Grassi omega 3/6/9: ruolo e
importanza nell’alimentazione
dello sportivo di endurance of
resistance training
Marco Manca, MD
Cardiovascular Research Institute Maastricht
Maastricht University Medical Centre
Resistance training
Gli inglesi chiamano resistance training qualsiasi forma di allenamento che si
basi sull’opposizione di una resistenza alla forza generata dalla contrazione
muscolare, e quindi come sinonimo dello strenght training.
I principi di questa forma di allenamento erano già noti nell’Antichità, basti
pensare ai racconti sull’allenamento del famoso lottatore Milo di Crotone, ed
alle note di Galeno sull’allenamento con i “bilancieri”.
Resistance training
Grossolanamente gli effetti del resistance training sono
Concentratione ATP, craetina fostato e glicogeno
attività enzimatica ossidativa
densità mitocondriale
numero di miofibrille
volume sarcoplasmatico
sostegno del tessuto connettivo (tendini e legamenti)
Endurance training
L’endurance è popolarmente associato al concetto
di allenamento aerobico. Infatti l’endurance è
frequentemente letta in termini di mere resistenze:
muscolare e cardiovascolare.
Nella realtà la questione è molto più complessa. Un modello ancora
abbastanza semplice di endurance descrive una resistenza generale
e una resistenza specifica. Infatti basta un piccolo esperimento
mentale per intuire che la resistenza, in uno specifico sport, è una
funzione anche dell’abilità di esecuzione e della tecnica.
In pratica, paragonando l’endurance ad un acquedotto, non basta
avere delle vasche sufficientemente grandi (resistenza generale), ma
serve anche poter trasportare l’acqua senza sprechi.
Endurance training
L’endurance produce resistenza generale facendo leva su adattamenti centrali e
periferici del corpo dell’atleta.
Riduzione delle frequenza cardiaca, aumentato volume di eiezione, aumento della
conta eritrocitaria, aumento dei volumi respiratori, sono tutti effetti mediati in varia
misura da adattamenti “centrali”
Accresciuti volumi e conta mitocondriali nelle fibre muscolari sottoposte ad
allentamento, aumentata espressione di mioglobina ed enzimi ossidatanti,
accrescimento dei volumi vascolari arterioso e venoso per capillarizzazione, aumento
delle riserve muscolari di glicogeno e grasso, sono tutti fenomeni legati ad adattamenti
“periferici”.
Perché parlare dei grassi
L’allenamento fisico di un atleta è solo
uno dei fattori che contribuiscono alla sua
salute e, in ultima analisi, alle sue
perfomance.
Esposizione a patogeni; riposo e sonno;
salute psicologica; e nutrizione sono un
elenco non esaustivo di ciò che va tenuto
in considerazione, ed armonizzato con le
richieste fisiche di un programma di
allenamento.
I grassi
LIPIDI
sono molecole organiche raggruppate sulla base delle loro proprietà comuni
di solubilità: sono insolubili in acqua, e solubili in solventi organici non polari,
come l'etere dietilico o l'acetone.
Includono le classi degli alifatici e degli aromatici, e sono classificati in:
•Trigliceridi - costituiti da una molecola di glicerolo legata a 3 acidi grassi
•Cere - esteri di acidi grassi a elevato numero di atomi di carbonio con alcoli
alifatici monossidrilici
•Terpeni – distinti per avere l'isoprene come unità base
•Lipoidi - Comprendono fosfolipidi, fosfatidi, glicolipidi e solfolipidi, sono
costituiti da esteri del glicerolo
•Steroidi - policiclici derivati del ciclopentanoperidrofenantrene
Acidi grassi
Acidi monocarbossilici alifatici
Gli acidi grassi possono essere classificati in base alla lunghezza della
catena carboniosa:
• Acidi grassi a catena corta con un numero di atomi di carbonio da 1 a 6
• Acidi grassi a catena media con un numero di atomi di carbonio da 8 a 12
• Acidi grassi a catena lunga con un numero di atomi di carbonio da 14 fino a 20
• Acidi grassi a catena molto lunga con un numero di atomi di carbonio da 22 in
poi.
