (ca 66%) e dai grassi (ca 33%) risultando trascurabile la quota proveniente dalle proteine.

La trasformazione di energia e le riserve energetiche[6]

L’unica fonte di energia immediatamente utilizzabile per la contrazione muscolare è rappresentata dall’ATP. Poiché la riserva di ATP è limitata esistono diverse modalità di risintesi. La velocità di contrazione muscolare è funzione della disponibilità energetica. I fosfati ricchi di energia forniscono la più ampia disponibilità, mentre la combustione aerobica[7] degli acidi grassi la minima. Il consumo di ossigeno è un fattore limitante la performance muscolare, quindi la demolizione dei carboidrati è conveniente rispetto a quella dei grassi ed alle massime intensità si sfruttano solo i carboidrati. Di seguito si riporta il valore energetico/lt ossigeno:

  • Glucosio = 5,1 kcal = 6,34 ATP;
  • Grassi = 4,5 kcal = 5,70 ATP;
  • Proteine = 4,7 kcal = 5,94 ATP;

le riserve energetiche che bilanciano il fabbisogno possono essere i depositi di grasso e l’immagazzinamento del glucosio (C6H12O6) sotto forma di glicogeno. Minore è la possibilità di formare riserve di proteine. Il pool di aminoacidi liberi, sito nel plasma e nello spazio cellulare (e intracellulare del muscolo scheletrico), seppur limitato è importante per la sintesi proteica, la trasformazione dell’energia e la gluconeogenesi. In esito ad un carico di allenamento varia la concentrazione degli aminoacidi liberi e il metabolismo proteico, ma durante la successiva fase di recupero aumentano i processi anabolici (riducendosi quelli catabolici), ristabilendo l’omeostasi. Le riserve di glucosio nel sangue sono esigue (ca 15 g) e sufficienti per un impegno massimale di 2 minuti circa, quindi il glucosio viene stoccato sotto forma di riserve di glicogeno epatico (ca 100 – 150 g) e muscolare (ca 250 – 300 g). Il glicogeno epatico mantiene costante il livello di glucosio nel plasma ematico. Tale aspetto è fondamentale considerando che tutti gli organi soddisfano il proprio fabbisogno di CHO mediante il glucosio ematico, inoltre il cervello, il midollo spinale e gli eritrociti sfruttano il glucosio per soddisfare il proprio fabbisogno energetico. Per gli atleti riveste particolare importanza il glicogeno muscolare che è una riserva di CHO a rapido utilizzo per l’attività muscolare (non essendo necessario il trasporto mediante sangue), tuttavia può essere utilizzato localmente non potendo essere liberato (causa la mancanza degli enzimi) e ceduto al sangue per essere trasportato.

Il Metabolismo di lavoro e il caso delle discipline di Ultra Endurance

Le sollecitazioni maggiori alle condizioni di metabolismo basale producono un incremento del dispendio energetico (metabolismo di lavoro) e questo aspetto è esaltato, e deve essere opportunamente gestito, nella pratica sportiva in esito alla considerevole attività muscolare. “per il livello del metabolismo di lavoro, è decisiva la massa della muscolatura impegnata, come anche l’intensità e la durata del lavoro muscolare[8], tutti aspetti peculiari dell’allenamento sportivo. Caratteristica del metabolismo di lavoro è l’elevata ampiezza di dispersione dovuta alle significative variazioni interindividuali cui è soggetta l’elaborazione del carico allenante.

Nello sport di vertice si toccano picchi rilevanti del metabolismo di lavoro con drastiche carenze energetiche e conseguenti cali ponderali sortiti da un insufficiente apporto di alimenti e/o una errata integrazione alimentare pre – durante – post allenamento/gara. Si riportano di seguito alcuni esempi relativi a prove di Ultra Endurance[9] caratterizzate da carichi estremi:

