Carboidrati
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Carboidrati

Definizione di carboidrato (classe di sostanze presenta una catena carboniosa legata a molecole di acqua scomposte in idrogeno e OH ossidrile. Principali carboidrati e classificazione.

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Carboidrati

I carboidrati, chiamati anche zuccheri, sono i composti organici più abbondanti in natura. Hanno numerose funzioni biologiche tra cui quella di riserva energetica e trasporto dell'energia (esempio: amido, glicogeno), sono anche componenti strutturali nelle piante (la cellulosa) e della cartilagine negli animali (proteoglicani). Sono noti anche come saccaridi per il sapore dolce, il nome carboidrati o idrato di carbonio deriva invece dalla formula chimica di questa classe di sostanze Cn(H2O) m, che presenta appunto una catena carboniosa legata a molecole di acqua scomposte in H (idrogeno) e OH (ossidrile).

A livello molecolare i carboidrati sono poliidrossialdeidi o poliidrossichetoni. Le singole unità di carboidrati sono chiamate monosaccaridi.

I principali sono:

  • glucosio
  • galattosio
  • fruttosio

I monosaccaridi possono legarsi tra loro e formare disaccaridi, trisaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi, formati rispettivamente da 2, 3, da 4 a 10 e più di 10 unità. In base al numero di unità possono essere classificati come semplici (monosaccaridi e disaccaridi) o complessi (oligosaccaridi e polisaccaridi).

I monosaccaridi sono classificati in base a tre differenti caratteristiche:

  • posizione del loro gruppo carbonile (o gruppo carbonilico è costituito da un atomo di carbonio ed uno di ossigeno uniti da doppio legame C=O)
  • numero di atomi di carbonio che contengono
  • chiralità

Se il gruppo carbonile è aldeidico, il monosaccaride è un aldoso; se il gruppo carbonilico è chetonico, il monosaccaride è un chetoso.

Gruppo carbonile Classificazione Monosaccaride
Aldeidico Aldoso
Chetonico Cheotso
Classificazione monosaccaridi in base al gruppo carbonile

I monosaccaridi con tre atomi di carbonio sono chiamati triosi, con quattro sono chiamati tetrosi, con cinque pentosi, con sei esosi e così via.

Atomi di carbonio Monosaccaridi
3 Triosi
4 Tetrosi
5 Pentosi
6 Esosi
Classificazione monosaccaridi in base al numero di atomi di carbonio

Questi due sistemi di classificazione sono combinati.

Per esempio, il glucosio è un aldoesoso, il ribosio è un aldopentoso e il fruttosio è un chetoesoso.

Monosaccaride Atomi di carbonio Gruppo carbonile Classificazione
Glucosio 6 Aldeidico Aldoesoso
Ribosio 5 Aldeidico Aldopentoso
Fruttosio 6 Chetonico Chetoesoso
Classificazione monosaccaridi in base al numero di atomi di carbonio e al gruppo carbonile

La classificazione in D o L è fatta in base all'orientamento del carbonio asimmetrico più lontano dal gruppo carbonilico che presenta due enantiomeri (due forme speculari) chiamati appunto D ed L.

I carboidrati sono la più comune fonte di energia negli organismi viventi, queste sostanze vengono metabolizzate attraverso la glicolisi ed il ciclo di Krebs.

  • Glicolisi: processo attraverso il quale una molecola di glucosio viene trasformata in due molecole di piruvato con un rilascio di energia sotto forma di 2 molecole di ATP e con la riduzione di due molecole di NAD+ a NADH + H+
  • Ciclo di Krebs: processo che fa seguito alla glicolisi attraverso cui il corpo metabolizza i due carboni presenti nell'Acetil-CoA derivanti dell'azione della piruvato deidrogenasi sul piruvato in due molecole di anidride carbonica con un rilascio di energia sotto forma di 3 NADH + 3 H+, 1 FADH2 e 1 GTP da cui verrà prodotta ATP attraverso la fosforilazione ossidativa

I carboidrati complessi non assimilabili, come la cellulosa, l'emicellulosa e la pectina, sono una importante componente della fibra alimentare.

Cervello ed eritrociti ricavano energia solo dall'utilizzo del glucosio, per questo la glicemia (livello di glucosio nel sangue) è regolata in maniera molto precisa, in quanto se scende il cervello non trova più saccaridi per svolgere le sue funzioni e pertanto l'attività cerebrale risulta rallentata fino ad arrivare al coma, se invece sale eccessivamente il glucosio promuove la glicazione e quindi la denaturazione delle proteine processo tossico per l'organismo.

Essendo una importante fonte di energia i carboidrati vengono venduti anche come integratori alimentari con finalità prinicipalmente energetiche.

I carboidrati all'interno dell'organismo vengono convertiti in glucosio, in quanto questo monosaccaride è quello che viene utilizzato nei processi di produzione di energia. A seconda della velocità con cui i carboidrati ingeriti rilasciano glucosio nel torrente ematico vengono classificati in una scala definita indice glicemico (indice glicemico).