Gli acidi grassi insaturi si classificano in base alla posizione del loro ultimo
doppio legame:
• Omega-3 sul terzo carbonio a partire dell’estremità opposta al gruppo carbossilico
• Omega-6 sul sesto carbonio a partire dell’estremità opposta al gruppo carbossilico
• Omega-9 sul nono carbonio a partire dell’estremità opposta al gruppo carbossilico
Acidi grassi
Acidi grassi
Da doi:10.1136/pgmj.2008.073338
Ruolo fisiologico
Gli acidi grassi giocano pressocchè in ogni ruolo disponibile nella biologia degli
organismi multicellulari:
Strutturale (membrane cellulari)
Energetico (riserva energetica, metabolismo)
Ormonale (agenti auto- e para- crini)
Metabolismo acidi grassi - sintesi
• Glicolisi
– citoplasma
• Piruvato deidrogenasi
– mitocondrio
• Sintesi acidi grassi
– Citoplasma
– Shuttle citrato
• muove AcetilCoA al
citoplasma
• Ciclo piruvato-malato
• Produce 50% NADPH
attraverso la malato
deidrogenasi
Lo shuttle della carnitina
Metabolismo acidi grassi - sintesi
‘Prima reazione’ della sintesi di acidi
grassi:
AcCoA + ATP + CO2
malonil-CoA + ADP + Pi
Il malonil-CoA serve da donatore attivato
di gruppi acetile
Metabolismo acidi grassi - sintesi
• Reazioni di
“priming”
– transacetilazione
•
•
•
•
(1) condensazione
(2) riduzione
(3) deidratazione
(4) riduzione
Metabolismo acidi grassi - ossidazione
1. Deidrogenazione
FAD-dipendente
2. Idratazione
3. Deidrogenazione
NAD-dipendente
4. clivaggio
Metabolismo degli acidi grassi - insulina
• Fegato
– Aumentata sintesi degli
acidi grassi
• glicolisi, induzione della
piruvato deidrogenasi,
sintesi di acidi grassi
– Aumentata sintesi di
trigliceridi e trasporto nelle
VLDL
• Tessuto adiposo
– Aumentato metabolismo
delle VLDL
• Induzione lipoproteinlipasi
– Aumentato accumulo di
lipidi
• glicolisi
Metabolismo acidi grassi –
Glucagone/adrenalina
• Tessuto adiposo
– Aumentata
mobilizzazione dei
trigliceridi
• Induzione lipasiormonosensibile
•
Aumentata
ossidazione di acidi
grassi
– Tutti I tessuti tranne
sistema nervoso
centrale ed eritrociti
Metabolismo acidi grassi – una panoramica
Da http://zephyris.deviantart.com/art/Metabolism-Tube-Map-202323568
Metabolismo acidi grassi – un profilo
Metabolismo acidi grassi – un profilo
Considerazioni generali – Il rosso e il nero
Considerazioni generali – Il rosso e il nero
"Essentially, all models are wrong,
but some are useful.“ – G.E.P. Box
Empirical Model-Building and Response Surfaces (1987)
ISBN 0471810339
La nostra descrizione dicotomica della
fisiologia umana, e di conseguenza delle
indicazioni mediche, è segno soltanto della
nostra limitata capacità di gestire informazioni
complesse.
Considerazioni generali – solo una scala di
grigi…
Il metabolismo è più realisticamente una sorta di circuito, in cui i prodotti
prendono direzioni diverse a seconda di quali rubinetti vengano aperti o
chiusi, e delle geometria e proprietà dei tubi…
Take home message
Di fronte a tanta complessità la nostra comprensione è ancora in fieri.
Non esiste ad oggi una teoria del tutto che ci consenta di predire la
cascata di eventi conseguenti ad un nostro intervento sul metabolismo, ma
soltanto dei modelli parziali…
…ciò che sembra ovvio nel contesto di un modello, potrebbe non esserlo
quando cambieremo paradigma, e/o potrebbe essere perfettamente falso.
