NUOVE TECNOLOGIE LEGATE AL FITNESS

DETERMINAZIONE DEI LIVELLI METABOLICI E SISTEMI PER IL CONTROLLO DELL’OMEOSTASI DELL’ATLETA

Gianfranco Scarsella

ANTI- AGING:Benessere e Stili di vita

Roma 3- dicembre 2011

ROME CAVALIERI Waldorf Astoria Hotels & Resorts

Che cosa si intende per reazione del metabolismo?

Il metabolismo di una persona si adatta alle condizioni alle necessità ed ai comportamenti alimentari dell’individuo stesso.

Questo adattamento si basa su un postulato elementare, che deriva dall’esigenza di far sopravvivere l’individuo stesso a periodi di carestia e che si può tradurre in un imperativo: Risparmiare riserve in vista di possibili periodi di ridotti approvvigionamenti.

Occorre quindi, se si vuole migliorare la performance metabolica insegnare all’organismo a consumare e produrre energia in modo diverso visto che è cambiata, con la nostra evoluzione, il nostro modo di alimentarci, ovvero Imparare di nuovo ad alimentarci in modo più naturale e sano (evitando se possibile l’accumulo di ROS)

3

Composizione corporea: I muscoli bruciano più calorie del grasso. Soggetti con più grasso (a parità di massa corporea) bruciano meno calorie ed il loro metabolismo è più basso. Età: Il metabolismo (in particolare quello basale) scende circa di 2% ogni dieci anni, soprattutto a causa di perdita del tono muscolare Sesso: Uomini hanno un metabolismo più alto delle donne Dieta: Intesa come alimenti consumati non come regime alimentare

Parametri che influenzano il Metabolismo

Livello di fitness Stress, Farmaci e stimolanti, Stato di salute.

• BEE “Quantita’ di energia utilizzata da un soggetto a digiuno, in riposo fisico e mentale, in condizioni di equilibrio termico”

• Il BEE cambia da individuo ad individuo• Il BEE è influenzato da molti parametri (età, sesso, stato di salute,

dieta, digestione, composizione corporea, trattamenti farmacologici, etc)

• Il BEE in un soggetto normale incide per circa il 75% della spesa energetica complessiva o total energy expenditure

Che cosa si intende per Metabolismo Basale (MB, BEE)

0%

20%

40%

60%

80%

100%

BEETEFatt. Fisica

TEE

TEE= BEE+ Att.fisica + TEF (effetto termogenico del cibo)

5

Formula di Harris BenedictBasata su studio del 1920 su 240 soggetti

Uomini: [66.5 + (13.8 x peso corporeo) + (5.0 x altezza) - (6.8 x età)]

Donne: [655.1 + (9.6 x peso corporeo) + (1.8 x altezza) - (4,7 x età)]

Nonostante che l’accuratezza della stima possa essere aumentata correggendo l’equazioni per la composizione corporea, i valori ottenuti non sono considerati affidabili in molte circostanze( gli errori possono variare da +/- 500kcal)

Stima del BEE

VO2 = [FIO2 x Vi-e ] x RF

Volume inspirato(circa da 300 a 500ml a riposo)

% di O2 inspirato(20.93% al livello del mare)

Misura del VO2

Misura di calorimetrica indiretta tesa a valutare l’ossigeno che si consuma per il nostro metabolismo

Frequenza Respiratoria(circa 12-15 atti/minuto a riposo)

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VALUTAZIONE DEL BEERaccomandazioni prima del test

Il paziente a digiuno non deve aver fatto esercizio fisico intenso nelle 12 ore prima del test

Il paziente non deve aver ingerito caffè o fumato nelle 4 ore precedenti il test

L’ambiente attorno al paziente durante il test deve essere tranquillo e a temperatura confortevole

20/30 min di attesa prima del test, e una durata tot del test di circa 15 min sono sufficienti a fornire una misura accurata del BEE

(American Dietetic Association)

Nuova tecnologia (non ospedaliera) per misurare il metabolismo basale tramite VO2

• La procedura si basa sul principio della “spirometria inversa”• Si utilizza un sacchetto metabolico, sistema miniaturizzato

