Attualità di Alimentazione nell’ Attività Fisica : Sport Aerobici & Sport Anaerobici
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Alberto Mario Bargossi m. c .* * Presidente Associazione Italiana Fitness & Medicina
SC immunometria –Lab.centralizzato Az Osp.Sant’Orsola Malpighi Bologna
Carlotta Bargossi dott.in Chimica
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Il complesso sistema dell’Allenamento sportivo può esser rappresentato come un insieme che posa su tre pilastri di equivalente importanza:
a) la somministrazione di carichi di lavoro “allenanti” ,
b) il recupero attivo & il riposo,
c) la somministrazione di razioni alimentari appropriate, adeguate e mirate
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Allenamento
Componenti dell’Allenamento SportivoComponenti dell’Allenamento Sportivo
Ripetizione dei Carichi di Lavoro
Recupero attivo & Riposo
Alimentazione & Integrazione
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Diagramma di Yakovlev o della “Supercompensazione Diagramma di Yakovlev o della “Supercompensazione Adattativa Morfofunzionale”Adattativa Morfofunzionale”
A
A’’
AA A’A’affaticamento
esercizio
supercompensazione
TT
w
L’area A rappresenta il “minus” da affaticamento,L’area A rappresenta il “minus” da affaticamento, l’area A’ il recupero , l’area A’’ il “plus” della supercompensazionel’area A’ il recupero , l’area A’’ il “plus” della supercompensazione
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Supercompensazione Adattativa Morfofunzionale”Supercompensazione Adattativa Morfofunzionale”
A
A’’
AA A’A’affaticamento
esercizio
supercompensazione
TT
la supercompensazione adattativa la supercompensazione adattativa morfofunzionale ha carattere morfofunzionale ha carattere diacronico diacronico sia nell’aspetto sia nell’aspetto morfologicomorfologico che nell’aspetto che nell’aspetto funzionale, funzionale, il processo di adeguamento e di il processo di adeguamento e di adattamento non è continuoadattamento non è continuo
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Caratteristiche dell’allenamento
• Carico di lavoroCarico di lavoro::• Ripetizioni-Serie• Razioni dietetiche:Razioni dietetiche:• Pre-Intra• Recupero-Riposo:Recupero-Riposo:• Intra-Post
Carico di lavoroCarico di lavoro
Razioni dietetiche:Razioni dietetiche:Pre-Intra-PostRecupero-RiposoRecupero-Riposo
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Suscitare la risposta c.d. di “supercompensazione adattativa supercompensazione adattativa morfofunzionalemorfofunzionale” il cui modello è ” il cui modello è sintetizzato nel “sintetizzato nel “diagramma di diagramma di Yakovlev”Yakovlev”
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• Carico di lavoro:Carico di lavoro:• Ripetizioni-Serie
• Razioni dietetiche:Razioni dietetiche:• Pre-Intra-Post
• Recupero-Riposo:Recupero-Riposo:• Intra-Post
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Espressioni della Forza nel Lavoro Muscolare
Lavoro muscolare2. contrazione isotonica
concentrica (lavoro positivo)
3. contrazione isotonica eccentrica (lavoro negativo)
4. contrazione isometrica (lavoro senza spostamento di segmenti)
5. lavoro pliometrico
Forza2. forza massima3. forza rapida e veloce4. forza reattiva ed
elastica5. forza resistente
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Qualità dello stimolodominio del carico & dominio del tempo
dannosiMassimi & Sopramassimi
Adattativi ~ AllenantiMedio intensi & Intensi
eccitantiDeboli
nulliDebolissimi
EfficaciaIntensità degli stimoli
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Impegno Muscolare nelle Attività Sportive, Impegno Muscolare nelle Attività Sportive, Richiesta Metabolica, Trasporto dell’ORichiesta Metabolica, Trasporto dell’O22
Richieste di risorse energetiche per l’estrinsecazione di forza e resistenza alla forza
di tipo non aerobico (f = [fosfageno]) di tipo aerobico (f = [fosfageno] + ossidazione dei
