DIABETE ED ESERCIZIO FISICO

1. DIABETE ED ESERCIZIO FISICO Dr. Nazzareno Trojan Endocrinologo e Diabetologo

3. CENNI STORICI • Attivita fisica raccomandata nell’antichita’ • e nei secoli passati • Sushruta – medico indiano 600 A.D. • John Rollo – medico inglese dell’800 • Stockvis, Bouchardat, Trousseou • Lawrence • Burger -Kramer • Joslin Clinic di Boston • Kawamori

4. CENNI STORICI

5. CENNI DI FISIOLOGIA Nell’attivita’ fisica i muscoli scheletrici necessitano di un costante apporto di energia che l’organismo deve mettere a disposizione. I substrati energetici dai quali poter attingere per il lavoro dei muscoli sono i glucidi, i lipidi e i protidi anche se questi ultimi in particolare non devono in condizioni normali essere utilizzati a scopo energetico.

6. LAVORO MUSCOLARE e FONTI ENERGETICHE I MUSCOLI RICHIEDONO ENERGIA PER LA LORO FUNZIONE. LA SOSTANZA CHE TRESFERISCE ENERGIA AI MUSCOLI E’ L’ATP. LE FONTI ENERGETICHE CHE POSSONO PRODURRE ATP SONO:

7. ENERGIA = ATP • FONTI DI ATP: • CATENA RESPIRATORIA MITOCONDRIALE PRODUZIONE DI3 ATP • CATABOLISMO DEL GLUCOSIO: GLICOLISI ANAEROBIA: • 1 GLUCOSIO= 2 ATP • CICLO DI KREBS (AEROBIO): 1 GLUCOSIO=38 ATP • SHUNT ESOSI PRODUZIONE ATP VARIABILE • CATABOLISMO DEI GRASSI 1FFA=44ATP • CATABOLISMO DELLE PROTEINE

8. FONTI DI ATP DEL MUSCOLO L’ ATP LIBERA e PCr (creatin-fofato) MUSCOLARE E’ SUFFICIENTE PER ALCUNI SECONDI DI LAVORO. L’ENERGIA SE IL LAVORO MUSCOLARE E’ INTENSO VIENE FORNITA DA PROCESSI DI TIPO ANAEROBICO: GLICOLISI DAL GLICOGENO MUSCOLARE SE IL LAVORO MUSCOLARE NON E’ INTENSO, L’ENERGIA UTILIZZATA PROVIENE DA PROCESSI AEROBICI: CATABOLISMO DI GLUCIDI e LIPIDI

9. OMEOSTASI NEL LAVORO MUSCOLARE

10. LAVORO MUSCOLARE e MODIFICHE CARDIOVASCOLARI FREQUENZA CARDIACA DELLA GITTATA SISTOLICA DEL FLUSSO MUSCOLARE RIDUZIONE DELLE RESISTENZE PERIFERICHE AUMENTO CONSUMO O2 NELL’ESERCIZIO ARTI SUP. > INFERIORI AUMENTO FLUSSO CORONARICO

11. ALTRI VANTAGGI CARDIOVASCOLARI INDICE DI STRESS INTRAVENTRICOLARE RICHIESTA MIOCARDICA DI O2 RESISTENZE PERIFERICHE e PRESSIONE ARTER. TEMP SISTOLICI e DIASTOLICI RISERVA CARDIACA RETE VASCOLARE e CAPILLARE

12. METABOLISMO AEROBICO e LAVORO MUSCOLARE AUMENTO DEL CONSUMO DI O2 DA PARTE DEI MUSCOLI ADDATTAMENTI CARDIOCIRCOLATORI E RESPIRATORI AUMENTO VENTILAZIONE: VOLUME CORRENTE E FREQUENZA RESPIRATORIA SOGLIA LATTATO: CONSUMO DI O2 >CAPACITA’ VENTILATORIA. AUMENTO GITTATA e FEQUENZA CARDIACA.

