PG2 – Biomedica Corso Istruttori FSN / DSA secondo livello

1. PG2 – BiomedicaCorso Istruttori FSN / DSA secondo livello Scuola Regionale dello Sport CONI Liguria

2. METABOLISMO ENERGETICO E ALIMENTAZIONE DELLO SPORTIVO

3. Energia Il motore biologico, rispetto a quello meccanico, ha una prerogativa: può funzionare variando il combustibile che è rappresentato da grassi, zuccheri, proteine. • la scelta del combustibile è effettuata autonomamente dalle cellule muscolari in base a: • tipo di lavoro • disponibilitàdel substrato (grassi, zuccheri, proteine)

4. Fisiologia dell’esercizio Produzione di energia per il lavoro ATP – fonte di energia immediata

5. ATP L'Adenosintrifosfato o ATP è un ribonucleotide fosfato formato da una base azotata, cioè l‘adenina, dal ribosio, che è uno zucchero pentoso, e da tre gruppi fosfato 6 mmol/Kg muscolo

6. ATP I legami ad alta energia dell'ATP sono quelli che legano fra loro i tre gruppi fosfato. Dopo la loro rottura, dovuta a un processo di idrolisi, essi liberano una grande quantità di energia, pari a circa 7,5 Kcal/mole L'idrolisi dell'ATP avviene a opera dell'enzima denominato ATPasi

7. IMPORTANZA DELL'ATP reazioni cellulari e i processi dell'organismo alimentati dalla conversione di ATP in ADP: • trasmissione degli impulsi nervosi • contrazione muscolare • trasporti attivi attraverso le membrane plasmatiche • sintesi delle proteine e la divisione cellulare

8. ATP e produzione energia

9. ATP Nei vertebrati il gruppo fosfato necessario a questa reazione viene conservato in un composto, chiamato creatinfosfato, che si trova soprattutto nel tessuto muscolare.   All’interno di una cellula muscolare, in condizioni di riposo, sono immagazzinate modeste quantità di ATP, per evitare la diminuzione del rifornimento di ATP, la cellula muscolare deve incrementarne il tasso di produzione per poter tenere il passo con l’aumento della velocità di utilizzazione

10. Meccanismi energetici e ATPnella prova massimale

11. Riserva di fosfati ad alta energia ed immediatamente disponibile, il creatinfosfato (CP) cede il suo gruppo fosfato all’ADP per formare ATP. La cellula a riposo contiene una quantità di creatinfosfato sufficiente a fornire una quantità di ATP pari a 4-5 volte quella utile per il metabolismo basale. Creatinfosfato Quando in una cellula aumenta il consumo energetico, si ha una riduzione della concentrazione di ATP e un aumento di quella dell’ADP. Queste variazioni inducono un aumento dell’attività degli enzimi responsabili della formazione dell’ATP, con la conseguenza che l’ATP viene prodotta a un tasso più elevato.

12. Metabolismo aerobico • Scissione di glicogeno in presenza di O2 • Scarto: H2O e CO2 • 380 – 480 g • Muscolo: circa 300 g • 1 mole glicogeno = 39 moli ATP • A riposo: 10 – 15 minuti • Esercizio massimale: 1 minuto • Massima potenza in 2’ 30’’ • Max utilizzo dopo 20’

13. Glicolisi anaerobica • Scissione del glicogeno in assenza di O2 • Scissione parziale con produzione di acido lattico • 1 mole glicogeno = 3 moli ATP • Utilizzo massimo nei primi 90 sec • Tempi di utilizzo: 15’’ – 2’ 30’’

14. La fisiologia ha chiarito con precisione quali sono i consumi energetici legati alle varie attività sportive ? • Glicidi • Lipidi • Proteine Kcal x 120 minuti : • Calcio 1154 • Pallanuoto 1612 • Rugby 1642 • Basket 1246 • Tennis 1217 • Ciclismo 1420 • Volley 1220 • Windsurf 589 • Golf 711

15. Alimentazione e sport • Impegno metabolico dell’allenamento e della gara • Idratazione • Apporto proteico • Pasto prima della gara • Alimentazione durante la fatica • Alimentazione di recupero, dopo la fatica

16. Nutrizione Alimentazione: Assunzione di alimenti al fine di nutrire l’organismo e garantire l’apporto di tutte le sostanze necessarie allo sviluppo delle funzioni vitali Nutrienti: • Funzione energetica = energia calorica • Funzione plastica = crescita e riparazione dei tessuti • Funzione regolatrice = svolgimento reazioni metaboliche