substrati)
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Nucleotidi fosfati (fosfageno)
La moneta spendibile per la produzione di energia è costituita da :
ATP, ADP, AMP . sono molecole costituite da una base purinica: Adenina, uno zucchero: Riboso, un’unità di : tri-/di-/mono-
fosfato (P) in posizione γ, β, α
N
NN
N
NH2
O
OHOH
HHHH
OP
O-
O
OPO-
O
OP-OO-
O
Adenosin Tri Fosfato
N
NN
N
NH2
O
OHOH
HHHH
OPO-
O
OP-OO-
O
Adenosin Di Fosfato
N
NN
N
NH2
O
OHOH
HHHH
OP-OO-
O
Adenosin Mono Fosfato
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Sequenze metaboliche della contrazione muscolare
ATP ADP + Pi + Energia
ADP + CP C + ATP + Pi + Energia
ADP + ADP ATP + AMP + Pi + Energia
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Sequenze metaboliche della contrazione muscolare
ATP ADP + Pi + Energia
ADP + CP C + ATP + Pi + Energia
ADP + ADP ATP + AMP + Pi + Energia
AMP
IMP + NH3(1) = adenosin deaminasi
(1)
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Sequenze metaboliche della contrazione muscolare La reazione di Lohmann
ATP ADP + Pi + Energia
ADP + CP (1)
C + ATP
CP = Creatinfosfato(1) = enzima (CK)Creatin (fosfato) Chinasi [EC 2.7.3.2 ]
per la “creatin phosphate shuttle” è centrale la probabile
compartimentalizzazione del CK
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Attività a totale o prevalente componente anaerobica
< 10’’ “di potenza” [destrezza] WL; PL; Concorsi; 100 m; 110 hs; ciclismo velocità
> 20’’< 45’’ “prev.anaerobico” 200m; 400 m; ciclismo: Km da fermo
> 40’’< 4’-5’ “ aerobico-anaerobico massivo” 800m; 400 hs; nuoto m100 ;
ciclismo inseguimento ; c.canadese C2 100m ; K1
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Classificazione delle attività sportive “gesto atletico” ≠ da “allenamento”
in riferimento alle principali risorse energetiche utilizzate
Di tipo aerobico• distretti muscolari
predominanti• % delle masse muscolari
impegnate• periodicità e ciclicità
dell’azione
Di tipo anaerobico• distretti muscolari
predominanti• % delle masse muscolari
impegnate• periodicità e ciclicità
dell’azione
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Attività a totale o prevalente componente anaerobica
< 10’’ “di potenza” [destrezza]WL; PL; Concorsi; 100 m; 110 hs; ciclismo velocità
>20’’<45’’ “prev.anaerobico”200m; 400 m; ciclismo: Km da fermo
>40’’< 4’-5’ “aerobico-anaerobico massivo” 800m; 400 hs; nuoto m100 ;
ciclismo inseguimento ; c.canadese C2 100m ; K1
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Attività a totale o prevalente componente anaerobica
< 10’’ “di potenza” [destrezza] parametro di chim. Clim. : NH3 - NH4 ; [ Ac.urico]
>20’’<45’’ “prev.anaerobico” parametro di chim. Clim. : lattato; [ Ac.urico]
>40’’< 4’-5’ “aerobico-anaerobico massivo” parametro di chim .clim. : lattato ; NEFA; [ Ac.urico]
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Attività a prevalente o totale componente aerobica
> 4’-5’ “prevalentemente aerobico” attività di endourance ; sci di fondo; attività di Fitness“aerobico anaerobico alternato” (durata determinata dai regolamenti & dalle tecniche di gara) Sport di squadra; di combattimento; tennis
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Attività a prevalente o totale componente aerobica
> 4’-5’ “prevalentemente aerobico” “aerobico anaerobico alternato” parametro di chim .clim. : lattato; NEFA; & variazione dei substrati ossidabili
:glucosio (sg & ur) ; Trigliceridi ; AAcidi
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L’emoglobina e la mioglobina sono proteine respiratorie contenenti eme capaci (nella forma ferrosa) di legare reversibilmente l’ossigeno molecolare.-La funzione fisiologica dell’emoglobina è di trasportare ossigeno ai tessuti La mioglobina funziona come riserva di ossigeno- e facilita la diffusione di questo gas -dai capillari ai mitocondri dove l’O2 è utilizzato- per la respirazione cellulare.
