Nutrizione e Sport - 3° Anno

Nutrizione e sport

3° anno scienze motorie - Testo: Slideprof: Alfieri, Mancini & Buono – Esame scritto

Data esame: 21 Giugno – 23 Luglio

Capitolo 1: Nutrienti

I nutrienti sono sostanze che il nostro organismo può utilizzare per l’accrescimento e per la sopravvivenza di tutte le cellule. Tutti gli alimenti che ingeriamo contengono i nutrienti e questi ultimi si dividono in macro e micro nutrienti. I macro nutrienti sono nutrienti calorici e sono presenti in grande quantità nel nostro organismo, fornendo energia. I micro nutrienti sono nutrienti acalorici (non forniscono energia all’organismo) e sono: acqua, sali minerali e vitamine.

L’alimentazione dello sportivo deve assicurare un apporto calorico sufficiente a coprire il dispendio energetico, talvolta anche molto elevato, legato alla pratica sportiva. La nutrizione personalizzata è una dieta che tiene conto delle caratteristiche del soggetto, dello sport che svolge e dei suoi impegni quotidiani. In pratica, è una dieta costruita a misura dello sportivo. Il ciclismo, su un piano nutrizionale, è considerato uno sport ultra-endurance e quindi l’alimentazione gioca un ruolo fondamentale.

Capitolo 1.1: Proteine

Le proteine sono i costituenti fondamentali degli organismi viventi. Sono costituite da amminoacidi legati tra loro con legame peptidico e rappresentano oltre il 50% dei componenti organici e circa il 14-18% del peso corporeo totale. Le proteine sono gli unici macronutrienti che contengono l’azoto (N) e sono quindi la principale fonte di esso. Tanti amminoacidi insieme formano le proteine (alla costruzione di queste partecipano solamente 20 tipologie di amminoacidi).

Gli amminoacidi essenziali devono essere assunti necessariamente con l’alimentazione perché non esistono nel corpo da soli (non vengono sintetizzati, sono 8 per gli adulti tra i quali ricordiamo fenilalanina e isoleucina ai quali si aggiungono altri 3 nei bambini); i non essenziali invece sono prodotti/sintetizzati anche dal corpo e quindi non è fondamentale introdurli con l’alimentazione.

Valore biologico: si riferisce alla capacità dell’alimento di fornire amminoacidi essenziali (più alto = più amminoacidi essenziali contenuti in esso). Gli alimenti di origine animale hanno un valore biologico più alto rispetto a quelli di origine vegetale. La complementazione consiste nel combinare più alimenti per sopperire alle mancanze di amminoacidi di alcuni alimenti (cereali + legumi ecc.). Questa mancanza può anche essere compensata con l’integrazione, cioè con l’aggiunta di amminoacidi purificati dagli alimenti.

Amminoacidi ramificati: sono valina, isoleucina e leucina. Hanno due funzioni, una plastica e una energetica. Questi sono tutti amminoacidi essenziali e possono essere catabolizzati/degradati per produrre e dare energia al muscolo grazie alla via metabolica della gluconeogenesi.

Capitolo 1.1.1: Funzioni delle proteine

• Funzione plastica: capacità delle proteine di formare nuove strutture o sostituirle/rinnovarle.
• Funzione energetica: è marginale in quanto la grande parte dell’energia viene presa da altre macromolecole. In realtà però, si è scoperto che le proteine non venivano usate solamente alla fine dell’esercizio (visto che rimanevano solo quelle) ma anche durante l’esercizio (in piccolissima quantità) e questo ricorso diventa maggiore nelle fasi finali quando le scorte di carboidrati e lipidi sono quasi esauriti. 1g = 4.1 Kcal.
• Funzione metabolica: enzimi.

Durante l’esercizio fisico, vengono utilizzate in piccole quantità anche le proteine. In condizioni fisiologiche ci deve essere, anzi c’è sempre, un equilibrio tra perdita (attraverso urina, feci, sudore ecc.) e produzione di azoto (produzione intesa come introduzione con alimentazione): questo prende il nome di bilancio azotato. L’azoto quando non è nelle proteine deve essere eliminato dal corpo in quanto è tossico.

In condizioni particolari come la gravidanza, questo equilibrio si può alterare a favore di un mantenimento maggiore di azoto in quanto c’è accrescimento corporeo. È negativo invece nelle condizioni opposte, cioè durante il digiuno prolungato o una dieta ipocalorica. Anche alcuni ormoni possono giocare sul bilancio azotato a favore (ormoni della crescita) o a sfavore (cortisolo).