13. VANTAGGI ESERCIZIO MUSCOLARE ISOTONICO SUL CARDIOVASCOLARE MINORE RICHIESTA DI O2 DA PARTE DEL CUORE AUMENTO CAPACITA’ AEROBICA MASSIMALE RIDUZIONE DELLA PRESSIONE ARTERIOSA MINORE AUMENTO DELLA FREQUENZA NELL’ ESERCIZIO MUSCOLARE

14. ESERCIZIO FIZICO Tessuto adiposo Fegato Muscolo scheletrico ↑Sensibilità insulinica Qualità del muscolo ↑ Massa muscolare ↑Flusso sanguino del muscolo Adiposità addominale ↑Densità capillare Modifiche biochimiche ↑ Deposito di glucosio Tipo di fibra Densità dei recettori ins. GLUT 4 ↑ Assorbimento del glucosio ↑ Entrata del glucosio nei muscoli Recettore insulinico Cascata del segnale insul. GLUT 4 Esochinase Disponibilità enzimi gluc. Rilascio FFA ↑ Eliminazione FFA Composizione fosfolipidica Gluconeogenesi ↑ Estrazione di glucosio dai muscoli CONTROLLO DELLA GLICEMIA

17. ESERCIZIO FISICO “ DI FONDO” I SUBSTRATI ENERGETICI CHE VENGONO UTILIZZATI NELL’ESERCIZIO FISICO DI FONDO, SOPRATTUTTO NEL SOGGETTO ALLENATO, SONO GLI ACIDI GRASSI DEI TRIGLICERIDI

18. LAVORO MUSCOLARE INTENSO DI POTENZA IL “CARBURANTE” PER L’ESERCIZIO FISICO ACUTO DI “POTENZA” E’ RAPPRESENTATO DAL GLUCOSIO

19. ATP METABOLISMO ENERGETICO e LAVORO MUSCOLARE IL MUSCOLO PER CONTRARSI RICHIEDE ENERGIA

20. METABOLISMO ENERGETICO e LAVORO MUSCOLARE IL MUSCOLO PER CONTRARSI RICHIEDE ENERGIA INSULINA e GLUCAGONE e CATECOLAMINE CONDIZIONANO L’AUMENTO DELLE DISPONIBILITA’ DEI SUBSTRATI ENERGETICI: GLUCOSIO ACIDI GRASSI LIBERI GLICEROLO AMINOACIDI GLUCOGENETICI

21. METABOLISMO ENERGETICO e LAVORO MUSCOLARE IL MUSCOLO PER CONTRARSI RICHIEDE ENERGIA INSULINA e GLUCAGONE e CATECOLAMINE CONDIZIONANO: 1) L’AUMENTO DELLE DISPONIBILITA’ DEI SUBSTRATI 2) L’INGRESSO DEI SUBSTRATI NEL MUSCOLO E L’AUMENTO DEI PROCESSI OSSIDATI PER LA PRODUZIONE DI ATP

22. QUALE ESERCIZIO FISICO NEL DIABETE? ESERCIZIO FISICO DI FONDO AEROBICO ISOTONICO

23. OMEOSTASI ORMONALE METABOLICA DURANTE ATTIVITA’ FISICA INTENSA NEL SOGGETTO NON DIABETE Durante l’esercizio fisico l’insulina endogena tende a ridursi, mentre aumentano gli ormoni controinsulari. In questo nuovo assetto metabolico-ormonale si sono osservati ABBASSAMENTO DELL’INSULINEMIA AUMENTO DEL GLUCAGONE IPERGLICEMIA AUMENTO DELLA PRODUZIONE EPATICA DI GLUCOSIO AUMENTO DELLA GLICOGENOLISI AUMENTO DELLA LIBERAZIONE EPATICA DI GLUCOSIO

24. OMEOSTASI METABOLICA NEL LAVORO MUSCOLARE 2 AUMENTO ENTRATA GLUCOSIO NEI MUSCOLI UTILIZZO DEL GLUCOSIO CON FORMAZIONE ATP AUMENTO DEGLI FFA E GLICEROLO OSSIDAZIONE DEGLI FFA

25. ESERCIZIO FISICO E DIABETE MELLITO IL TASSO DI INSULINEMIA E DEGLI ORMONI CONTROINSULARI CONDIZIONANO L’UTILIZZO DEL GLUCOSIO DURANTE ESERCIZIO FISICO NOTA: COME VISTO IL TIPO DI ESERCIZIO ED IL GRADO DI ALLENAMENTO, A PARITA’ DI ALTRI FATTORI, INFLUENZANO IL TIPO DI SUSTRATO ENERGETICO UTILIZZATO, PREFERENZIALMENTE, e I TEMPI DI UTILIZZO.