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Trasporto e cessione dellO2
• L’O2 è trasportato dagli eritrociti e legato all’Hb
• (Hb-Fe++).• L’O2 viene ceduto ai tessuti
in funzione di condizioni specifiche di temperatura e di pH
• La mioglobina (una cromoproteina) è il pigmento respiratorio specifico del muscolo (rosso) capace di scambiare l’O2 con l’Hb saturandosi facilmente già a basse ppO2
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Reciprocità delle curve di dissociazione di emoglobina (Hb) e di mioglobina (Mgb)
• Muscolo a riposo• A ppO2 pari a circa 100-110 mmHg (polmone) Hb è in
forma di OssiHb circa al 96%;• A ppO2 pari a circa 40 mmHg (muscolo a riposo)
l’OssiHb cede O2 e rimane satura circa al 75%; in tale condizione la Mgb si satura a OssiMgb circa al 95%
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Reciprocità delle curve di dissociazione di emoglobina (Hb) e di mioglobina (Mgb)
• Muscolo non a riposoMuscolo non a riposo• A ppO2 compresa tra 20 e 40 mmHg (lavoro muscolare)
l’OssiHb cede molto più O2 ; • anche in tale condizione la Mgb riesce a saturarsi a OssiMgb
circa al 90%.• Mgb cede O2 a pressioni parziali coerenti con l’intensa
attività di ossidazione dei coenzimi respiratori ridotti della catena respiratoria mitocondriale
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Reciprocità delle curve di dissociazione di emoglobina (Hb) e di mioglobina (Mgb)
• Il variare della temperatura e soprattutto del pH , come avviene in modo continuo e coerente durante il lavoro muscolare, [con accumulo di CO e conseguente aumento di H+] crea , nel torrente circolatorio e nei tessuti situazioni capaci di modificare la saturazione di Hb e di Mgb (effetto Bohr)
• COCO22 + H + H22O HO H22COCO33 HCO HCO33-- + H + H++
• HbOHbO22 + H + H+ + HbHHbH+ + + O+ O22
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Reciprocità delle Curve di Dissociazione di Emoglobina (Hb) e Mioglobina (Mgb)
COCO22 + H + H22O O HH22COCO33 HCO HCO33-- ++ H H++
HbOHbO2 2 + + HH+ + HbHHbH+ + + O+ O22
La cessione di O2 è condizionata anche dalla concentrazione del 2,3-DPG eritrocitario che può essere espresso come risposta supercompesativa allo stimolo ipossico
L’efficienza eritrocitaria è mantenuta dal ciclo G-SH GSSG
anidrasi carbonicaanidrasi carbonica
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Ciclo di Rapoport –LueberingCiclo di Rapoport –Lueberingall’interno della via glicolitica intraeritrocitariaall’interno della via glicolitica intraeritrocitaria
3-PGliceraldeide 1,3-DPG
2,3-DiPhosphoGlicerato
3- P-Glicerato
Piruvato
( +1ATP ) (mutasi)
(fosfatasi)
Pi
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V ’O2max (#)
In valore assoluto è: V’O2 max uomo = V’O2 max donna + 30%
Se si riparametra sul peso corporeo (kg) é :
V’O2max uomo = V’O2max donna + 15 ~ 20 %
sulla massa magra (FFM) é :
V’O2max uomo = V’O2max donna +(3~4) %
# : f = [Hb] donna < [Hb] uomo
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Semeiotica di LaboratorioL’Emo Gas Analisi ,
eseguita su campioni di sangue opportunamente trattati,
misura pH, pO2, pCO2
e ricalcola altri parametri tra cui la Sat O2%
La determinazione (HPLC-UV) degli intermedi (Inosina Ipoxantina, Xantina , ecc.) del Ciclo dei nucleotidi purinici costituisce una misura predittiva della effettiva disponibilità di O2 per i cicli ossidativi
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Raccomandazioni alimentari giornaliere per sportivi e atleti
quota lipidica in % compresa tra 20 e 25; preferiti olii e grassi con prevalenza di ac.grassi monoinsaturi;