Turnover proteico: le proteine sono soggette ad un continuo processo di demolizione e sintesi. Il turnover consente all’organismo di modulare la sintesi delle proprie proteine in dipendenza dell’evolversi delle sue esigenze. La massa muscolare è mantenuta da un costante equilibrio tra sintesi e catabolismo proteico. L’esercizio fisico e la quota proteica assunta con la dieta influenzano i livelli di sintesi proteica a livello muscolare. Il turnover si attiva anche ad esempio quando c’è una proteina danneggiata o c’è la necessità di costruirne di nuove. C’è anche un continuo modificarsi delle strutture che compongono la massa muscolare. La giusta alimentazione e attività fisica aiutano questo processo e lo regolano (l’alimentazione introduce amminoacidi, se non ci sono ovviamente non può avvenire).

Capitolo 1.1.2: Fabbisogno proteico

La dose giornaliera raccomandata è dipendente dall’età, dal sesso, da stati fisiologici o patologici del singolo individuo. Esistono comunque delle linee guida valide più o meno per tutti i soggetti. La dose giornaliera raccomandata di proteine per un adulto è di circa:

• 0,90-1g per Kg di peso corporeo.

Il fabbisogno varia con l’avanzare dell’età (maggiore nei bambini, minore negli anziani anche se assumerne tante può aiutare a prevenire la sarcopenia, condizione tipica dell’invecchiamento). Questo varia anche negli atleti e in base agli allenamenti tenuti da esso: per un atleta adulto infatti può salire a 1-1,7g per Kg di peso corporeo al giorno mentre per un atleta in crescita i valori sono di 1,5-2,2.

Le proteine devono, a seconda del tipo di pratica motoria e sportiva, rappresentare il 10-15% delle calorie totali assunte con la dieta e dovrebbero preferibilmente derivare da alimenti sia di origine animale che vegetale. Quando si fanno allenamenti per sviluppare la forza, le proteine possono salire fino a 2g per Kg al giorno (fare quindi una dieta iper-proteica).

L’organo maggiormente deputato allo smaltimento dell’azoto è il rene quindi se c’è tanto azoto può “affaticare” questo organo (in caso di dieta iper-proteica che è consigliata in alcune fasi dell’allenamento ma non deve protrarsi a lungo).

Le linee guida sul fabbisogno proteico:

• L’assunzione delle proteine deve essere personalizzata in base al tipo di soggetto e alla situazione di interesse (a riposo o in condizione post-esercizio).
• Si raccomanda l’assunzione di proteine in prossimità temporale con l’esercizio fisico per ottenere la massima stimolazione della sintesi proteica muscolare. Sull’assimilare le proteine in prossimità temporale dell’esercizio fisico lascia spazio a tante discussioni: di solito si dice che si devono assumere entro 1 ora ma, la ricerca di recente ha approfondito la cosa e ha smentito che si deve mangiare entro un’ora dalla fine dell’esercizio ma entro 24 ore al fine di ridare all’organismo la piena funzione proteica. Anche assumerle prima può essere di aiuto.

Le migliori fonti alimentari ad alto contenuto di proteine ma a basso contenuto di grassi sono il pollo senza pelle, il pesce, l’albume d’uovo e il latte scremato. Particolare attenzione va posta agli sportivi che seguono una dieta completamente vegetariana (vegana) e che quindi non assumono né latticini né uova: infatti, ad eccezione della soia e dei suoi derivati, le proteine contenute nei vegetali hanno un valore biologico inferiore a quello delle proteine animali. Oltre ad un maggiore utilizzo di legumi e di soia, un vegetariano/vegano che pratica attività sportiva può avere bisogno di ricorrere all’uso di integratori proteici. Ogni alimento contiene una quantità precisa di proteine. Gli alimenti di origine animale ne contengono di più e hanno un valore biologico maggiore rispetto a quelli vegetali.

Capitolo 1.2: Carboidrati (idrati del carbonio)

I glucidi o carboidrati sono composti da tre elementi chimici:

• Carbonio
• Idrogeno
• Ossigeno

Idrogeno e ossigeno sono contenuti nella stessa quantità in cui si trovano nell’acqua (H₂O) da cui il nome idrati di carbonio o carboidrati appunto. Sono un’altra classe di macronutrienti. Si dividono in base alla loro struttura chimica in:

• Monosaccaridi, lo sono il glucosio o il fruttosio
• Disaccaridi, lo sono il maltosio o il saccarosio; insieme ai monosaccaridi sono detti zuccheri semplici
• Polisaccaridi, sono anche detti zuccheri complessi e lo sono ad esempio l’amido o il glicogeno; per essere assimilati ed utilizzati devono essere degradati a zuccheri semplici

