Modificazioni metaboliche indotte dall’esercizio...
Transcript of Modificazioni metaboliche indotte dall’esercizio...
Modificazioni metabolicheindotte dall’esercizio fisico
Prof. Giuseppe Calcagno MD PhD Università del Molise
METABOLISMO = CAMBIAMENTO
� Il complesso delle trasformazionichimiche che avvengono nelle cellule degliorganismi eucarioti e procarioti in modocoordinato e finalizzato, al qualecooperano molti enzimicooperano molti enzimi
e sistemi multienzimatici
intracellulari.
3
Tessuto Muscolare Scheletrico
Tessuto Maggiormente Rappresentato nell’Uomo:
∼ 55% Massa Corporea Totale nell’Adulto
Riduzione del 30-50% tra 40-80 anni
• Trasduttore di energia chimica in energia meccanica• Responsabile di una quota significativa del metabolismo basale• Tessuto Termogenico
Funzioni:
Tessuto Muscolare Scheletrico
Tessuto Maggiormente Rappresentato nell’Uomo:
∼ 55% Massa Corporea Totale nell’Adulto
Riduzione del 30-50% tra 40-80 anni
• Trasduttore di energia chimica in energia meccanica• Responsabile di una quota significativa del metabolismo basale• Tessuto Termogenico
Funzioni:
Substrati Energetici Utilizzati dal Muscolo Scheletrico
I differenti substrati sono utilizzati in maniera quali-quantitativamentequantitativamentedifferente in rapporto al tipo, durata ed intensità dell’attività fisica
Jeukendrup A. & Gleeson M., Sport Nutrition 2004, Human kinetics ed.
ATP
8
CONTRIBUTO DI GLUCOSIO/AC GRASSI IN FUNZIONE DELL’INTENSITA’
vs F
FA
Ra
-1·m
in-1
)
GLUCOSE FFA
40
50
60
% VO2 max 20 30 40 50 60 70 80
Brooks and Trimmer J Appl Physiol 80: 1073, 1996
Glu
cose
vs
(µm
ol·
kg
-
0
10
20
30
40
9
Reclutamento dei trasportatori di glucosio nel muscolo a riposo
5
10
15
20
Pla
sm
a in
su
lin
(µ u
nit
s/m
l)Variazioni della Concentrazione Plasmatica di Insulina in rapporto alla Durata e all’Intensità
dell’Esercizio
0
5
0 5 10 15 20 25 30
Pla
sm
a
Exercise duration (min)
Adattato da: McArdle WD et al (2010) Exercise Physiology, Seventh Edition, LWW Ed
11
Come avviene il reclutamento dei trasportatori di glucosio nel muscolo a lavoro ???
Il Tessuto muscolare Scheletrico è un Tessuto Insulino-IN/Dipendente
Il Glucosio entra nelle Cellule Muscolari attraverso un Trasporto Facilitato (trasportatori del glucosio)
Nell’uomo ci sono 5 differenti tipi di GLUT (Glut1-5)(Glut1-5)
Glut4 è implicato nella regolazione dell’ingresso del glucosio nel muscolo scheletrico
Glut4 è in grado di attivarsi, indipendentemente dall’insulina, a seguito della contrazione muscolare
VARIAZIONE DELLA CONCENTRAZIONE PLASMATICA DI INSULINA E DEGLI ORMONI
CONTROREGOLATORI IN RAPPORTO ALL’ESERCIZIO FISICO
S.K. Powers & E. T. Howley: Exercise physiology (2001) McGraw Hill eds
Insu
lin
a p
lasm
ati
ca (
pM
)
Modalità di Rilascio dell’Insulina
in funzione dell’Allenamento
untrained
Insu
lin
a p
lasm
ati
ca (
Minuti
0 10 20 30 0 10 20 30
trained
untrained
P. Buono in “Endocrinologia per le Scienze Motorie” Elsevier Masson , Milano, 2008
15
Effetti del Volume e dell’Intensità di Attività Fisica
sulla Sensibilità all’Insulina (Isi)
50
70
90
Isi
(%)
∗
∗#∗#
-10
10
30
Ch
an
ge
16
Aumento sensibilità all’insulina nel muscolo
•• ↑↑↑↑↑↑↑↑ perfusione del letto vascolareperfusione del letto vascolare
•• ↑↑↑↑↑↑↑↑ attività di IGFattività di IGF--1, chinine, 1, chinine, prostaglandineprostaglandine
17
•• ↑↑↑↑↑↑↑↑ attività di IGFattività di IGF--1, chinine, 1, chinine, prostaglandineprostaglandine
•• ↑↑↑↑↑↑↑↑ sensibilità dei recettori per l’insulinasensibilità dei recettori per l’insulina
•• ↑↑↑↑↑↑↑↑ esposizione dei recettori per l’insulinaesposizione dei recettori per l’insulina
•• ↑↑↑↑↑↑↑↑ disponibilità di Odisponibilità di O22
•• ↑↑↑↑↑↑↑↑ trasporto del glucosio dentro la cellulatrasporto del glucosio dentro la cellula
CONTRIBUTO DI GLUCOSIO/AC GRASSI IN FUNZIONE DELL’INTENSITA’
vs F
FA
Ra
-1·m
in-1
)
GLUCOSE FFA
40
50
60
% VO2 max 20 30 40 50 60 70 80
Brooks and Trimmer J Appl Physiol 80: 1073, 1996
Glu
cose
vs
(µm
ol·
kg
-
0
10
20
30
40
18
19
Scorte energetiche in un uomo di Scorte energetiche in un uomo di Scorte energetiche in un uomo di Scorte energetiche in un uomo di
70 Kg all’esordio di un digiuno70 Kg all’esordio di un digiuno70 Kg all’esordio di un digiuno70 Kg all’esordio di un digiuno
Ac.GRASSI QUALI SUBSTRATO
ENERGETICO
Jeukendrup A. & Gleeson M., Sport Nutrition 2004, Human kinetics ed.
OSSIDAZIONE DEI FFA IN RELAZIONE ALL’INTENSITA’ DELL’ESERCIZIO
L’OSSIDAZIONE DEGLI FFA RAPPRESENTA LA PRINCIPALE FONTE DI ENERGIA IN UN ESERCIZIO FISICO A BASSA O MODERATA INTENSITA’ FISICO A BASSA O MODERATA INTENSITA’
ACHTEN et al. HANNO DIMOSTRATO CHE IN MEDIA LA MASSIMA VELOCITA’ DI OSSIDAZONE DEI FFA SI HA
INTORNO A 62-63% VO2max
Ossidazione dei FFA in relazione
all’Intensità dell’Esercizio
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Fat
oxid
ati
on
(g
/min
)
0
0,1
0,2
50 60 70 80 90
Fat
oxid
ati
on
(g
/min
Exercise intensity (% VO2max)
Adattato da: Achen J. et al. (2003) Int J Sports Medicine 24(8): 603-608
23
Effetti del Volume e dell’Intensità di Attività Fisica
sui Livelli di HDL-C e TG plasmatici
∗∗∗
Kraus WE et al (2009) Obesity, 17 (3): S21-S26
∗∗∗
∗∗
24
Effetti dell’esercizio fisicoEffetti dell’esercizio fisico
sul metabolismo sul metabolismo glicidicoglicidico ee lipidicolipidico
�� ↑↑↑↑↑↑↑↑ ormoni controregolatori ormoni controregolatori (glucagone, catecolamine, (glucagone, catecolamine, GH, cortisolo)GH, cortisolo)
�� ↑↑↑↑↑↑↑↑ lipolisilipolisi
�� ��������del grasso viscerale per del grasso viscerale per effetto di GH e effetto di GH e
�� �������� insulinemiainsulinemia
�� ↑↑↑↑↑↑↑↑ ormoni controregolatori ormoni controregolatori (glucagone, catecolamine, GH, (glucagone, catecolamine, GH, cortisolo)cortisolo)
�� ↑↑↑↑↑↑↑↑ gluconeogenesi gluconeogenesi
25
effetto di GH e effetto di GH e catecolaminecatecolamine
�� �������� dell’apporto acidi grassi dell’apporto acidi grassi esterificati al fegato e della esterificati al fegato e della produzione di VLDLproduzione di VLDL
�� �������� trigliceridemiatrigliceridemia
�� �������� della lipasi epatica con della lipasi epatica con aumento delle HDLaumento delle HDL
�� ↑↑↑↑↑↑↑↑ gluconeogenesi gluconeogenesi
�� ↑↑↑↑↑↑↑↑ anabolismo proteicoanabolismo proteico
�� �������� del grasso viscerale per effetto del grasso viscerale per effetto di GH e catecolaminedi GH e catecolamine
�� �������� massa grassa ed massa grassa ed ↑↑↑↑↑↑↑↑ massa massa magramagra
�� ↑↑↑↑↑↑↑↑ sensibilità insulinica e sensibilità insulinica e �������� valori valori insulinemiciinsulinemici
26
� Nel muscolo scheletrico durante l’allenamento
aerobico si osservano modificazioni, di varia
natura, a livello di:
� Aumento del numero e dimensioni delle fibre di tipo I
� Aumento nel numero volume ed attività dei mitocondri
� Aumento molto cospicuo della sintesi e dell’attività � Aumento molto cospicuo della sintesi e dell’attività della cit. ossidasi, Carnitina aciltransferasi, tiochinasi
� Inibizione della Fosfofruttocinasi I e Piruvico cinasi-rallentamento della glicolisi
� Migliore capillarizazione muscolare
� Incremento delle riserve energetiche
IL MUSCOLO SCHELETRICO QUALE ORGANO ENDOCRINO
Miochine
• Citochine Prodotte dal Muscolo Scheletrico durante la Contrazione e liberate in circolodurante la Contrazione e liberate in circolo
• Azione Paracrina o Autocrina
• IL-6, IL-8, IL-15
28
IL-6
Produzione Indotta da Contrazione Muscolare e Basso
Contenuto Muscolare di Glicogeno
Pedersen and Febbraio (2009) Physiol Rev 88: 1379-1406
CONCENTRAZIONE PLASMATICA DI IL6 E
TIPO DI ESERCIZIO
da Pedersen B.K. and Fischer C.P. (2007) TRENDS in Pharmacological Sciences 28, n.4, 152-156
30
Attività Fisica e Prevenzione
delle Patologie Dismetaboliche
L’Attività fisica moderata e costante associata a
un corretto regime alimentare favorisce:
•Riduzione di massa grassa e l’aumento della massa
magra
•Riduce il rischio di insorgenza di insulino-resistenza,
dislipidemie diabete e malattie CV
•L’attività fisica moderata e costante da sola riduce il RR
di morte da tutte le cause
•Riduzione del peso corporeo duraturo nel tempo
31
GRAZIE DELL’ATTENZIONE
32