va rispettata la necessità di bilanciare gli AGE e i PUFA
glucidi
lipidiprotidi
Quota proteica compresa Quota proteica compresa tra 1.5 e 2.0 g/kg di massa magratra 1.5 e 2.0 g/kg di massa magrapreferite proteine con buon preferite proteine con buon PER & NPUPER & NPU
quota glucidica in % quota glucidica in % delle calorie giornaliere delle calorie giornaliere compresa tra 57 e 65 ;compresa tra 57 e 65 ;preferiti zuccheri complessi (amidi)preferiti zuccheri complessi (amidi)con piccoli apporti di zuccheri semplicicon piccoli apporti di zuccheri semplici
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Substrati ossidabili :intra-extra -muscolari
Glicogeno- glicolisi
β-Ossidazione
Ossidazione dei substrati Proteico Aacidici
Ciclo degli acidi tricarbossilici o di Krebs
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Substrati ossidabili:intra-extra -muscolari
Glicogeno => via della Glicogeno-glicolisi
Ac. Piruvico & Ac.Lattico
Trigliceridi (ac. grassi esterificati con glicerolo)
β-ossidazione
problema del “cross – over”problema del “cross – over”
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Qualità e quantità della quota glucidica nella razione pregara
L’Agonista (e l’atleta) di qualsivoglia sport deve giungere al momento dell’espressione del gesto atletico con depositi di glicogeno muscolare repleti.
Da ciò l’opportunità di consumare una razione alimentare iperglucidica, soprattutto glucidi complessi la sera (o come ultimo pasto) precedente l’impegno agonistico
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Alimentazione generale e specificaAlimentazione generale
Il regime dietetico deve consentire lo svolgimento di un’attività
fisica volta al mantenimento o alla acquisizione di uno stato di forma
pagare il costo di:5. metabolismo basale, 6. regolazione termica, 7. azione dinamico specifica degli
alimenti, 8. lavoro muscolare durante l’attività
lavorativa e sportiva9. fabbisogno per le sintesi plastiche
Proteine &Aacidi
Lipidi animali
Lipidi vegetali
Glucidi semplici & complessi
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Lipidi : miscele di Acidi GrassiLipidi : miscele di Acidi Grassigrassi (solidi) e olii (liquidi)
SATURICOOH
MONOINSATURICOOH
POLIINSATURICOOH
LIPIDI
ACIDI GRASSI
SATURI POLINSATURI MONOINSATURI
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Biosintesi dei PUFABiosintesi dei PUFA
Ac. EICOSAPENTAENOICO(EPA) 20: 5
Ac. DOCOSAESANOICO (DHA) 22:6
Ac. DOCOSAPENTAENOICO (EPA) 22:5
Ac. ARACHIDONICO (AA) 20: 4
Ac. DI-OMO γ- LINOLENICO20:3
∆-6 DESATURASI
18:4
Ac. α- LINOLENICO 18:3 Ac. LINOLEICO 18: 2
Serie ω 3 Serie ω 6
Ac. γ- LINOLENICO 18: 3ELONGASI
20:4 ∆-5 DESATURASI
ELONGASI
22:5 22:4ELONGASI
24:5 24:4∆-6 DESATURASI
24:6 24:5β-Ossidazione
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Acidi grassi
Il confronto tra la Il confronto tra la configurazione di un configurazione di un acido grasso saturo e acido grasso saturo e di uno polinsaturo ne di uno polinsaturo ne mostra il diverso mostra il diverso ingombro sterico a ingombro sterico a parità di numero di Cparità di numero di CLo stesso vale per gli Lo stesso vale per gli Ac.Grassi ConiugatiAc.Grassi Coniugati
Ac Linoleico Coniugato (CLA )
Dall’ Ac Linoleico C18:2 Ω6 , per riaggiustamento (coniugazione) di doppi legami in posizione 9-11, 11-13, 10-12, e quindi con una caratteristico ingombro sterico differente da quello dell’ Ac Linoleico, si formano alcuni isomeri sia cis ( c ) che trans ( t ) ;particolarmente efficaci sembrano gli isomeri (c) 9 (t) 11; e ( c ) 12 (t)12.