26. CONDIZIONE DI IPERINSULINIZZAZIONE SI RIDUCE LA PRODUZIONE EPATICA DI GLUCOSIO E ANCHE DI ACIDI GRASSI, SOPRATTUTTO PER IL BLOCCO DELLA GLICOGENOLISI EPATICA (E MUSCOLARE) IL CONSUMO DI GLUCOSIO NECESSARIO PER IL LAVORO MUSCOLARE VIENE SOLO PARZIALMENTE OSTACOLATO. NON SI HA IL FISIOLOGICO AUMENTO DEL GLUCAGONE . LA GLICEMIA SI RIDUCE.

27. CONDIZIONE DI IPOINSULINIZZAZIONE IL LAVORO MUSCOLARE AUMENTA GLI ORMONI DELLA CONTROREGOLAZIONE (IN PARTICOLARE GLUCAGONE e CATECOLAMINE) AUMENTA LA PRODUZIONE DI GLUCOSIO PER GLICOGENOLISI, GLUCONEOGENESI E PER RIDOTTO UTILIZZO e LA LIPOLISI NON VIENE FAVORITO L’INGRESSO DEL GLUCOSIO A LIVELLO MUSCOLARE IL GLUCOSIO VIENE UTILIZZATO PARZIALMENTE AUMENTA IL LATTATO I CORPI CHETONICI E GLI FFA

28. FATTORI CHE CONDIZIONANO LA RISPOSTA METABOLICA ALL’ESERCIZIO IN SOGGETTO DIABETICO TIPO E CINETICA DEL FARMACO ASSUNTO TEMPO TRASCORSO DALL’ASSUNZIONE ALL’INIZIO DELL’ ATTIVITA’ FISICA TIPO, QUANTITA’ E TIMING DELLA DIETA STATO METABOLICO ALL’INIZIO DELL’ESERCIZIO CONDIZIONI PATOLOGICHE ASSOCIATE

29. UTILIZZO DEI SUBSTRATI ENERGETICI DURANTE L’ESERCIZIO FISICO NEL DIABETICO INSULINIZZAZIONE ELEVATA : ALL’INIZIO VENGONO UTILIZZATI I GLUCIDI IN MODO DIRETTAMENTE PROPORZIONALE ALL’INTENSITA’ DEL LAVORO: L’INSULINEMIA E LA GLICEMIA SI RIDUCONO MENTRE AUMENTA LA CONTROREGOLAZIONE ORMONALE CHE NELLE FASI INIZIALI E’ RAPPRESENTATA SOPRATTUTTO DAL GLUCAGONE E CATECOLAMINE. I DEPOSITI DI GLUCOSIO SI ESAURISCONO RAPIDAMENTE E SE NON VI E’ STATA INTRODUZIONE DI NUTRIENTI CON LA DIETA SI VERIFICA UN’IPOGLICEMIA.

30. UTILIZZO DEI SUBSTRATI ENERGETICI DURANTE L’ESERCIZIO FISICO NEL DIABETICO IL CONSUMO DI GLUCOSIO DA PARTE DEI MUSCOLI AL LAVORO PUO RAGGIUNGERE i 3 mg Kg-1 min-1. SE NON VENGONO INTRODOTTI ALTRI CARBOIDRATI SI PUO’ VERIFICARE IPOGLICEMIA IN 30 MIN. SE L’ESERCIZIO SI PROTRAE VENGONO PROGRESSIVAMENTE UTILIZZATI DEI SUBSTRATI ENERGETICI NON GLUCIDICI: GLI ACIDI GRASSI. IN QUESTA FASE I TASSI INSULINICI SI RIDUCONO MENTRE POSSONO AVERE IMPORTANZA ANCHE ALTRI ORMONI DELLA CONTROREGOLAZIONE (CORTISOLO)