L’unione di due monosaccaridi crea un disaccaride. I glucidi sono la principale fonte di energia dell’uomo e nell’organismo si trovano conservati come:

• Glicogeno (associazione di più molecole di glucosio) nei muscoli, nel fegato e nel cuore
• Glucosio ematico, nel sangue e nei liquidi extracellulari, può essere usato da vari organi in caso di necessità (quando serve energia)

Capitolo 1.2.1: Polisaccaridi di origine animale

Il glucosio è lo zucchero utilizzato dal nostro organismo come fonte di energia, anche fruttosio e galattosio vengono trasformate in esso da enzimi prima di poter essere utilizzate dal metabolismo, il glucosio infatti è l’unico zucchero che entra nelle vie metaboliche. Il glicogeno è un polimero ramificato di glucosio presente nei muscoli e nel fegato. Quello conservato nel muscolo serve solo al muscolo per la contrazione muscolare: degradato a glucosio tramite la glicogenolisi, non esce dal muscolo perché in questo manca il glucosio-6-fosfato (per uscire infatti dalla membrana si dovrebbe staccare il fosfato grazie a questo enzima).

Il glicogeno localizzato nel sangue (deriva dalla degradazione del glicogeno del fegato che può uscire perché c’è l’enzima) invece serve a mantenere la concentrazione di zucchero nel sangue/glicemia. Il fegato è il principale organo deputato a controllare la concentrazione di zucchero ematico/glicemia. Il glicogeno non si può immagazzinare all’infinito nel nostro organismo: il limite di glicogeno immagazzinato è di circa 15g x Kg di massa corporea. La dieta ovviamente influenza le scorte di glicogeno.

Capitolo 1.2.2: Polisaccaridi di origine vegetale

L’amido è il principale polisaccaride di origine vegetale, è comunque un polimero del glucosio e si può utilizzare come substrato energetico una volta degradato. Si trova nei semi, nei cereali, nei fagioli, nelle patate ecc. Le fibre sono dei polisaccaridi strutturali che abbondano nel mondo vegetale (foglie, fusti, radici ecc.). Sono importanti nella dieta e fanno diminuire il rischio di insorgenza di patologie come l’obesità, l’ipertensione ecc. Questo perché le fibre, solubili o insolubili, sono in grado di formare una sostanza gelatinosa a livello intestinale rallentando così lo svuotamento gastrico (inibiscono o rallentano quindi l’assorbimento degli altri nutrienti e quindi rallentano la digestione preservando così l’apparato gastrointestinale).

Diminuiscono anche il colesterolo prevenendo patologie cardiocircolatorie. Le fibre non portano calorie al nostro organismo in quanto la loro funzione è completamente diversa quindi non vengono digerite. Le altre funzioni che fanno sono: trattenere acqua, aumentare il volume dei residui di cibo nell’intestino e aiutare le funzioni gastrointestinali.

Indice glicemico di un alimento: rappresenta la velocità con cui aumenta la concentrazione di zuccheri in risposta all’assunzione di un certo alimento (cioè quanto fanno salire la glicemia). Questo indice si esprime in percentuali rispetto alla velocità con cui la glicemia aumenta in seguito all’assunzione di un alimento di riferimento con indice glicemico 100. Di solito, come riferimenti si utilizzano glucosio e pane bianco. Un alimento ad alto indice glicemico fa aumentare la glicemia notevolmente e questi, se mangiati spesso e senza controllo, possono portare a patologie cardio-vascolari.

Capitolo 1.2.3: Livello di glicemia e regolamentazione delle riserve epatiche e muscolari di glicogeno

Il livello di glucosio è regolato da insulina e glucagone. L’organismo risponde con l’insulina ad un’alta concentrazione improvvisa di glucosio ematico (cioè con glicemia alta): questa viene prodotta rapidamente dalle cellule BETA del pancreas allo scopo di ridurre la concentrazione ematica di zucchero. Fa questo facendo entrare il glucosio nei tessuti insulino-dipendenti (ma non solo) dove viene immagazzinato come glicogeno.

Lo zucchero, se la scorta massima di glicogeno è piena, viene convertito in grasso e quindi si accumula in una riserva di grassi (tessuto adiposo) pressoché illimitata. Il glucagone invece interviene quando la glicemia è bassa: questo viene prodotto dalle cellule ALFA del pancreas e stimola la glicogenolisi epatica e la gluconeogenesi facendo aumentare il livello di glucosio ematico.