Alcune verità potrebbero altresì non essere spiegabili nell’ambito di un
modello, e non per questo essere meno vere
Il nostro atleta non è una media di atleti/individui/pazienti
Take home message - 2
Trattate qualsiasi verità abbiate studiato alla stregua di un modello, di una
mappa…
Non dubito che tutti noi
siamo stati condotti da un
GPS ad un vicolo cieco, o
che abbiamo percorso una
strada non mappata…
Non per questo abbiamo
ciecamente
seguito
la
mappa andando contro al
muro…
Da Aaron Parecki http://www.flickr.com/photos/aaronpk/
Da http://www.flickr.com/photos/eliya/
Take home message - 3
Esercitate il dubbio come vostra abitudine. Ascoltate il vostro atleta, e
misurate.
Trasformate ciò che sapete dell’uomo generico di cui studiate dai libri e
leggete dagli articoli, in una conoscenza specifica del vostro atleta.
Garantite la sua salute e le sue perfomance.
Non siate i migliori in genere, ma i migliori per ciascun vostro atleta.
Ma la vostra curiosità non è certo sazia
Omega - 3
Rischio Relativo
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
< 1/mese
Consumo
5+/settimana
Hu, J Am Med Assoc, 2002
Rischio di morte cardiaca improvvisa e consumo di pesce
Morte cardiaca improvvisa e consumo di noci…
Rischio relativo
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
Consumo
raramente/mai
2+/settimana
Albert, Arch Int Med, 2002
Special Report
Heart Rate Variability
Standards of Measurement, Physiological Interpretation,
and Clinical Use
Task Force of the European Society of Cardiology and the North American
Society
of Pacing and Electrophysiology
 <<Dal momento che gli indici della HRV nelle 24 ore appaiono
stabili e privi di effetto placebo, potrebbero essere le variabili ideali
per “accordare” gli interventi terapeutici”>>
 <<Un potente predittore di Morte Cardiaca Improvvisa>>
Circulation 1996;93:1043
Cosa è la Heart Rate Variability (HRV)
Cosa è la HRV
Age
Emotional factors
Thought/action planning
Vascular function
Physical conditioning
Metabolic activity
Gravity/accelerations
Motor activity
Autonomic Nervous System
Endocrine setting
Renal function
Pulmonary function
Environmental stimuli
Circadian rithm
Social status
Thyroid function
Cosa è la HRV
HRV nel dominio del tempo: Semplice descrizione
statistica della variabilità degli intervalli RR nell’ECG
HRV nel dominio delle frequenze:
Caratterizza le componenti della variabilità in termini di
 Lunghezza d’onda
 Ampiezza
Quest’approccio va a caccia delle armoniche e delle “melodie”
che si celano tra le oscillazioni degli intervalli RR
Cosa è la HRV
Indici della HRV nel dominio del tempo
RR
= mean of all normal RR intervals
SDNN
= SD of all normal RR intervals
SDNNindex
= the mean of the SD´s of all normal RR intervals
for all 5-min segments
SDANNindex = SD of the mean RR intervals measured in
successive 5 minutes periods
pNN50
= percentage of successive RR interval
differences > 50 ms
RMSSD
= the square root of the mean of the sum of the
squares of differences between adjacent
n-3 Fatty Acids and Heart Rate Variability (HRV)
HRV
Heart Rate Variability e contenuto in acidi grassi della
membrana piastrinica: uno studio dose-risposta con n-3
Correlation between HRV and DHA in healthy men
260
SDNN (ms)
220
180
R = 0.50, p < 0.01
140
100
1,0
1,5
2,0
2,5
DHA level in platelets (%)
3,0
3,5
Am J Clin Nutr 1999;70:331
Associazione tra omega-3 ematici e predittori
elettrocardiografici del rischio aritmico in volontari sani
Am J Cardiol 2002;89:629
Effetto antiaritmico degli omega-3
Leaf A., Kang J.X.
