Metabolismo dei carboidrati durante l’esercizio fisico

“La disponibilità di carboidrati
durante l’esercizio contribuisce a…”

Dottor Augusto Innocenti

Nei precedenti articoli comparsi su questa rivista abbiamo visto che l’alimentazione fornisce l’energia per tutte le attività biologiche e come il contributo bionergetico dei vari macronutrienti cambi a seconda del tipo di attività che stiamo svolgendo. In generale possiamo affermare che la miscela di carburante che alimenta il corpo dipende dall’intensità e dalla durata dello sforzo fisico e dallo stato nutrizionale e di allenamento dell’atleta (1).

Da una parte, nelle attività di potenza elevata e breve durata, il sistema intramuscolare dei composti fosforici (ATP e CP) fornisce la maggior parte di energia necessaria. Il sistema della glicolisi anaerobica lattacida fornisce più di metà dell’energia richiesta negli esercizi fisici intensi della durata massima di due minuti, mentre la rimanente è fornita dal sistema aerobico. Per le prestazioni della durata intorno ai due minuti si devono avere ben sviluppate sia capacità aerobiche che anaerobiche, dato che il contributo dei due sistemi è pressoché equivalente. L’esercizio intenso di durata intermedia (sino ai 10 min) richiede un aumento dell’energia proveniente dalle fonti aerobiche. Prestazioni di maggior durata come la maratona e le gare di fondo richiedono un rifornimento costante di energia di origine aerobica con minima formazione di acido lattico (2).

Due principali macronutrienti forniscono fonti di energia per la risintesi di ATP durante l’esercizio: il glicogeno epatico e muscolare, e i trigliceridi nel tessuto adiposo e nel muscolo attivo. In misura minore, anche gli amminoacidi presenti nel muscolo scheletrico aiutano il metabolismo energetico, specialmente in casi di eccessiva deplezione glucidica.

In questo articolo ci occuperemo del contributo energetico specifico dei carboidrati durante l’esercizio, nei prossimi articoli ci occuperemo del contributo specifico di lipidi e proteine.

Mobilizzazione e utilizzazione dei carboidrati durante l’esercizio fisico.
Il fegato incrementa in maniera marcata il rilascio di glucosio per l’utilizzo da parte del muscolo attivo man mano che l’esercizio progredisce da un minore a un maggiore livello di intensità. Simultaneamente, il glicogeno conservato all’interno del muscolo funziona da fonte energetica glucidica principale durante le prime fasi dell’esercizio e man mano che l’intensità aumenta. Messi a confronto con il catabolismo dei grassi e delle proteine, i carboidrati rimangono il carburante essenziale durante l’esercizio aerobico ad alta intensità, in quanto capaci di fornire rapidamente ATP durante i processi ossidativi. Nello sforzo anaerobico, (reazioni di glicolisi) i carboidrati diventano l’unico produttore di ATP. La disponibilità di carboidrati durante l’esercizio contribuisce a regolare il contributo dei grassi al metabolismo nell’esercizio, infatti incrementando l’ossidazione dei carboidrati attraverso l’ingestione di carboidrati raffinati prima dell’esercizio (con associata iperglicernia e iperinsulinemia) riduce significativamente l’ossidazione degli acidi grassi a lunga catena da parte del muscolo scheletrico e la liberazione di acidi grassi dal tessuto adiposo durante l’esercizio (3).

Con l’esercizio intenso, si ha l’incremento della produzione ormonale di epinefrina, norepinefrina e glucagone e la diminuzione del rilascio di insulina. Queste azioni stimolano la scissione del glucosio (glicogenolisi) nel fegato e nel muscolo attivo. Nei primi minuti dell’esercizio, quando l’utilizzo dell’ossigeno non soddisfa la domanda energetica, il glicogeno conservato nei muscoli diventa la fonte principale di energia perché la fornisce in assenza di ossigeno. Man mano che la durata dell’esercizio aumenta, il glucosio ematico trasportato dal fegato aumenta il suo contributo come combustibile metabolico.

Il glucosio ematico, per esempio, può fornire circa il 30% dell’energia totale richiesta dal muscolo attivo, con la rimanente percentuale maggioritaria di energia glucidica fornita dal glicogeno intramuscolare. Un’ora di esercizio ad alta intensità determina una diminuzione del glicogeno epatico di circa il 55%; un allenamento strenuo di due ore quasi esaurisce il glicogeno epatico e quello del muscolo specificatamente esercitato.

Durante 90 minuti di esercizio intenso, il glucosio ematico può in definitiva diminuire fino a raggiungere valori di ipoglicemia (meno di 45 mg di glucosio per 100 ml). La captazione muscolare del glucosio ematico circolante si incrementa in maniera marcata durante le fasi iniziali dell’esercizio, e continua a crescere man mano che l’esercizio va avanti. Superata la soglia dei 40 minuti di esercizio, la captazione di glucosio aumenta tra 7 e 20 volte rispetto a quella presente in condizioni di riposo, dipendendo dall’intensità dell’esercizio. Quando il rifornimento di ossigeno e/o la sua utilizzazione non soddisfano i bisogni muscolari, come in un esercizio anaerobico pesante, predomina il catabolismo dei carboidrati.

Durante l’esercizio aerobico ad alta intensità, il vantaggio dell’utilizzazione selettiva del metabolismo dei carboidrati risiede nella maggiore velocità di trasferimento di energia che risulta essere due volte più rapido se confrontato con quello di grassi e proteine. Inoltre, rispetto ai grassi, i carboidrati sviluppano circa il 6% di energia in più per unità di ossigeno consumata.

Fine prime parte. Leggi subito la seconda.

Bibliografia

1) Innocenti A. “I Macronutrienti: Carboidrati, Proteine, Lipidi” – Spirito Trail 3; 2009

2) Innocenti A. “Metabolismo energetico e bioenergetica dell’attività fisica” – Spirito Trail 7; 2009

3) McArdle, W.D.; Katch F.I.; Katch V.L. “Alimentazione nello sport” Cap 5 – Casa Editrice Ambrosiana

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