31. UTILIZZO DEI SUBSTRATI ENERGETICI DURANTE L’ESERCIZIO FISICO NEL DIABETICO CONDIZIONE DI IPOINSULINZZAZIONE: LA RISPOSTA CONTROREGOLATORIA PROMOSSA DALL’ESERCIZIO FISICO AUMENTERA’ LA LIBERAZIONE DI GLUCOSIO DAL FEGATO MA L’UTILIZZAZIONE MUSCOLARE, COMPROMESSA DALL’INADEGUATA INSULINEMIA, DETERMINERA’ DA UN LATO UN INCREMENTO DELLA GLICEMIA E DALL’ALTRO UN AUMENTO DELL’ACIDO LATTICO, ESPRESSIONE DELL’INCOMPLETA UTILIZZAZIONE DEI GLUCIDI E DEI CORPI CHETONICI.

32. UTILIZZO DEI SUBSTRATI ENERGETICI DURANTE L’ESERCIZIO FISICO NEL DIABETICO IL GLUCOSIO, SUBSTRATO PRIVILEGIATO ALL’INIZIO DELL’ESERCIZIO, IN CONDIZIONI DI ADEGUATA INSULINIZZAZIONE, VIENE FORNITO PREVALENTEMENTE DAI CARBOIDRATI DELLA DIETA E NEI TEMPI SUCCESSIVI , CON LA PROGRESSIVA RIDUZIONE DEL TASSO INSULINICO, DAI DEPOSITI DI GLICOGENO EPATICO E DAL GLICOGENO MUSCOLARE, CHE PERALTRO SI ESAURISCONO VELOCEMENTE.

33. UTILIZZO DEI SUBSTRATI ENERGETICI DURANTE L’ESERCIZIO FISICO NEL DIABETICO IN STUDI CONTROLLATI IN CUI PAZIENTI DIABETICI ID VENIVANO SOTTOPOSTI A UN CARICO DI LAVORO E VENIVA VALUTATO IL CONSUMO DI GLUCOSIO DELLA DIETA E QUELLO DEI DEPOSITI SI ERA EVIDENZIATO COME LA PERCENTUALE DI INIBIZIONE DELLA SCISSIONE DEL GLICOGENO EPATICO O MUSCOLARE PROGRESSIVAMENTE SI RIDUCEVA E PERTANTO LA PERCENTUALE DEGLI ZUCCHERI DA ASSUMERE CON LA DIETA ERA ELEVATA ALL’INIZIO DEL LAVORO E PROGRESSIVAMENTE CALAVA.

34. IL RISCHIO IPOGLICEMICO DEL PAZIENTE DIABETICO NEL LAVORO MUSCOLARE LE IPOGLICEMIE CAUSATE DAL LAVORO FISICO NEI DIABETICI POSSONO ESSERE DI 2 TIPI: PRECOCI: DOVUTE AD UN’INADEGIATA INTRODUZIONE DI CARBOIDRATI PER IL GRADO DI INSULINIZZAZIONE ALL’INIZIO E IL TIPO DI ESERCIZIO ESEGUITO

35. IL RISCHIO IPOGLICEMICO DEL PAZIENTE DIABETICO NEL LAVORO MUSCOLARE TARDIVE: SONO LE PIU’ INSIDIOSE ANCHE PERCHE DI DIFFICILE PREVISIONE E A DISTANZA DI MOLTE ORE DALL’ESERCIZIO FISICO. SONO CAUSATE DALL’UTILIZZO DEL GLUCOSIO PLASMATICO PER LA RICOSTITUZIONE DEI DEPOSITI DI GLICOGENO ESAURITO DURANTE L’ESERCIZIO FISICO PER FAR FRONTE ALLE RICHIESTE ENERGETICHE DEL LAVORO MUSCOLARE.

