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
FASE CATABOLICA
Catabolismo
FASE ANABOLICA
Anabolismo
Fase di degradazione Fase di ricostruzione
I principi nutritivi subiscono processi di:
DIGESTIONE
ASSORBIMENTO
UTILIZZO
A queste reazioni viene dato il nome di METABOLISMO
Apparato digerente
masticazione
deglutizione
digestione gastrica
digestione intestinale
assimilazione
espulsione delle scorie
FASI
Il tratto digerente dalla BOCCA all’ano è considerato spazio esterno all’organismo
Funzione degli alimenti è quella di fornire l’energia ed i nutrienti necessari per le funzioni biologiche
dell’organismo
Nutrienti calorici
Carboidrati
Lipidi
Proteine
Nutrienti acalorici
Acqua
Sali Minerali
Vitamine
Si ricava Energia Sono bioregolatori
Alimenti e Nutrienti
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
Nutriente Kcal per grammo
Carboidrati 4
Grassi 9
Proteine 4
Per esprimere l’energia chimica degli alimenti si utilizza solitamente la kcaloria
Nutrienti Calorici
Alimento 100 grammi
Proteine Grassi Carboidrati Acqua KCAL
Zucchero 0 0 100 0 400 Formaggio (emmenthal)
28,5 30,9 3,6 34,6 400
Olio 0 100 0 tracce 900
Quantitativamente sono simili i primi 2 alimenti, ma sono differenti totalmente per la qualità 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
Metabolismo energetico
Azione dinamico specifica alimenti
Fabbisogno calorico
giornaliero
consumo metabolico a riposo (metab. sonno - veglia - basale)
Attività fisica e termoregolazione
Energia per digestione e assorbimento nutrienti
Fabbisogno calorico
60 - 75 % 15 – 30 % 10 %
Fabbisogno calorico
Attività 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
peso 65 MASCHI
altezza 170
età 29
MB 1721,3 2648
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 50 FEMMINE
altezza 165
età 19
MB 1446,8 2226
BILANCIO ENERGETICO
ENERGIA IN ENTRATA
ALIMENTAZIONE
DISPENDIO ENERGETICO
TOTALE
Mantenimento Peso Corporeo
Proteine
Funzioni:
PLASTICA
assumere proteine significa ricavare aa per
costruire le proteine dell’organismo
REGOLATRICE
gli aa possono essere utilizzati per sintetizzare ormoni
con funzione regolatrice
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
Funzioni principali Minima
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.
Proteine
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
Proteine a discreto e basso valore biologico : di origine vegetale
Il parametro più importante è la presenza di aa essenziali
Formaggi: 20 – 35 %
Carne : 15 – 20 %
Pesce : 15 – 20 %
Latte : : 3,5 %
Uovo intero : 13 %,
Tuorlo : 16,3 % Albume : 10,9 %
Discreto valore biologico:
Cereali ( pane , pasta) : 8 -12 %,
Legumi secchi : 20 %
Soia : 40 %
Basso valore biologico
Frutta e ortaggi : < 3 %
Proteine
Associazione perfetta dal punto di vista nutrizionale:
CEREALI LEGUMI :
Pasta + Fagioli, Pane + Fave
Ecc..
La carenza in aa essenziali di uno compensa l’altro
Carenti in Lisina Carenti in Metionina
+
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 perché 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:
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
AA 1 + Chetoacido 1 ========== AA 2 + Chetoacido 2
Transaminasi
Proteine
Fabbisogno Proteico Medio Giornaliero =
0,75 g / kg / die
Senza tenere conto
dell’attività sportiva e di gravidanza
Di queste almeno un terzo deve essere di origine animale (proteine ad
elevato valore biologico)
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 più 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 così 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.
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.
