Nutrizione

Nutrizione dello sport

Introduzione alla nutrizione

Prof. Tagliabue

“L’uomo è ciò che mangia” - Ludvig Feuerbach, 185

L’alimentazione ha al centro la fonte del nutrimento cioè la natura e la qualità degli alimenti, il tipo di alimenti. La nutrizione concerne la risposta biofunzionale a livello individuale e di popolazione. L’alimentazione (dieta) ottimale è il mezzo per ottenere un buon stato di nutrizione e salute del soggetto e prevenzione. Dire dieta non è la cosa più corretta perché la dieta è un regime rigido.

Energia e fabbisogno nutrizionale

Energia: fabbisogno e dispendio energetico, componenti del dispendio, misura (calorimetria diretta e indiretta, quoziente respiratorio).

Proteine: composizione chimica, aminoacidi essenziali e non, funzioni nell'organismo, definizione dei fabbisogni, contenuti negli alimenti, dati di consumo.

Carboidrati: caratteristiche chimiche, classificazione chimica e funzionale, indice glicemico, carboidrati non disponibili e fibra alimentare, definizione dei fabbisogni, contenuti negli alimenti, dati di consumo.

Lipidi: classificazione lipidi alimentari, caratteristiche chimiche, funzioni nell'organismo, definizione dei fabbisogni, contenuti negli alimenti, dati di consumo.

I micronutrienti

Vitamine: liposolubili e idrosolubili, generalità, funzioni nell’organismo, fabbisogni, fonti alimentari.

Minerali: macro e microminerali, generalità, funzioni nell’organismo, fabbisogni, fonti alimentari.

Acqua: acqua esogena ed endogena. Il fabbisogno idrico. Bilancio e regolazione.

Alimenti e stato nutrizionale

Alimenti: caratteristiche nutrizionali e gruppi di alimenti.

Valutazione stato nutrizionale: antropometria, studio della composizione corporea, indagini alimentari, indagini biochimiche.

Integratori alimentari

Linee guida per una corretta alimentazione per la popolazione italiana.

Alimentazione atletica: tutto questo ci porta all’alimento (pasta = proteine non carboidrati).

Bisogno energetico

Abbiamo bisogno di energia, il fabbisogno dell’organismo. L’organismo ha bisogno di energia e sostanze nutritive, i nutrienti che si trovano in diverse quantità e combinazioni negli alimenti, di sostanze protettive per il benessere che si trovano in alimenti vegetali. Le caratteristiche del nostro organismo (genetiche e acquisite) e il nostro stile di vita determinano i fabbisogni alimentari.

Principi nutritivi calorici e non calorici

Principi nutritivi calorici: Se vogliamo usare le proteine per fare muscoli dobbiamo avere un giusto apporto di carboidrati, dobbiamo assumere la giusta quantità di carboidrati.

Principi nutritivi non calorici: Le sostanze utili non nutrienti influiscono positivamente su una o più funzioni fisiologiche contribuendo a preservare o migliorare lo stato di salute e benessere e ridurre il rischio di malattie correlate all’alimentazione. I nutrienti bioattivi sono presenti prevalentemente negli alimenti di origine vegetale.

Fabbisogno energetico

Per impostare una corretta alimentazione il primo punto da considerare è la necessità di energia, ovvero il fabbisogno energetico. L’essere umano utilizza l’energia per preservare al meglio l’integrità strutturale e funzionale di cellule, tessuti, organi e in definitiva per garantire la sua stessa sopravvivenza. L’energia presente negli alimenti è sfruttata per la sintesi dell’adenosina trifosfato (ATP) che è necessaria per compiere lavoro di tipo meccanico (contrazione muscolare) o chimico (sintesi e catabolismo molecole organiche), per mantenere gradienti ionici fra compartimenti corporei, per assorbimento, trasporto e captazione cellulare dei nutrienti ecc. Garantire una appropriata disponibilità di energia attraverso gli alimenti rappresenta il primo aspetto di un alimentazione adeguata.