36. PREVENZIONE DELL’IPOGLICEMIA O IPERGLICEMIA DURANTE ESERCIZIO

37. Prima del esercizio: Stimare l’intensità, la durata e la spesa energetica dell’esercizio Fare un pasto 1-3 ore prima dell’ esercizio somministrare correttamente l’insulina: Somministrare insulina > 1h prima dell’esercizio Ridurre la dose d’insulina con picco coincidente col periodo dell’esercizio Controllare lo stick glicemico: Se glicemia < 90 mg % è necessario assumere carboidrati Se glicemia 90-270 mg % non necessari carboidrati Se glicemia > 270 mg % posticipare l’esercizio e misurare chetonuria Se chetonuria negativa l’esercizio può essere iniziato senza assunzione di carboidrati Se chetonuria positiva assumere insulina e aspetare la chetonuria negativa Non usare sito iniezione insulinica sull’area dell’esercizio

38. Durante l’esercizio: Monitorare la glicemia Idratarsi adeguatamente Se necessario assumere carboidrati (30-40 g per adulti; 15-25 g per bambini) ogni 30 minuti se si prolunga il periodo dell’esercizio Dopo l’esercizio: Monitorare la glicemia incluso il periodo notturno, soprattutto se l’esercizio non è abituale Modulare la terapia insulinica per ridurre l’insulina ad azione immediata e ritardata (i regimi di terapia intensiva aumentano la flessibilità negli aggiustamenti insulinici) Se necessario, aumentare l’assunzione di carboidrati per 12-24 h dopo l’attività, in considerazione dell’intensità e durata dell’esercizio e dell’rischio d’ipoglicemia

39. VALUTAZIONE DIABETOLOGICA GLOBALE • Almeno 3 profili glicemici (prima e 2 ore dopo i tre pasti e • alle ore 3.00) • HbA1c • ECG a riposo e, in caso di alterazioni cliniche ed ecgrafiche anche lievi, ECG da sforzo (obbligatorio sempre dopo i 35 anni o con durata del diabete 1° >15 anni) • Microalbuminuria • Esame del fondo oculare in midriasi • Biotensiometria • Esame clinico dei piedi compresa la valutazione della sensibilità • termo-tatto-dolorifica e dell’appoggio plantare • Capacità di riconoscimento dell’ipoglicemia • Tests di neuropatia autonomica cardio-vascolare

40. Programma di attività fisica per diabetici di tipo 2 Attività consigliate Sports di tipo aerobico: podismo, ciclismo, marcia, ginnastica, nuoto, sci di fondo, canoa, danza. Attività sconsigliate Sports di combattimento, sollevamento pesi, sports anaerobici puri e sports a livello agonistico; per i pazienti in terapia con farmaci ipoglicemizzanti: immersioni, vela in solitario e sports in cui l’ipoglicemia mette a rischio la vita propria ed altrui Intensità 40-60% ; la frequenza cardiaca da raggiungere durante l'attività fisica può essere calcolata con la formula: [ (FC massima*– FC basale) x 40-60%] + FC basale Durata 30-60 minuti, escluso il riscaldamento ed il defaticamento Frequenza Almeno 3-4 volte alla settimana, preferibilmente tutti i giorni Precauzioni Scarpe adeguate, monitoraggio glicemico prima, durante e dopo l’esercizio fisico (soprattutto per i pazienti in terapia con farmaci ipoglicemizzanti), ECG a riposo ed eventualmente sotto sforzo Consigli per perdere peso Associare una dieta con calorie derivanti per il 50-60% dai carboidrati, 10-15% dalle proteine e 25-30% dai grassi ed un deficit calorico giornaliero di circa 300 kcal/die, che sia ricca in fibre ed offra un’adeguata integrazione idrico-salina Adesione a lungo termine Valutare con il paziente i benefici conseguenti all’esercizio fisico, gratificarlo, favorire il supporto di persone che praticano la stessa attività ed offrire sports alternativi