(MDB) delle sacche di Douglas, pre-riempito con volume di 1700 ml di aria (equivalente a 360 ml di O2)

• Un modello matematico (accessibile anche da i-phon) calcola il consumo di ossigeno dal volume residuo in base alle inspirazioni effettuate ed in base anche alla frequenza degli atti respiratori su minuto (n/min)

Misura del VCO2misura dell’ossigeno realmente utilizzato nella

respirazione (e quindi nel metabolismo) cellulare

VCO2 = (FECO2 x VE)] x RF

% di CO2 espirata media(4-5% a riposo)

Volume espirato(circa 500 ml a riposo)

Frequenza Respiratoria(circa 12-15 atti/minuto)

Misura del metaboslsimo ossidativo tramite VCO2

La misura avviene dalle espirazioni effettuate in una provetta (10 ml)

(n°. espirazioni / min.) La provetta è riempita

con un reagente in grado di valutare la [CO2] tramite l’uso di un pHmetro

(misura istantanea) Oppure è utilizzabile un

metodo spettro fotometrico

(misure molto accurate ma centralizzate)

Valutazione del QR

•Una volta misurato il VO2 ed il VCO2 utilizzando un modello matematico si riesce a stabilire la misura del QR (CO2 prodotta / O2 consumata). Questo parmetro permette di valutare la composizione in macronutrienti (carboidrati proteine e lipidi) prevalentemente utilizzati

•Nella popolazione normale si valuta un QR di 0,82 ± 0,015 variazioni verso l’unità indicano un metabolismo prevalente di carboidrati mentre valori intorno a0,75 un metabolismo prevalente di lipidi. Questa informazione permette di modificare ed adattare la dieta in funzione delle necessità dell’atleta (per es. diete di carico e scarico)

•Ulteriori informazioni su i pattern metabolici possono essere ottenuti dalla analisi urinaria su 24 h dell’ azoto

Confronto tra K4 vs RMR Kit

• Abbiamo convalidato il metodo verificando la corrispondenza delle misure eseguite su 200 soggetti maschi e femmine i cui BMI oscillavano tra 15 e ≥ 35 utilizzando un analizzatore di gas K4 ed applicando un approccio statistico a doppio cieco

• I valori del REE ottenuti con il nostro metodo sono stati ben correlati con il metodo tradizionale (K4), si è osservata una correlazione lineare (r =0.89) ed una deviazione standard di 9.2% mostrando una varianza con p < 0.1 (dopo la prova tramite test F)

RMR : Correlation between two different measurement methods

y = 0,993x + 0,0031R2 = 0,8897

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2

Resting Metabolic Rate determined by K4

Resti

ng M

etab

olic

Rat

e de

term

ined

by

our

met

hod

Nuove tecnologie legate al Fitness:

I tessuti bioattivi• Si tratta di tessuti innovativi per uso sportivo e/o

professionale basati sulle nano-tecnologie che oltre alla ovvia attività di protezione del corpo posseggono la capacità di partecipare in modo attivo alla omeostasi dell’atleta migliorandone in ultima istanza le prestazioni.

• Possono permettere una migliore regolazione termica, il reintegro dell’equilibrio idrico-salino, l’apporto di integratori alimentari, la riduzione dello stato infiammatorio dei tessuti

Perchè nello sport il calore e l’umidità sono un problema

In un sistema cledoico o parzialmente tale (come quello per es. delle tute sportive ma in particoalr equelle che fanno sudare) il micro-clima dell’atleta in attività esce rapidamente da quello della zona termica neutra avvicinandosi rapidamente al limite della omeotermia (possibile colpo di calore).

TEMPERATURA UMIDITÀ RELATIVA SENSAZIONI PROVATE

40 % benessere massimo

 24 °C 85 % benessere a riposo

  91 % affaticamento, depressione

25 % nessun malessere

  50 % impossibile il lavoro continuo

 32 °C 65 % impossibile il lavoro pesante

  81 % aumento della temperatura corporea

  90 % forte malessere

10 % nessun malessere

  20 % impossibile il lavoro pesante

 36 °C 65 % necessità di riposo

  80 % malessere

Temperatura e umidità relativa all’interno degli indumenti sportivi vs possibilità di

allenamento

Principio di funzionamento dei sistemi a reintegro trans-dermico

Principio di funzionamento delle ciclodestrine:

Il rilascio, di sostanze adese alle ciclodestrine si mantiene, in ambiente chiuso, per un tempo di alcune ore Mentre la stessa lozione spruzzata su una superficie non tratta permane nell’ambiente soltanto per alcuni minuti.