Fabbisogno e dispendio

L’apporto di energia di origine alimentare deve essere necessario a compensare il dispendio energetico di individui che mantengano un certo livello di attività fisica sufficiente per partecipare attivamente alla vita sociale ed economica e che abbiano dimensioni e composizioni corporee compatibili con un buono stato di salute a lungo termine. Nel caso di bambini o di donne in gravidanza o allattamento, il fabbisogno deve comprendere la quota energetica necessaria per sostenere la deposizione di nuovi tessuti o per la secrezione di latte. Per conoscere il fabbisogno di energia da apportare occorre studiare il dispendio energetico quindi: quali sono le componenti del dispendio? Quanta energia serve per ognuna?

Metabolismo basale (MB) o metabolismo a riposo

È l’energia necessaria all’organismo per il mantenimento di organi e tessuti; è una spesa energetica obbligatoria pari al 60/75% del dispendio totale. Per misurarla occorre che l'individuo sia:

• A riposo
• In uno stato termico neutrale
• A digiuno da 12-14 ore
• In condizioni di totale rilassamento fisico e psichico

Tra i fattori che influenzano il metabolismo basale troviamo la composizione corporea, età e sesso, funzionalità tiroidea, dieta e condizione fisiologica (gravidanza, allattamento, invecchiamento).

Attività fisica

L’attività fisica comporta un dispendio energetico variabile dipendente dal tipo, intensità e frequenza delle attività condotte. Varia da poco più del 15% del dispendio totale in stili di vita estremamente sedentari, a valori del 30% o oltre in caso di attività fisica intensa. L’attività fisica è qualsiasi forma di contrazione muscolare non presente in condizioni basali, comprende varie tipologie. Svolgere attività fisica è una strategia che persone di ogni età possono attuare per preservare o migliorare la propria salute.

Termogenesi

Spesa energetica supplementare composta da:

• Termogenesi alimentare = dispendio seguente al consumo di alimenti
• Termoregolazione = risposta a stimoli termici ambientali
• Risposta a sostanze termogenetiche (es. caffeina, ormoni tiroidei)

La termogenesi alimentare è una spesa energetica supplementare distinta in:

• Obbligatoria = processi di digestione, assorbimento ed utilizzazione dei nutrienti
• Facoltativa = altri meccanismi tra cui l’attivazione del sistema nervoso simpatico

La sua entità dipende dai nutrienti:

• 2 – 5 % apporto energetico da lipidi
• 5 – 10 % apporto energetico da carboidrati
• 10 – 35 % apporto energetico da proteine

Per una dieta mista = circa 10% dispendio totale.

Come misurare il dispendio energetico

Si può misurare con tecniche calorimetriche:

Calorimetria diretta: misura perdite di calore da parte del corpo, espressione dei processi metabolici in atto che producono calore come scoria metabolica. Tutti i processi metabolici che si verificano nell'organismo portano alla produzione di calore. È possibile misurare direttamente la produzione di calore corporeo disponendo di una stanza calorimetrica che permette al soggetto di soggiornare per ore o giorni, mangiare, dormire e compiere un lavoro. Una sottile lastra di rame riveste la superficie interna a ridosso della quale scorrono gli scambiatori di calore entro cui passa aria fredda. Mentre il soggetto lavora, viene fatta passare acqua alla temperatura di 2°C che rapidamente sottrae il calore che deriva dal metabolismo corporeo. Se il soggetto è a riposo si usa un flusso di acqua inferiore a temperatura superiore. Viene misurata la differenza di temperatura dell’acqua all’entrata e all’uscita con un’accuratezza di 0,01°C.

La calorimetria diretta è molto precisa e ha grande valore dal punto di vista teorico; tuttavia, il suo uso è poco pratico e quindi limitato. Non può essere usata per misurare il metabolismo nella maggior parte delle attività sportive e ricreative. Non è usabile, a causa dei costi e del personale impiegato, per fare indagini su vasta scala.

Calorimetria indiretta: si basa sul principio che l’organismo ricava l’energia mediante l’ossido-riduzione dei substrati energetici contenuti negli alimenti in reazioni conosciute in cui si consuma ossigeno e si produce anidride carbonica. Consiste nella misurazione degli scambi gassosi respiratori (consumo di ossigeno e produzione di anidride carbonica) in un determinato periodo di tempo. Il consumo di ossigeno (O₂) e la produzione di anidride carbonica (CO₂) possono essere ricavati in base al volume di aria respirata dal soggetto, confrontando le concentrazioni dei gas nell’aria espirata ed inspirata. La strumentazione richiede un misuratore di gas per la ventilazione polmonare, analizzatori per O₂ e CO₂, un barometro ed un termometro per misurare le variazioni ambientali al fine di correggere il volume di aria espirata a condizioni standard di T, pressione, umidità (0 °C, 1 atm, 0% umidità relativa). La misura del consumo di O₂ è sufficiente per stimare il dispendio energetico, se si dispone anche della misura dell’anidride carbonica è possibile avere un’indicazione dei substrati ossidati attraverso il calcolo del quoziente respiratorio QR = CO₂ prodotta / O₂ consumata. Il QR varia a seconda del nutriente ossidato (QR carboidrati = 1, QR grassi = 0.7, QR proteine = 0.8).