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Ac Eicosapentaenoico (EPA)Ac Eicosapentaenoico (EPA)
C20:5C20:5 Omega Omega 33
Ac Docosaesaenoico (DHA)Ac Docosaesaenoico (DHA)
C22:6 C22:6 Omega Omega 33
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Alimenti & Nutrienti Alimenti & Nutrienti
Protidi /AAcidici3. animali (Met Hcy)
4. vegetali (soia); (Arg ADNO )
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La quota proteica in funzione dell’attività fisica allenante deve essere funzionale alla risposta di supercompensazione adattativa.supercompensazione adattativa. Essa è assai variabile : da individuo a individuo, da sport a sport e per il medesimo individuo, da periodo a periodo ; rappresenta infatti una funzione del valore calorico della razione alimentare,della composizione bromatologica della dieta, e della qualità delle proteine assunte
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Quando si definisce il fabbisogno proteico, bisogna presupporre che la dieta e la razione alimentare utilizzata sia isocalorica e adeguata . Inoltre nella stima del fabbisogno proteico si presuppone la buona qualità delle proteine della dieta.
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Dopo Astrand e Rodhal un importante studio di Lemmon (1995) ha cercato di individuare i quantitativi proteici adatti per sportivi di varie discipline. Nelle conclusioni si arriva a suggerire un quantitativo di 1,8 – 2.0 gr x kg di peso corporeo nelle discipline di potenza e in 1,2 - 1,5 gr/kg nelle discipline di resistenza aerobica
Astrand & Rodhal “test book of work physiology” 1986 Lemmon “ Do athlete need more dietary proteins and amino acids? Int J Sport Nutr”
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C. Uno studio di Kleiner & Bazarre ( “Int J Sport Nut 1994 4 (1):54-69) su atleti di Body Building individua in 2,5 -2,8 gr/Kg il fabbisogno proteico degli atleti in esame
D. Analogamente la Buttirfield ( “Med Sci Sport Ex 1987; 19:s157-s165) propone un apporto fra
2,5 – 3.0 gr/kg come quantità ideale per la muscolazione.
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a) In uno studio del 91 Fern & Bielinski & Schutz ( “Experientia 1991; 47(2) 168-72) un apporto proteico pari a 4 volte la RDA (3.3 gr/kg) in atleti di forza mostra un incremento della sintesi proteica anche confrontato con una assunzione di 2 volte la RDA (1,6 gr/kg)
b) Altra prova portano Bigard & Satabin & Lavier ( “Eur J Appl Phisiol 1993; 66(1):5-10 :durante attività fisiche intense,un apporto proteico di 2,5 gr/kg modifica positivamente i livelli di BCAA sierici rispetto ad una assunzione di 1,5 gr/kg
Prove di risposte complesse dose-dipendenti
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Ci sono rischi legati ad una alimentazione iperproteica ?
Incide la qualità delle proteine utilizzate?