17. Nutrienti Energetici: • Glucidi • Lipidi • Proteine Non energetici: • Vitamine • Sali minerali • Acqua Macronutrienti: • Glucidi • Lipidi • Proteine • Acqua Micronutrienti: • Vitamine • Sali minerali

18. Nutrienti e relative funzioni

19. Composizione della dieta • Glicidi 55-65 % • Proteine 20 % • Grassi 30 % • Fibre vegetali

20. Sistema energetico Glicidi = 3,75 Kcal Lipidi = 9 Kcal Protidi = 4 Kcal

21. Glicidi

22. Glicidi Principale fonte energetica dell’organismo • Nei muscoli e nel fegato vengono immagazzinati sotto forma di glicogeno (350 g)-(13-15g/kg massa) Funzione plastica secondaria • costituzione delle strutture cellulari (DNA, RNA) • costituzione delle membrane cellulari

23. Glicidi Nella dieta quotidiana la quantità di glucidi deve rappresentare il 55-65% della quota energetica totale 80% zuccheri complessi 20% zuccheri semplici Glicidi semplici é assorbimento = é glicemia = é insulina ê éAumentata sintesi acidi grassi e glicerolo é Aumento deposito nel tessuto adiposo

24. Glicidi

25. Indice glicemico Misura della velocità con la quale un alimento provoca l'aumento della glicemia, quindi l'entità della risposta insulinica Si valuta mettendo in relazione la curva di assorbimento con quella del glucosio

26. Indice glicemico • Si esprime in percentuali prendendo il glucosio come punto di riferimento (100%) • Un indice glicemico pari a 50 indica che l'alimento preso in esame innalza la glicemia con una velocità che è la metà di quella del glucosio • ALTO : glucosio, miele, pane bianco, patate cereali, cracker, cereali per la prima colazione. uva banane, carote, riso. • MODERATO : pane integrale, pasta*, mais, arance, cereali integrali per prima colazione, riso brillato. • BASSO : fruttosio, yogurt, piselli, mele, pesche, fagioli, noci, latte.

27. Indice glicemico

28. Indice glicemico • L'indice glicemico dipende da diversi fattori: da eventuali manipolazioni tecnologiche nei cibi, dalla cottura, dalla presenza di fibre e dalla quantità di zucchero presente (un frutto maturo ha un IG maggiore di un frutto acerbo). • Inoltre l'indice glicemico è influenzato dalle interazioni con grassi e proteine: la presenza di questi due macronutrienti rallenta la velocità di assorbimento intestinale. • Ecco perché è più salutare associare ad un pasto ricco di carboidrati come la pasta alimenti proteici come la carne o il pesce e/o alimenti ricchi di fibre come la verdura

29. Indice glicemico - interazioni Fibre idrosolubili. • Rallentano l'assorbimento di glucosio a livello intestinale. • Sono pertanto in grado di mantenere la glicemia costante per lunghi periodi Proteine. • L'indice glicemico diminuisce se si aggiungono proteine ad un alimento. • Le proteine hanno effetti molto simili a quelli di grassi e fibre

30. Indice glicemico - interazioni Grassi. • La digestione di un alimento contenente grassi è rallentata; di conseguenza  i carboidrati che contiene vengono assorbiti  più lentamente. • A prova di ciò basta confrontare l'indice glicemico dello yogurth scremato (IG=20) e di quello intero (IG=53).

31. Lipidi (grassi) Grande varietà di molecole Caratteristica comune: insolubili in acqua Apporto calorico assunto rispetto al totale deve essere: • 30 % nell’infanzia e adolescenza • 25 % nell’età adulta Funzione energetica e strutturale • Energetica ( 1 g = 9 cal) • Plastica (membrane cellulari) • Favoriscono assorbimento intestinale delle vitamine

32. Lipidi • Grassi neutri, costituiti da glicerolo e acidi grassi, detti lipidi di deposito (trigliceridi) • Fosfolipidi, costituenti delle membrane cellulari • Steroidi: colesterolo, acidi biliari, ormoni, vitamine. Trigliceridi : funzione energetica Colesterolo : • Componente membrane cellulari • Sintesi ormoni • Precursore vitamine

33. Trigliceridi Nella dieta rappresentano il 90-95% dei grassi alimentari Nell’organismo rappresentano i principali componenti del tessuto adiposo (funzione energetica di riserva) Accumulati all’interno di cellule, dette adipociti (circa l’87% dell’adipe è costituito da grasso vero). Importantissima riserva energetica (1 kg di grasso = 8700 kcal) Isolanti termici contro le basse temperature.