  • Ultramarathon in linea[10]
    • 24 ore: un atleta, nel fissare il suo record in una 24h di corsa in linea, ha percorso 303km, consumando circa 19.000 kcal (sette volte superiore il fabbisogno medio di un sedentario)[11];
    • 6 giorni: in una 6 giorni di corsa continua un atleta perse 7 kg;
  • Race Across America[12]: uno dei finisher ha subito una perdita di 5 kg;
  • Ironman Triathlon: gli atleti durante una gara hanno consumato mediamente 10.036 kcal, assumendo durante la competizione solo 3.940 kcal, da cui un deficit energetico di circa 6.096 kcal;
  • World Deca Ironman Triathlon (2006)[13]: il terzo classificato ha concluso con 128h 22’ 42’’, con il tempo medio sul singolo ironman pari a 12h 50’ 16’’. Il metabolismo di lavoro giornaliero pari a circa 7.544 kcal con un deficit globale di energia di circa 11.480 kcal per un considerevole calo ponderale. Nei 10 giorni diminuì di 1,0 kg, la massa muscolare di 0,9 kg, il grasso corporeo di 0,8 kg, con un incremento del contenuto globale di acqua di 2,8 lt, dei quali 2,1 intracellulare e 0,8 lt extracellulare. L’atleta beveva circa 11,3 lt/die media (ca 500 ml/h).

È necessario tenere conto delle necessità energetiche dell’atleta e dell’alimentazione adattata dello stesso.

Infatti l’attività sportiva è un fattore importante che incide sul bisogno di energia.Per il livello dei bisogni di energia dell’atleta sono determinanti soprattutto il carico di allenamento e di gara. Con l’aumento dell’intensità, del volume e della frequenza del carico, aumenta il bisogno di energia, mentre l’aumento dell’intensità porta addirittura ad un aumento sproporzionato del dispendio energetico[14]”. Ad esempio quando un atleta raddoppia la sua velocità di corsa da 3,3 a 6,6 m/s il fabbisogno energetico aumenta di otto volte rispetto al valore iniziale, tenendo conto anche che un atleta ha un metabolismo basale del 5% superiore a quello di una persona normale ed è soggetto a variazioni stagionali in funzione delle diverse fasi della programmazione dell’allenamento. I fattori[15] che incidono sul fabbisogno energetico dell’atleta sono svariati e non rendono possibile stabilire in via generale un livello quotidiano standard. Secondo Carlsohn, Bittmann, Greil et al.[16], i bisogni nutrizionali dell’atleta variano in funzione dei carichi di allenamento/gara e della tipologia di sport caratterizzate da rapidità e forza rapida, breve durata, media durata, lunga durata e diversi gradi di intensità e volume. Appare evidente che se si esauriscono le riserve di carboidrati, l’intensità del carico viene ridotta.

L’intervallo di recupero deve essere gestito al meglio, in particolare “il tasso di risintesi del glicogeno muscolare è massimo entro i 60’ post carico (…) per questo si deve iniziare ad assumere rapidamente carboidrati anche attraverso bevande che possano essere assorbite rapidamente (…) con una aggiunta di sale che favorisce l’assorbimento dei liquidi (…) soprattutto dopo carichi prolungati (…) per impedire una iponatriemia[17]”. “(…) Per ritornare al livello di glicogeno precedente l’inizio del carico sono necessarie circa 46 – 48 ore, nelle quali si deve assicurare un apporto adeguato di carboidrati”[18] ed un carico di allenamento idoneo per tipologia, intensità e volume.

Concludendo, in base a quanto sinteticamente esposto ed in funzione della tipologia di atleta e di attività sportiva, appare evidente che al fine di soddisfare adeguatamente il fabbisogno energetico, tenuto conto della moltitudine di variabili endogene ed esogene che lo influenzano, nello sport bisogna gestire al meglio un’alimentazione adattata al fabbisogno individuale specifico del singolo atleta, tale da distribuire opportunamente l’alimentazione nella giornata per neutralizzare o almeno ridurre le oscillazioni circadiane di disponibilità alla prestazione, ma anche programmare una corretta alimentazione off season – pre season – in season secondo fasi nutrizionali a sinergiche alle fasi della preparazione fisico – atletica che varia tra le diverse discipline sportive, ma anche da atleta ad atleta nell’ambito della medesima disciplina.