41. NEUROPATIA AUTONOMICA (NA) La presenza di NA può limitare la capacità individuale di svolgere esercizi ed incrementare il rischio di eventi CV avversi durante l’esercizio. La NA cardiaca può essere indicata dalla presenza di tachicardia (> 100 bat/min) a riposo e ipotensione ortostatica La morte improvvisa o l’ischemia miocardica silente sono state attribuite alla NA cardiaca diabetica. Nei pazienti con NA spesso si verificano episodi di ipertensione e di ipotensione dopo un vigoroso esercizio, specie all’inizio del programma di eserciziPoichè queste persone hanno un alterato sistema di termoregolazione è opportuno avvisarli di evitare l’esercizio in condizioni di caldo o di freddo, e di vigilare che vi sia sempre un’adeguata idratazione

42. INDICE DI FORMA LIVELLO DI FORMA <70 Insufficiente* 70-89 Scarso** 90-110 Sufficiente*** 111-130 Buono**** >130 Ottimo***** 2 KM WALKING TEST

43. 2 Km WALKING TEST (Istituto di Medicina dello Sport Università di Uppsala) Il 2 Km WALKING TEST: è un metodo semplice ed accettabile a tutti. Consente di valutare contemporaneamente la funzionalità degli apparati cardiovascolare, respiratorio e muscolo-scheletrico. Per effettuarlo è necessario cercare un percorso in pianura di 2 Km (bastano anche 400 metri come una pista di atletica da percorrere 5 volte) e camminarvi con il passo più svelto possibile senza mai assumere l’atteggiamento della corsa; controllare all’arrivo il tempo impiegato e la frequenza cardiaca. Il calcolo da effettuare è:TEMPO IMPIEGATO: minuti…..x 11,6 =…..+ secondi….x 0,2 =…..+ frequenza cardiaca…..x 0,56 =…..+ indice di massa corporea……..x 2,6 =…..(valore A) VALORE A - età (anni x 0,2) = valore B420 – valore B = indice di forma

44. 2 Km WT DI UN SOGGETTO DIABETICO NON SEDENTARIO DI ANNI 55, BMI 29 TEMPO IMPIEGATO: minuti 18 x 11,6 = 208.8+ secondi 00 x 0,2 = 000+ frequenza cardiaca 90 x 0,56 = 54.6+ indice di massa corporea 29 x 2,6 = 75.4 TOTALE = 334.6 (Valore A) 334.6 – 11 = 323.6 (Valore B)420 – 323.6 = 106.4 indice di forma = SUFFICIENTE

45. FORMULE UTILI Dispendio energetico A piedi: km percorsi x kg peso x 0,9 = Kcal In bici (in pianura): km percorsi x 20 = Kcal

46. FORMULA PER IL CALCOLO DELLA FREQUENZA CARDIACA IDONEA PER LAVORARE AL 50-60% DELLA VO2 Max {( FC massima* - FC basale ) x 50-60% } + FC basale *FC massima = 220 – età in anni

49. FITWALKINGprogramma per NIDDM sovrappeso, over 50, non allenati PRIMO CICLO ( 14gg. 7 uscite a gg. alterni): Iniziare da 10’ in pianura incrementando di 5’ ad uscita.Velocita’ del passo:5 Km/h. SECONDO CICLO (21 gg. 11 uscite a gg. Alterni): Partire da 50’ e mantenere invariato il tempo per tutto il ciclo. Se le condizioni lo consentono (Talk Test negativo) aumentare la velocità di marcia per 2-3 m’ a partire dalla 5° uscita. TERZO CICLO ( 21 gg.) 60’ di marcia 4 volte/sett. (ideale martedi’, giovedi’, sabato e domenica con possibilità di allungare di 10-15’ una uscita del weekend aumentando la velocità del passo o scegliendo percorsi con una leggera pendenza)

50. PROGRAMMA DI ALLENAMENTO PER UNA FITNESS OTTIMALE Passo svelto Corsa I settimana 1’ 20’ 1’ II settimana 20’ III settimana 20’ IV settimana 23’ V settimana 22’ VI settimana 20’ VII settimana 25’ VIII settimana 30’ Ulteriori incrementi del chilometraggio saranno concordati con il medico in base ai propri obiettivi personali.