Proteine
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
Integratori di amminoacidi
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)
Polisaccaridi
Amido
Glicogeno
ZUCCHERI SEMPLICI
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
Carboidrati
Funzioni:
ENERGETICA
Fornire energia pronta per l’utilizzo dei processi vitali delle cellule
PLASTICA
Alcuni zuccheri rientrano nella costituzione del DNA, dei glicolipidi e
delle glicoproteine
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 sazietà
Sviluppo dellla flora batterica intestinale
Carboidrati
Alimento contenente carboidrati
BOCCA Amilasi salivare
Amido spezzettato in catene di glucosio maggiori di 10 unità
STOMACO Amilasi salivari
inattivate
DUODENO Amilasi
pancreatiche
Monosaccaridi possono essere assorbiti dalle cellule intestinali e immessi nel sangue
ALIMENTAZIONE con alimenti contenti carboidrati DIGIUNO
Glucosio sangue
Sintesi INSULINA dal pancreas
Le Cellule introducono glucosio
Gli organi principalmente coinvolti sono FEGATO e MUSCOLI
Viene prodotta la riserva di glucosio ovvero il glicogeno
Carboidrati
Glucosio sangue
Sintesi di GLUCAGONE dal pancreas
Viene stimolata la glicogenolisi epatica
Il glucosio nel sangue GLICEMIA deve essere nel range 65- 110 mg /dl
Glicogeno: costituito da catene di glucosio ramificate. Nell’organismo è presente a livello epatico e muscolare
Carboidrati
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)
Acido Piruvico (3 C)
3 ATP
Acido lattico
NO 0SSIGENO
A livello muscolare, negli sforzi rapidi
Acetil Co A (2 C)
CICLO DI KREBS
GLICOLISI
Mitocondri Presenza ossigeno
12 ATP
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.
ALIMENTO CONTENUTO DI CREATINA (g/Kg)
Manzo 4,5
Merluzzo 3,0
Aringa 6,5-10
Maiale 5,0
Salmone 4,5
Tonno 4,0
Mirtilli 0,02
Latte 0,1
Creatina Contenuto di creatina negli alimenti
Normativa italiana
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.
Creatina
Carboidrati
In una dieta equilibrata
Il 55 – 65 % delle calorie dovrebbe provenire dai
carboidrati
Devono essere
soprattutto carboidrati complessi!
Solo il 10- 12 % delle calorie totali deve
provenire dagli zuccheri semplici
Tenere conto dell’
indice glicemico
Carboidrati
L’indice glicemico è la capacità di un alimento di
aumentare la glicemia
Pane bianco : IG 100 Pasta : IG 60
Aranciata: IG 97
Patate fritte : IG 107
Glucosio : IG 137
La differenza dipende dalla qualità dell’amido e dalla presenza della fibra
Bisogna evitare di assumere spesso cibi ad
alto indice glicemico, per non stressare le
cellule beta del pancreas che producono l’insulina
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
Acido linoleico (omega 6) Acido linolenico (omega 3)
- Fanno parte delle membrane biologiche - Sono precursori di molecole che intervengono nell’infiammazione - Hanno funzione ipocolesterolomizzante
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
STRUTTURALE
I fosfolipidi e il colesterolo costituiscono le membrane
cellulari
Modellano il corpo
Veicolano le vitamine
liposolubili
Il colesterolo inoltre è il
precursore di alcuno ormoni tra cui quelli
sessuali. Rientra inoltre
Il colesterolo è il precursore di alcuni ormoni tra cui quelli sessuali (estrogeni e testosterone) ed è la base dei Sali biliari, però non è essenziale
Lipidi
BOCCA
Alimento contenente lipidi
Stomaco
Sono molecole insolubili in acqua e tendono a raggrupparsi formando grossi agglomerati
Duodeno Fegato Bile
Cistifellea
Si forma un emulsione e possono agire le lipasi
Lipidi assorbiti
Lipidi
I lipidi non possono essere trasportati nel
sangue così 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
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:
Obesità ginoide (nella metà inferiore dell'addome, nelle regioni glutee ed in quelle femorali.).
Obesità androide (regione addominale,
toracica, dorsale e cerviconucale)
Lipidi
Vitamine
IDROSOLUBILI
LIPOSOLUBILI
Vit. B1, B2, B5, B6, PP, H, acido folico, acido ascorbico o vit. C, Vitamina B12
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)
A) Integrazione energetica B) Integrazione idro-salina C) Integrazione proteica D) Integrazione di amminoacidi e derivati E) Altri prodotti F) Combinazioni dei suddetti
Integratori alimentari
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