ADT COACH Alessandro Roppo

 BIBLIOGRAFIA

  • ACSM/ADADC, American College of Sport Medicine (ACSM) e American Dietic Association Dietitians of Canada (ADADC), Nutrition and athletic performance. Joint position statement. Med. Sci. Sport Exerc., 2009, pagg 709 – 731;
  • Carlsohn, Bittmann, Greil et al. Qualitat der kohlenhydrat – und eiweibzufuhr im Nachwuchsleinstungssport. Dt. Zeitschr. F. sportmed, 2008, traduzione GULINELLI M. (SdS), pagg. 5, 121 – 125
  • CICOZZI, G. Regenerative Mabnahmen: Streicheleinheiten fur Korper und Geist, mobile, 2002, traduzione Mario Gulinelli (SdS), pagg 32, 36 – 38;
  • WEINECK Jurgen, Biologia dello sport, Calzetti & Mariucci editori, tradotto da Mario Gulinelli (Scuola dello Sport), Perugia 2013, pagg. 652ss, 653 – 665, 667ss, 673, 678;

[1] WEINECK Jurgen, Biologia dello sport, Calzetti & Mariucci editori, Perugia 2013, pagg. 652ss

[2] CICOZZI, G. Regenerative Mabnahmen: Streicheleinheiten fur Korper und Geist, mobile, 2002, traduzione Mario Gulinelli, pagg 36 – 38

[3] Per tutti cfr American College of Sport Medicine (ACSM) e American Dietic Association Dietitians of Canada (ADADC), Nutrition and athletic performance. Joint position statement. Med. Sci. Sport Exerc., 2009, pagg 709 – 731

[4][4] Per un approfondimento sulle caratteristiche, composizione, funzioni, digestione e assorbimento dei macronutrienti e micronutrienti, sia in condizioni basali che in ambito sportivo cfr WEINECK J., Op. Cit., pagg. 653 – 665

[5] Altre componenti dell’alimentazione che forniscono energia, ma quantitativamente meno rilevanti per l’atleta, sono gli acidi alfa idrossilati, i chetoacidi e l’alcool.

[6] WINECK J., Op. Cit., pagg. 667ss

[7] I sistemi energetici sono anaerobico alattacido (ATP, CP à ADP, C), anaerobico lattacido (glicogeno à lattato) e aerobico (glicogeno à CO2 / acidi grassi à CO2) ed intervengono in funzione dell’intensità e del tempo. Va precisato che i rispettivi apporti non sono nettamente separati da una soglia perentoria, ma che vi sono zone di sovrapposizione del contributo degli stessi.

[8] Cfr WEINECK J., Op. Cit., pag. 669

[9] Cfr WEINECK J., Op. Cit., pag. 670

[10] A differenza delle corse a tappe, nelle corse in linea in assenza di pause prolungate, pasti principali e riposo notturno, si producono un marcato deficit energetico, un conseguente calo ponderale e un cambiamento della composizione corporea sortiti dal metabolismo di lavoro e non più compensabili

[11] Cfr CICOZZI, Op. Cit., pag. 32

[12] Gara di ultracycling individuale in linea di 5000 km che attraversa da ovest ad est gli USA, passando per 12 Stati e 6 fusi orari, affrontando condizioni climatiche (da temperature basse fino ad oltre 50°C) e dislivelli estremi;

[13] gli atleti per 10 giorni consecutivi portano a termine un ironman triathlon al giorno (3,8 km di nuoto + 180 km di ciclismo no draft + 42,195 km di corsa)

[14] Cfr WEINECK J., Op. Cit., pag. 673

[15] Età, sesso, composizione corporea, malattie, traumi, condizioni esterne di allenamento, disciplina sportiva, volume, intensità, frequenza e livello dell’allenamento, stato di fitness, condizioni climatiche, attività professionale, stile di vita, alimenti.

[16] Qualitat der kohlenhydrat – und eiweibzufuhr im Nachwuchsleinstungssport. Dt. Zeitschr. F. sportmed, 2008 in WEINECK J., Op. Cit., tradotto da Mario Gulinelli (Suola dello Sport), pagg. 5, 121 – 125

[17] Contenuto eccessivamente scarso di sale nel sangue < 135 mmol/l

[18] Cfr WEINECK J., Op. Cit., pag. 678