34. Trigliceridi - utilizzo energertico Fonte primaria di energia nella nei lavori condotti al 60% della massima capacità di prestazione La cellula muscolare ossida: • TG presenti al suo interno • TG circolanti • Acidi grassi liberi (FFA)

35. Trigliceridi - utilizzo energertico

36. TG = glicerolo + acidi grassi Glicerolo: Metabolizzato nel fegato â Formazione di glucosio â Deposito di glicogeno e/o glicolisi 1 singola molecola di glicerolo sintetizza un totale di 19 molecole di ATP

37. TG = glicerolo + acidi grassi Acidi grassi saturi • Più stabili alla digestione e al calore. Acidi grassi insaturi • Più instabili • Più facilmente digeribili • Più facilmente assorbibili a livello intestinale

38. Fonti alimentari di acidi grassi

39. acidi grassi essenziali Conosciuti anche come vitamina F o AGE, gli acidi grassi essenziali sono due: • acido linoleico (capostipite degli ω6)= olio vegetali (mais,..) • acido α-linolenico (capostipite degli ω3) = pesce Rapporto ideale ω3/ω6 = 1:2 – 1:4 • Italia 1:13 • Nord Europa 1:14 • USA 1:16 • Giappone 1:4 • Antichità 1:1

40. acidi grassi essenziali ω3 • abbassano i livelli plasmatici di TG interferendo con la loro incorporazione nelle VLDL a livello epatico; • possiedono una bassa efficacia nel ridurre i livelli di colesterolo totale nel sangue; • aumentano leggermente la concentrazione di colestrolo HDL; • sono precursori di eicosanoidi "buoni" ω6 • riducono la concentrazione di colesterolo nel sangue, abbassando sia la frazione "cattiva" (LDL) che quella buona (HDL); • possiedono una bassa efficacia nel ridurre i livelli plasmatici di TG • Se presenti in eccesso rispetto agli omega-3 sono tuttavia responsabili di una serie di effetti negativi in quanto precursori di eicosanoidi buoni ma anche di cattivi.

41. TG e salute La quota di trigliceridi presente nel sangue è normalmente compresa tra valori di 50 e 150/200 mg/dl. Valori superiori aumentano considerevolmente il rischio di malattie cardiovascolari come angina, infarto ed aterosclerosi. • sovrappeso/obesità • sedentarietà/ridotta attività fisica • abitudini dietetiche scorrette (alcol) • diabete mellito • abuso di alcol • sindrome nefrosica (patologia renale) • cause Iatrogene  

42. Colesterolo-Lipide strutturale • precursore degli ormoni steroidei, sia maschili che femminili (testosterone, progesterone, estradiolo, cortisolo), della vitamina D, dei sali biliari. • componente essenziale delle membrane cellulari. • deriva sia dall'alimentazione che dalla sintesi endogena. • gli alimenti ad alto contenuto di colesterolo sono quelli di origine animale, generalmente ricchi di grassi saturi come uova, burro, carni, salumi, formaggi ed alcuni crostacei. • circa l'80-90%  del colesterolo totale viene prodotto autonomamente dal nostro organismo.

43. Colesterolo e aterosclerosi per essere trasportato nel torrente circolatorio necessita si  legarsi a specifiche lipoproteine. circa il 60-80% del colesterolo totale è legato alle LDL. • VLDL (very low density lipoproteins): alto contenuto in TG • LDL (low density lipoproteins): trasportano il 60-80% del colesterolo e lo cedono all’endotelio = placche • HDL: high density lipoproteins: ripuliscono le arterie catturando il colesterolo in eccesso e trasferendolo al fegato.

44. Prevenzione Aterosclerosi • Dieta equilibrata • Zuccheri complessi>semplici • Verdure • Oli vegetali>grassi solidi • Ridurre alcol • Consumare pesce (2-3 pasti/sett) • Attività fisica

45. Rischio cardiovascolare

46. Lipidi = Substrato energetico lentobruciano al fuoco dei glicidi

47. Proteine • Composte da unità di Aminoacidi • Costituiscono circa il 14-18 % del peso corporeo totale Funzioni: • Formazione e rigenerazione dei tessuti • Sintesi nuovi aminoacidi • Energia • Regolazione enzimatica • Funzione ormonale • Funzione immunitaria • Genetica

48. Proteine Proteine fibrose: funzioni biomeccaniche • Costituzione ossa, muscoli, tendini, etc. Proteine globulari: funzioni biologiche • Enzimi • Ormoni • Anticorpi • …

49. Aminoacidi Unità semplice â Più aminoacidi = Polipetide â Più polipeptidi = Proteina 500 aminoacidi 20 ordinari ..?.. polipetidi

50. Aminoacidi ordinari 20: necessari per la sintesi delle proteine corporee