Appunti di Bioenergetica, parte I

mag 04, 2010 by Francesco Martino

Appunti condivisi da Laura Marchetti, Laurea Specialistica in Scienze e Tecniche dell’ Attività Motoria Preventiva Adattata, presso l’Università degli Studi di Ferrara. Grazie e complimenti per l’altruismo e la grande passione per lo studio.

Bioenergetica: Per mantenere l’omeostasi delle funzioni fisiologiche nelle diverse condizioni di attività, il corpo umano ha bisogno di energia in continuazione proveniente dalla completa ossidazione dei substrati energetici (glucidi, lipidi, proteine) a CO2 e H2O.

L’ energia prodotta sarà poi spesa per:

la biosintesi di macromolecole (glicogeno, trigliceridi, proteine, ecc.);
la contrazione muscolare, durante l’esercizio fisico;
mantenere i gradienti chimici ed elettrochimici attraverso le membrane cellulari.

Dal 1985 la misura del dispendio energetico rappresenta l’approccio innovativo per la definizione del bisogno energetico

Apporto energetico = dispendio energetico + variazioni riserve

Metabolismo basale 60÷75%: Rappresenta la quantità di energia utilizzata da un individuo:

a riposo, in uno stato termico neutrale;
a digiuno da almeno 12÷14 ore;
Sveglio, ma in condizioni di totale rilassamento psicologico e fisico.

La termogenesi indotta dalla dieta (10÷15%) si distingue in:

facoltativa, che riguarda la quantità di alimenti assunti e coinvolge l’attivazione del sistema nervoso simpatico (per far avvenire le reazioni metaboliche);
obbligatoria, che rappresenta l’energia spesa per l’utilizzazione dei singoli nutrienti (digestione, assorbimento, trasporto, metabolismo, deposito).

La TID relativa:

ai lipidi è del 2÷5 %;
ai glucidi è del 5÷10 %;
alle proteine è del 10÷35%.

La presenza di fibra alimentare nella dieta riduce la TID a causa del rallentato assorbimento.

Attività fisica 15÷30%

Il costo energetico dell’attività fisica dipende dalla frequenza e dall’intensità delle attività svolte.Può variare da circa un 15% per stili di vita sedentari, fino a 3÷4 volte il metabolismo di base per attività occupazionali molto pesanti o per alcuni atleti (in cui la spesa energetica rimane alta per lunghi periodi di tempo, fino a 24 ore dopo la sospensione dell’attività)

La termogenesi da altre cause dipende da:

fumo di sigaretta ( 150÷200 kcal a pacchetto)
nervini, alcune spezie e le catecolamine (effetto opposto i beta-bloccanti)
freddo (mediato nell’uomo dall’attivazione del sistema simpatico e dalle catecolamine)

Accrescimento

La sintesi di nuovi tessuti richiede una quantità di energia superiore. Essendo, però, l’accrescimento nell’uomo relativamente lento, le richieste supplementari di energia sono ridotte.

30÷60 kcal/die nei bambini di di età compresa tra 2 e 10 anni;
60÷90 kcal/die nell’adolescenza.
Nella gestante il costo energetico supplementare è di circa il 10% del bisogno energetico totale.

Il dispendio energetico di un individuo può essere valutato in tre modi:

calorimetria diretta, mediante misure dirette del calore rilasciato dall’organismo;
calorimetria indiretta, mediante misure indirette dell’energia, valutando il consumo di ossigeno utilizzato per ossidare i nutrienti;
metodi non calorimetrici, basati sulla relazione tra FC e consumo di ossigeno.

Alimentazione e sport

L’alimentazione è uno dei fattori che maggiormente concorrono alla realizzazione della forma fisica ottimale, presupposto essenziale per perseguire il massimo rendimento atletico.

L’attività sportiva va considerata particolare da un punto di vista dietetico solo se praticata a livello agonistico. La dieta equilibrata:

fornisce molecole utili per le funzioni fisiologiche;
promuove un aumento della massa muscolare;
ottimizza il lavoro fisico;
reintegra le perdite dovute a stress fisico e mentale.

L’efficienza della dieta dipende dalla:

adeguatezza dell’apporto calorico;
composizione in principi nutritivi;
modulazione/equilibrio degli apporti nutrizionali nelle diverse fasi del programma sportivo (preparazione, gara, recupero).

L’alimentazione degli atleti va studiata considerando le caratteristiche antropometriche del singolo, gli specifici programmi di allenamento e la programmazione degli impegni agonistici, in modo da non interferire con gli orari di allenamento, tenendo conto della gara e allo stesso tempo di utilizzare alimenti graditi e di facile digeribilità.

Nel periodo di allenamento, distante dalle gare, si suggerisce una dieta prudente, non dissimile da quella consigliata per la popolazione in generale; fatta eccezione per un aumento dell’apporto calorico.

Il bisogno energetico è definito come l’apporto di energia necessario a compensare il dispendio energetico di individui che mantengano un livello di attività fisica sufficiente a partecipare attivamente alla vita sociale ed economica e che abbiano dimensioni e composizione corporee compatibili con un buon stato di salute a lungo termine e si basa sulla stima del dispendio energetico.

Gli atleti impegnati in programmi di allenamento di discipline sportive faticose (sport di lunga durata in genere) possono presentare un aumento del dispendio energetico fino al 50% di quello previsto per un’attività moderata

Il dispendio energetico, e di conseguenza il bisogno, varia considerevolmente in funzione:

dell’età;
delle caratteristiche morfologiche degli atleti;
dei regolamenti delle singole discipline;
dei contenuti tecnici dei diversi programmi di allenamento.