La calorimetria indiretta può essere usata sia in condizioni di riposo per la misura del Metabolismo Basale sia in condizioni di attività fisica per periodi limitati di tempo per la misura del consumo energetico da attività fisica. Gli strumenti di misura sono diversi ma basati sulla misura degli scambi respiratori. Se si vuole valutare solo il dispendio energetico e non la tipologia di nutrienti ossidati si può determinare solo il consumo di ossigeno.

OXYLOG

Misura il volume di aria inspirata dal soggetto mediante un flussometro a turbina, inserito su una mascherina facciale. Lária espirata viene campionata attraverso un tubo flessibile collegato allo strumento ed inviata ad una camera di miscelazione: una pompa preleva un piccolo campione di gas di cui viene analizzato il contenuto di ossigeno. È dotato di un visualizzatore digitale che permette la lettura della ventilazione polmonare del consumo di ossigeno minuto per minuto.

Misura del dispendio energetico totale (DET)

Metodo acqua doppiamente marcata: il metodo prevede la somministrazione di acqua marcata con due isotopi stabili 2H e 18O e la misura della loro eliminazione dall’organismo per 14 – 20 giorni in cui i soggetti svolgono una vita normale. Nello stesso periodo i volontari devono compilare accuratamente un diario alimentare che consenta di elaborare la miscela metabolica ossidata e quindi stimare il quoziente respiratorio. L’analisi dei consumi alimentari (ottenuta con un diario) permette di stimare la miscela metabolica ossidata = quoziente respiratorio. Dal quoziente respiratorio CO₂ /O₂ e conoscendo l'emissione di CO₂ si ricava la quantità di ossigeno consumata dal soggetto ed il suo dispendio energetico.

Metodo fattoriale: Valutare separatamente componenti (fattori) del dispendio:

• Stima metabolismo basale
• Correzione in base al livello di attività fisica

Stima del metabolismo basale: in assenza della possibilità di misurare il MB con calorimetria indiretta si utilizzano delle formule predittive. Esse sono formule matematiche che sfruttano la relazione esistente tra il dato incognito e fattori ad esso correlati che siano in grado di predirlo in modo approssimato ma attendibile. I predittori più importanti del metabolismo sono:

• Massa magra
• Peso
• Altezza

Il livello di attività fisica è dato dal rapporto tra: dispendio energetico totale / metabolismo basale. Può essere prefetto dalla conoscenza del tipo di attività svolte o misurato.

Come valutare il LAF

a) L’approccio classico si basa sulla valutazione del tempo dedicato alle varie attività nella giornata e sulla conoscenza del costo energetico delle stesse.

b) Approccio sperimentale: misurare il Dispendio Energetico Totale e il Metabolismo Basale con tecniche calorimetriche e ricavare il LAF come: DET misurato / MB misurato.

Approccio classico: compilazione diario dell’attività. Una volta noto il tempo speso nelle varie attività occorre attribuire ad esso un costo energetico. Tale valore può essere ricavato da tabelle ottenute in base alle misure calorimetriche delle varie attività, esso è stato studiato per diverse attività ma non per tutte. Il costo energetico di un'attività fisica corrisponde al dispendio che si osserva quando essa è svolta secondo modalità e ritmo normali. Normalmente viene espresso non in termini assoluti (ad esempio in kcal/min), ma piuttosto come incremento rispetto al riposo, in pratica si definisce come multiplo del Metabolismo Basale definito PAR (Physical Activity Ratio).

Calcolo del dispendio energetico di una giornata

Il valore energetico di ogni attività si calcola moltiplicando il valore del metabolismo basale del soggetto nell’unità di tempo (minuti o ore) per il fattore moltiplicativo.