I glucidi hanno una funzione energetica (1g di glucidi/carboidrati apporta circa 4 Kcal) e una funzione plastica (entrano nella costruzione di strutture essenziali per gli organismi viventi). Più sale l’intensità dello sforzo, più vengono utilizzati i carboidrati. Se ci sono i carboidrati vengono utilizzati prima questi durante uno sforzo prolungato (ecco perché i carboidrati sono anche conservatori di proteine).

Capitolo 1.2.4: Fabbisogno di glucidi

L’assunzione complessiva raccomandata di carboidrati è intorno al 55-60% dell’energia totale. Il valore può aumentare al 70% se si è sottoposti ad attività fisica intensa. Il consumo di zuccheri semplici non dovrebbe tuttavia superare il 10-12% delle calorie totali. Esiste una relazione positiva tra carboidrati assunti e quantità di glicogeno nel muscolo almeno fino a che non sia stata raggiunta la soglia di accumulo muscolare.

Una riduzione dei depositi di glicogeno muscolare determina una riduzione dell’intensità del lavoro muscolare e quella dell’esercizio fisico. In atleti professionisti, per ottenere una buona performance fisica dobbiamo garantire una ottimale disponibilità di carboidrati non solo per il muscolo ma anche per il SNC. La ridotta disponibilità di carboidrati a carico del SNC dà luogo ad un evento noto come affaticamento centrale.

Durante il lavoro muscolare, una riduzione di carboidrati si traduce in un aumento della lipolisi: l’aumento plasmatico degli acidi grassi liberi spezza il legame di questi con il triptofano (un amminoacido della serotonina). Il triptofano libero fa aumentare la serotonina nel cervello e quindi si prova stanchezza.

Capitolo 1.3: Lipidi

Il termine lipidi deriva dal greco lipos che significa grasso. I lipidi sono un’altra classe di macronutrienti, questa è una categoria molto eterogenea ma tutti hanno la caratteristica di essere non solubili in acqua. Hanno gli stessi elementi strutturali dei carboidrati ma varia il rapporto idrogeno/ossigeno che è molto più alto: nei carboidrati questo rapporto infatti è sempre 2/1 mentre nei lipidi è variabile.

Sono presenti in alimenti di origine vegetale (oli) e animale (grassi). Esistono circa 500 tipi di lipidi che si classificano in tre classi:

• Lipidi semplici, si introducono con l’alimentazione, i trigliceridi
• Lipidi composti, trigliceridi a cui sono attaccati altre molecole come zolfo, azoto ecc.; lo sono ad esempio i fosfolipidi
• Lipidi derivati, il principale è il colesterolo che è introdotto sia con l’alimentazione sia prodotto dal corpo

I lipidi composti sono trigliceridi combinati con altre sostanze chimiche: lo sono ad esempio i fosfolipidi, i glicolipidi e le lipoproteine. I lipidi derivati si formano dai lipidi semplici e da quelli composti. Il colesterolo è il principale lipide derivato e si produce solo nel mondo animale. È un elemento base per la sintesi dei composti steroidei ed è presente nella membrana plasmatica.

I trigliceridi hanno legati alla molecola di glicerolo tre molecole di acidi grassi e sono circa il 98% di lipidi introdotti con la dieta. Gli acidi grassi saturi (presenti in prodotti animali come latte e derivati) e insaturi (presenti in olio di oliva, di soia ecc.) sono il restante 2% dei lipidi e sono ovviamente diversi dai trigliceridi. Quelli saturi non hanno doppi legami: infatti presentano solo singoli legami tra atomi di carbonio, tutti gli altri legami sono legati all’idrogeno e quindi questi hanno una forma lineare che permette loro di disporsi in modo ordinato. Gli insaturi invece hanno uno e più doppi legami lungo la catena degli atomi di carbonio e quindi non sono lineari ma presentano delle pieghe. Più doppi legami ci sono più bassa è la temperatura di fusione di questi.

Gli acidi grassi saturi sono solidi a temperatura ambiente (tipo il burro) mentre i mono-insaturi e i poli-insaturi sono liquidi. La nomenclatura degli acidi grassi non è molto semplice: esistono vari tipi di nomenclatura, la più semplice è quella che conta gli atomi di carbonio e degli altri elementi (C18:3 W3 ad esempio). Il numero dopo i due punti indica il numero di doppi legami presenti, W3 indica invece dove sta il primo doppio legame, cioè dopo quanti atomi di C.

Riassumendo: un acido grasso quindi è definito dal numero d