Per un atleta è preferibile affidarsi a una predizione teorica dei bisogni energetici attraverso l’analisi di parametri indiretti (clinici, antropometrici e metodologici) espressione dello stato di salute e di nutrizione (peso corporeo, composizione corporea, idratazione, parametri ematochimici, esame obiettivo, indagine nutrizionale).

Il peso corporeo è in grado di fornire informazioni sullo stato di salute in generale, sullo stato nutrizionale in particolare, utili per valutare la corrispondenza tra dispendio e apporto energetico, con importanti implicazioni anche sul rendimento atletico.

Il peso corporeo viene, generalmente, riferito alla statura e al sesso.

Il rendimento sportivo ottimale dipende dal raggiungimento e mantenimento del cosiddetto peso forma. Tuttavia, questo non sempre corrisponde al peso desiderabile, calcolato in base all’IMC e/o alla composizione corporea (massa grassa e massa magra).

L’IMC, quando riferito agli atleti, perde buona parte del suo significato, in quanto non è in grado di distinguere l’aumento di peso attribuibile alla massa muscolare o alla massa grassa, soprattutto per gli sport di potenza. Spesso l’eccedenza ponderale è determinata da una significativa ipertrofia muscolare (sollevamento pesi, ecc.).

Un altro criterio di valutazione dell’adeguatezza del peso corporeo è rappresentato dal confronto del peso attuale con valori di riferimento standard (peso desiderabile) calcolati su base teorica, utilizzando vari metodi. Per calcolare il peso corporeo desiderabile per un atleta possiamo utilizzare le numerose formule, derivate da modelli matematici. Se si vuole indicare con buona approssimazione il preso corporeo desiderabile e/o il peso minimo di un atleta la procedura più corretta risulta quella di determinarne la composizione corporea, cioè il rapporto tra i diversi compartimenti che costituiscono la massa di un individuo.

Per valutare l’entità del tessuto adiposo e delle masse muscolari sono state messe a punto numerose metodiche, ognuna delle quali presenta vantaggi e svantaggi. In linea generale si può affermare che quanto più la metodica è semplice e di basso costo, tanto meno è in grado di fornire informazioni precise e affidabili. La densitometria, la diluitometria, il potassio 40 corporeo, la TAC, la RMN, la DEXA sono metodiche precise ma richiedono apparecchiature sofisticate e personale specializzato. Queste metodiche, in considerazione dell’indaginosità, del tempo e dei costi elevati, sono limitatamente usate, pur fornendo i migliori risultati.

La plicometria, le misure antropometriche e l’analisi bioimpedenziometrica (BIA) sono metodiche di più facile esecuzione, minor costo, ripetibili in diversi momenti della stagione agonistica, che risultano tuttavia meno precise delle precedenti. Anche queste metodiche, più facili da utilizzare, possono fornire informazioni utili se gestite da personale esperto e cauto nell’interpretare i risultati ottenuti. Indipendentemente dal metodo utilizzato, una volta predetta la percentuale di grasso corporeo è possibile risalire ai pesi (in kg) della massa grassa e della massa magra. Da questi dati si può calcolare il peso desiderabile e/o il peso minimo.

Il peso di gara dovrebbe essere ottenuto in modo graduale con sufficiente anticipo rispetto all’impegno agonistico.

Il programma di allenamento, associato a una dieta adeguata, deve:

favorire il dispendio energetico;
ridurre i depositi adiposi;
evitare la riduzione delle masse muscolari;
evitare la disidratazione;
evitare la deplezione delle scorte glucidiche.

Energia giornaliera per la popolazione, gli sportivi, ma NON per gli atleti:

proteine: 10-12% (0,95 g x kg p.c. – 0,95 = bisogno medio + 2DS -)
lipidi: 25%
glucidi: 63-65%

I bisogni proteici aumentano in particolari situazioni fisiologiche quali l’accrescimento, la gravidanza, l’allattamento, il potenziamento muscolare, o quando l’intensità e il carico di allenamento sono particolarmente gravosi e l’attività sportiva è quotidiana e praticata con impegno. Oggi si propongono apporti proteici contenuti mai maggiori di 2 g/kg di peso corporeo e per brevi periodi di allenamento.

La funzione plastica trova nello sportivo una spiccata esaltazione in considerazione dello specifico sviluppo della muscolatura. I bisogni proteici dipendono da molti fattori:

età
Sesso
Apporto energetico
Assunzione di glucidi
Riserve glucidiche
Peso desiderato
Condizione atletica
Intensità, tipo, frequenza degli allenamenti

L’esercizio di forza aumenta il turnover proteico del muscolo stimolando sia la sintesi sia il catabolismo delle proteine, ma l’entità di entrambi dipende dai tempi di recupero dopo l’attività.

Nell’atleta le proteine assunte con la dieta devono fronteggiare non solo le aumentate richieste plastiche dell’organismo, ma giocano un ruolo non trascurabile anche nel metabolismo energetico. Nel lavoro muscolare le proteine possono contribuire al bisogno energetico giornaliero anche fino al 15%. Le proteine sono utilizzate a scopo energetico, quando il lavoro muscolare si protrae oltre l’ora. È nota da tempo l’importanza degli aminoacidi ramificati e della leucina in particolare per: