Attualità di Alimentazione nell’ Attività Fisica :
Sport Aerobici & Sport Anaerobici
Università Aperta Imola
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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3
Componenti dell’Allenamento Sportivo
Ripetizione dei Carichi di Lavoro
Recupero attivo & Riposo
A
nt
e
m
a
l len
o
Alimentazione &
Integrazione
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Diagramma di Yakovlev o della “Supercompensazione
Adattativa Morfofunzionale”
w
supercompensazione
A’’
esercizio
AA A’
affaticamento
L’area A rappresenta il “minus” da affaticamento,
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l’area A’ il recupero , l’area
A’’ il “plus”
della supercompensazione
T
5
Supercompensazione Adattativa Morfofunzionale”
la supercompensazione adattativa
morfofunzionale ha carattere diacronico
sia nell’aspetto morfologico
che nell’aspetto funzionale,
il processo di adeguamento e di
adattamento non è continuo
supercompensazione
A’’
esercizio
AA A’
affaticamento
T
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Caratteristiche dell’allenamento
• Carico di lavoro:
• Ripetizioni-Serie
Carico di lavoro
• Razioni dietetiche:
• Pre-Intra
• Recupero-Riposo:
Recupero-Riposo
Razioni dietetiche:
Pre-Intra-Post
• Intra-Post
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Suscitare la risposta c.d. di
“supercompensazione adattativa
morfofunzionale” il cui modello è
sintetizzato nel “diagramma di
Yakovlev”
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• Carico di lavoro:
• Ripetizioni-Serie
• Razioni dietetiche:
• Pre-Intra-Post
• Recupero-Riposo:
• Intra-Post
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9
Espressioni della Forza
nel Lavoro Muscolare
Lavoro muscolare
Forza
2.
2. forza massima
3. forza rapida e veloce
4. forza reattiva ed
elastica
5. forza resistente
3.
4.
5.
contrazione isotonica
concentrica (lavoro
positivo)
contrazione isotonica
eccentrica (lavoro negativo)
contrazione isometrica
(lavoro senza spostamento
di segmenti)
lavoro pliometrico
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Qualità dello stimolo
dominio del carico & dominio del tempo
Intensità degli stimoli
Efficacia
Debolissimi
nulli
Deboli
eccitanti
Medio intensi & Intensi
Adattativi ~ Allenanti
Massimi & Sopramassimi
dannosi
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Impegno Muscolare nelle Attività Sportive,
Richiesta Metabolica, Trasporto dell’O2
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)
NH2
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-/monofosfato (P) in posizione γ, β, α
N
Adenosin Tri Fosfato
O
-O P O
O-
N
O
O
P O
P O
O-
O-
H
H
O
OH
N
H
H
OH
NH
2
AdenosinD
i Fosfato
N
O
-O P O P O
O-
O-
N
N
O
N
O
H
H
H
H
OH OH
NH
2
A
d
e
n
o
s
i
n
M
o
n
o
F
o
s
f
a
t
o
O
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N
N
N
N N
-O
P
O O
O- H H
H
H 13
OH
OH
Sequenze metaboliche della contrazione muscolare
ATP
ADP + Pi + Energia
ADP + CP
ADP + ADP
C + ATP + Pi + Energia
ATP + AMP + Pi + Energia
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Sequenze metaboliche della contrazione muscolare
ATP
ADP + Pi + Energia
AMP
ADP + CP C + ATP + Pi + Energia
ADP + ADP ATP + AMP + Pi + Energia
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(1)
IMP + NH3
(1) = adenosin deaminasi
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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”
K1
800m; 400 hs; nuoto m100 ;
ciclismo inseguimento ; c.canadese C2 100m ;
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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”
K1
800m; 400 hs; nuoto m100 ;
ciclismo inseguimento ; c.canadese C2 100m ;
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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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25
Reciprocità delle curve di dissociazione di emoglobina
(Hb) e di mioglobina (Mgb)
• Muscolo 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)
• CO2 + H2O
• HbO2 + H+
H2CO3
HCO3- + H+
HbH+ + O2
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Reciprocità delle Curve di Dissociazione di
Emoglobina (Hb) e Mioglobina (Mgb)
anidrasi carbonica
CO2 + H2O
H2CO3
HbO2 + H+
HbH+ + O2
HCO3- + H+
La cessione di O2 è condizionata anche dalla concentrazione del 2,3DPG eritrocitario che può essere espresso come risposta
supercompesativa allo stimolo ipossico
L’efficienza eritrocitaria è mantenuta dal ciclo
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G-SH
GSSG
28