Quale è il quantitativo di proteine realmente assimilabili in ogni singolo pasto?
Quale è il peso corporeo da utilizzare per il calcolo dell’apporto proteico?
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PER = rapporto efficienza proteica(guadagno di peso in gr/gr di proteine assunte)VB = Valore Biologico(Azoto ritenuto/Azoto assorbito x 100)PDCAAS = punteggio AAcidico corretto della digeribilità
proteica (Modello AAc. degli umani fra i 2 ed i 5 anni)
maggiore e’ la qualita’ delle proteine e minore la quantita’ richiesta
metodi principali per valutare la qualità delle proteine della dieta
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Classifica della qualità proteica
0,42 1,5 54Frumento(sfarinato)
0,91 2,1 74Soia (sfarinato)
0,92 2,9 80Carne di manzo
1,22 3,6 104Siero del latte (tal quale)
1,21 3,1 91Latte (caseina)
1,18 3,8 100Uovo (albume)
PDCAAS PER VBProteine da:
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Macronutrienti glucidici nella Preparazione e Reintegro in Sports Aerobici ed Anaerobici
• La quota di zuccheri nella dieta di preparazione
• La quota nella razione pregara
• La quota “intra gara” e “d’attesa”
• La quota di zuccheri nella razione di recupero
Qualita’e caratteristiche delle diverse scelte devono esser intese come funzione della diversità dei carichi allenanti e dei gesti atletici
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Impiego degli Integratori Glucidici nella Preparazione e nel Reintegro negli Sports Aerobici
ed Anaerobici
• E’ ipotesi largamente condivisa che la disponibilità di riserve di zuccheri (glucidi - glicogeno) sia pregiudiziale per lo svolgimento adeguato del gesto atletico e che “lato sensu” sia la fatica muscolare e periferica che quella centrale risentano (attraverso meccanismi biochimici integrati) della deplezione delle scorte glucidiche.
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Qualità e quantità della quota glucidica nella razione pregara
L’Agonista (e l’atleta) di qualsivoglia sport deve giungere al momento dell’espressione del gesto atletico con depositi di glicogeno muscolare repleti.
Da ciò l’opportunità di consumare una razione alimentare
iperglucidica, soprattutto glucidi complessi la sera (o come ultimo pasto) precedente l’impegno
agonistico
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Caratteristiche quali /quantitative della quota di zuccheri costituenti la Razione “d’attesa”
e “intra gara”
La Razione “d’attesa” deve fornire modeste quote di carboidrati di facile assimilabilità. Poiché spesso si tratta di prodotti commerciali in forma liquida con associati elettroliti ne vanno considerati i valori di osmolarità.
La Razione “intra gara” deve fornire
nelle gare di lunga durata o articolate in “batterie” eliminatorie,
carboidrati facilmente assimilabili per reintegrare la spesa in glicogeno sopportata dal muscolo.
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Tempi di somministrazione e caratteristiche quali /quantitative della quota di zuccheri costituenti la
“razione di recupero”.
La Razione deve fornire in tempi rapidi CHO o meglio un mix CHO - Aacidi (Gln) o Proteine per eintegrare le scorte di glicogeno muscolare.
J.Appl .Phys.:72,1992
Il glicogeno muscolare viene più rapidamente ricostituito se CHO (Gluc.>Sacc.>Frut.) sono somministrati precocemente entro le prime ore dal termine dell’esercizio
Med .Sci. Sports Exerc. :19(5)1987
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G.U. Min.Sanità“Circolare 7giugno 1999 nr 8”
riprende DL 77/1993
50 mg/ L≤ 4.1 m Eq / LMg
292 mg/ L≤ 7.5 m Eq / LK
1278 mg/ L≤ 36 m Eq / LCl
1035 mg/ L≤ 45 m Eq / LNa
per una Osmolalità 200÷330 mOsm/Kg
≤ 5 g/LCHOSaccarosio & Mdx > Glucosio > Fruttosio