Circulation 2003; 107:2646-2652
A
a
Ca++ (7mM)
b
EPA
Ca++ (7mM)
EPA (7µM)
B
b
a
ouabaina (0.1 mM)
EPA
ouabaina (0.1 mM)
EPA (7 µM)
Aggiungere EPA al terreno di coltura si dimostra capace di prevenire le
fibrillazioni “ventricolari” indotte da livelli tossici di calcio and ouabaina.
Omega-3 e HRV
Una ridotta HRV in soggetti sani è
associata ad un aumento della mortalità
Med Sci Cardiovasc Sys Soc Occup 1975;3:95.
Clin Auton Res 1991;1:233
Circulation 1994;90:878
Circulation 1996;94:2850
Am J Epidemiol 1997;145:899
Circulation 2000;102:1239
Eur Heart J 2001;22:165
…
CONCLUSIONI n-3
• Gli omega-3 correlano positivamente con la HRV
• La supplementazione dietetica con omega-3 aumenta significatimente
la HRV
• Le evidenze mostrano un effetto antiaritmico degli omega-3 nell’uomo
• Questo effetto appare in parte dovuto a una modulazione
del sistema nervoso autonomo con un aumento del tono
vagale in parte a effetti diretti sulle dinamiche di membrana
E gli n-6?
Di nuovo un’immagine in bianco e nero… della realtà.
Oltre la “biochimica”
n-3 e n-6 compongono delle isole, nel contesto delle
membrane cellulari, all’intorno di canali e macchine
proteiche transmembrana. I meccanismi dietro questa
organizzazione sono ancora ampiamente ignoti, ma studi
di privazione dimostrano il ruolo essenziale di queste
isole al buon funzionamento della membrana
Questo significa che è necessario fornire un apporto di
acidi grassi essenziali tale da essere sufficiente a coprire:
- Consumo metabolico
- Trasmissione di messaggi
- Efficienza delle “macchine” transmembrana
Canali transmembrana
Della HRV e del rischio di morte cardiaca improvvisa
abbiamo già detto…
…ma efficienza delle macchine transmembrana significa
anche:
- Efficienza contrazione muscolare (compartimentalizzazione e mobilizzazione calcio, efficienza sinapsi
neuro-muscolare, …)
- Memoria (plasticità sinaptica)
- Tono umore (evidenze suggeriscono che una maggiore
resilienza si associa al consumo di n-3)
-…
n-3, n-6, n-9…
Più genericamente, gli acidi grassi monocontribuiscono alla plasticità di membrana.
e
poli-insaturi
La necessità di adattamento a condizioni climatiche estreme può
suggerire il ricorso a una dieta più o meno ricca di acidi grassi poliinsaturi.
E’ d’uopo ricordare che un tuning troppo estremo della dieta indurrà
certamente danni ad altri sistemi, e calo delle performance in
condizioni di attività generali.
…nonostante il metabolismo possa vicariare trasformando la
maggioranza di questi acidi grassi in altre classi.
n-3, n-6, n-9… infine
Sono una solida risorsa energetica. La più sfruttata durante lunghe
sessioni di endurance.
Il loro ruolo energetico negli sports di resistance è meno importante, e
non sono acutamente utilizzati durante la performance (come è
suggerito anche dagli adattamenti specifici indotti nel muscolo dal
resistance training).
Ciònondimeno gli acidi grassi sono ampiamente mobilizzati durante le
fasi di recupero.
In conclusione
L’apporto di n-9, n-6 ed n-3 dovrebbe essere regolato ciclicamente, in
accordo con il programma dell’atleta e con le condizioni in cui ci si
aspetta di dover lavorare.
Linee guida ed “evidenze” costituiscono un efficace sistema di
riferimento sui cui basare il tuning della dieta dell’atleta, ma non
costituiscono verità direttamente applicabili.
Ascoltare, osservare e misurare il proprio atleta sono i
segreti del design di una dieta di successo.
Scrivetemi
m.manca AT maastrichtuniversity.nl