Il test è stato condotto a tem- peratura costante (36° C)

Tasso di rilascio in presenza di Ciclodestrine

0

20

40

60

80

100

120

0 60 120 180 240 300 360

tempo (min)

%

Tasso di rilascio in assenza di Ciclodestrine

0

20

40

60

80

100

120

0 5 10 15 20 25 30

tempo (min)

%

L’uso delle ciclodestrine permette di produrre un sistema a lenta cessione che mantiene l’ azione nel tempo per un periodo sufficientemente lungo da prevenire la manifestazioni del colpo di calore permettendo un consistente incremento della operatività.

Principio di funzionamento delle ciclodestrine:

Le ciclodestrine sono oligosaccaridi ciclici naturali formati da 6, 7 o 8 monomeri di D-(+) glugopiranosio (una forma di glucosio)

La molecola aderisce in modo stabile al substrato (resiste a circa 60 lavaggi a 30°- 45°); mentre lega in modo meno stabile i principi attivi a base alcolica. Questo comporta un rilascio, temperatura dipendente, che a circa 30° si mantiene per un tempo di alcune ore

Frequenza cardiaca rilevata su una popolazione di 30 volontari che indossavano indumenti ingegnerizzati.Gli atleti si sottoponevano ad un allenamento intenso e continuativo per un intervallo massimo di 60 min. Alla temperatura esterna di 25 °C. Le frequenze cardiache superiori a 170 venivano considerate a rischio e a frequenze superiori a 180 la prova veniva immediatamente interrotta e il volontario veniva sottoposto ad osservazione medica.

Tempomin

FREQUENZA CARDIACA

FREQUENZA CARDIACA

Normali indumenti

sportivi

Indumenti trattati

0 73 ± 3 70 ± 4

15 146 ± 5 103 ± 5

30 185 ± 8 129 ± 6

45 151 ± 7

60 169 ± 9

RISPOSTA CARDIACA IN ATLETI CHE ULIZZAVANO INDUMENTI TERMOSTABILIZZANTI

Tessuti ad azione anti-infiammatoria ed anti-radicalica

Come può un tessuto svolgere una azione protettiva di questo genere?In realtà si tratta di tessuti ingegnerizzati che utilizzando l’interazionetra tessuto carbonio ioni metallici funzionano come “scavanger” dei ROS provocando la loro stabilizzazione ed eliminando di conseguenza i fenomeni secondari connessi in particolar modo con l’infiammazione

Il meccanismo della loro azione è di tipo fisico e non chimico ed avviene tramite meccanismi di risonanza elettromagnetica che viene attivata dalle radiazioni infrarosse (naturali) che vengono convertite (risonanza) a frequenze tali da stabilizzare l’elettrone reattivo dei radicali liberi

Conclusioni :• L’analisi dei gas respiratori risulta essere non

invasivo ed economico ed eseguibile anche in una palestra

• I risultati delle analisi svolte sono gestibili anche tramite web e permettono di conoscere molti parametri utili a chi fa il test in relazione alla sua dieta, allo stato redox, ed all’ allenamento e quindi in ultima analisi per il benessere della persona.

• Nella stessa ottica si inseriscono i nuovi tessuti ad alta tecnologia in grado di fornire una integrazione trans-dermico di sostanze utili all’organismo (vitamine, Sali minerali ecc…) e quelli in grado tramite interazioni fisiche di migliorare lo stato infiammatorio dei tessuti in particolare tramite la riduzione dello stress ossidativo cellulare

Si ringrazia la Ditta Omnia 2000 s.r.l. per aver fornito i kit metabolici utilizzati diagnosi.metabolica@gmail.com