Ciclo di Rapoport –Luebering
all’interno della via glicolitica intraeritrocitaria
3-PGliceraldeide 1,3-DPG
( +1ATP )
3- P-Glicerato
(mutasi)
Pi
(fosfatasi)
Piruvato
2,3-DiPhosphoGlicerato
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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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30
Semeiotica di Laboratorio
L’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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31
Raccomandazioni alimentari giornaliere
per sportivi e atleti
quota glucidica in %
delle calorie giornaliere
compresa tra 57 e 65 ;
preferiti zuccheri complessi (amidi)
con piccoli apporti di zuccheri semplici
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
lipidi
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protidi
Quota proteica compresa
tra 1.5 e 2.0 g/kg di massa magra
preferite proteine con buon
PER & NPU
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Substrati ossidabili :
intra-extra -muscolari
Glicogeno- glicolisi
β-Ossidazione
Ciclo degli acidi tricarbossilici o di Krebs
Ossidazione dei substrati Proteico Aacidici
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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”
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34
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 specifica
Alimentazione 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 sportiva
9. fabbisogno per le sintesi plastiche
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Glucidi
semplici &
complessi
Lipidi
vegetali
Lipidi
animali
Proteine
&Aacidi
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Lipidi : miscele di Acidi Grassi
grassi (solidi) e olii (liquidi)
LIPIDI
ACIDI GRASSI
SATURI
POLINSATURI
MONOINSATURI
COOH
SATURI
MONOINSATURI
COO
POLIINSATURI
C
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37
Biosintesi dei PUFA
Serie ω 6
Serie ω 3
Ac. α- LINOLENICO 18:3
∆-6 DESATURASI
Ac. LINOLEICO 18: 2
18:4
ELONGASI
Ac. γ- LINOLENICO 18: 3
20:4
∆-5 DESATURASI
Ac. EICOSAPENTAENOICO
(EPA) 20: 5
ELONGASI
Ac. DI-OMO γ- LINOLENICO
20:3
Ac. ARACHIDONICO
(AA) 20: 4
22:5
ELONGASI
22:4
24:5
∆-6 DESATURASI
24:4
24:6
β-Ossidazione
24:5
Ac. DOCOSAESANOICO
(DHA) 22:6
Ac. DOCOSAPENTAENOICO
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(EPA) 22:5
38
Acidi grassi
Il confronto tra la
configurazione di un
acido grasso saturo e
di uno polinsaturo ne
mostra il diverso
ingombro sterico a
parità di numero di C
Lo stesso vale per gli
Ac.Grassi Coniugati
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39
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.
Ac Eicosapentaenoico (EPA)
C20:5 Omega 3
Ac Docosaesaenoico (DHA)
C22:6 Omega 3
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41
Alimenti & Nutrienti
Protidi /AAcidici
3. animali
4. vegetali (soia);
(Met
Hcy)
(Arg
ADNO )
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42
La quota proteica in funzione dell’attività fisica
allenante deve essere funzionale alla risposta di
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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43
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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44
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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45
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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46
Prove di risposte complesse dose-dipendenti
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
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47
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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48
metodi principali per valutare la qualità delle proteine della
dieta
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
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Classifica della qualità proteica
Proteine da:
VB
PER
PDCAAS
Uovo (albume)
100
3,8
1,18
Latte (caseina)
91
3,1
1,21
Siero del latte
(tal quale)
104
3,6
1,22
Carne di manzo
80
2,9
0,92
Soia (sfarinato)
74
2,1
0,91
Frumento
(sfarinato)
54
1,5
0,42
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50
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
≤ 5 g/L
per una Osmolalità
200÷330 mOsm/Kg
Na
≤ 45 m Eq / L
1035 mg/ L
Cl
≤ 36 m Eq / L
1278 mg/ L
K
≤ 7.5 m Eq / L
292 mg/ L
Mg
≤ 4.1 m Eq / L
50 mg/ L
CHO
Saccarosio & Mdx >
Glucosio > Fruttosio
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56