L'indice glicemico infatti rappresenta la velocità con cui aumenta la glicemia (la concentrazione di glucosio nel sangue) in seguito all'assunzione di carboidrati. La velocità si esprime in percentuali prendendo il glucosio come punto di riferimento (100%).

Un indice glicemico pari a 50 indica che il saccaride preso in esame innalza la glicemia con una velocità che è la metà di quella del glucosio.

  • Indice glicemico alto > 70
  • Indice glicemico medio < 70
  • Indice glicemico basso < 40

Integrazione nello sport

Gli integratori di carboidrati vengono utilizzati come fonte di zuccheri da utilizzare durante l'allenamento o la competizione. Vengono utilizzati principalmente dagli atleti che praticano sport di endurance dove la lunga durata dell'allenamento determina una deplezione delle riserve glucidiche del corpo. La concentrazione ematica di glucosio è finemente regolata dall'organismo e quando questa si abbassa eccessivamente a causa delle richieste energetiche muscolari l'organismo non è più in grado di soddisfare le esigenze dell'attività. Non avendo più carburante per muovere il motore l'atleta perde le proprie forze e riduce le proprie capacità fino a doversi fermare a causa della mancanza di risorse glucidiche. In seguito a questa deplezione l'atleta riduce le sue capacità di produrre energia e pertanto non riesce a continuare la performance in condizioni ottimali. Per impedire che ciò avvenga vengono utilizzati supplementi a base di carboidrati prima e durante la prestazione in modo che il corpo mantenga una glicemia costante e possa continuare nell'attività.

Secondo le ricerche condotte si considera ottimale un mix di carboidrati a diverso indice glicemico per ottenere i migliori risultati in termini di mantenimento costante della glicemia durante l'attività fisica.

Gli integratori di carboidrati vengono utilizzati anche a fine attività per favorire il recupero dall'allenamento. In questo caso sia gli atleti di endurance che quelli di forza hanno benefici in termini di recupero. L'assunzione di carboidrati dopo l'allenamento risulta importante anche per quelle persone che vogliono incrementare la propria massa muscolare, in quanto alla fine dell'allenamento si apre la cosiddetta finestra anabolica ovvero una situazione in cui le cellule muscolari sono particolarmente recettive all'assorbimento dei macronutrienti per ripristinare le riserve consumate durante l'allenamento. In questa fase i muscoli sono maggiormente sensibili all'azione dell'insulina e pertanto assorbono più glucidi che all'interno delle cellule verranno utilizzati per ripristinare le riserve di glicogeno e per attivare i processi anabolici responsabili della crescita muscolare che necessitano di energia. Inoltre l'assunzione di carboidrati dopo l'allenamento riduce il catabolismo proteico e pertanto preserva la massa muscolare per i motivi sopra citati. In questa fase sono sicuramente più utili carboidrati ad alto indice glicemico per sfruttare al massimo la finestra anabolica e per garantire più rapidamente un rifornimento di zuccheri all'organismo che ha depauperato le proprie scorte.

Il consumo di carboidrati durante l'attività fisica è influenzato da due fattori:

  • intensità dell'esercizio: quanto più sale tanto più il corpo utilizza una percentuale maggiore di zuccheri al posto dei grassi
  • durata dell'esercizio: il consumo di glucosio da parte dell'organismo cresce all'aumentare della durata dell'allenamento

Tra i due fattori quello che incide maggiormente sui fabbisogni di zuccheri da parte dell'atleta è sicuramente la durata in quanto allenamenti particolarmente lunghi ovviamente hanno richieste energetiche più elevate. Per questa ragione gli integratori di carboidrati risultano particolarmente importanti negli sport di endurance. Anche gli atleti praticanti sport ad impegno energetico misto come diversi sport di squadra (calcio, rugby, basket ecc) ottengono dei benefici dall'integrazione di saccaridi durante l'attività.

Secondo gli studi condotti si ottengono reali benefici in termini di incremento di performance in seguito all'ingestione di carboidrati prima della competizione, quando la prova dura almeno 60 minuti. In competizione di durata inferiore i risultati ottenuti in esperimenti scientifici non dimostrano effettivi benefici dalla supplementazione saccaridica.

Dosaggio

20 / 60 gr di carboidrati a diverso indice glicemico  ogni ora di competizione negli sport di endurance e negli sport ad impegno energetico misto, quando la prova dura oltre i 60 minuti. Il corpo può utilizzare fino ad 1gr di glucosio al minuto durante esercizi prolungati. Per ottenere un migliore risultato è utile associare i saccaridi ad amminoacidi ramificati ed elettroliti.

0,3 / 1 gr ogni kg di peso corporeo di carboidrati ad alto indice glicemico dopo l'allenamento associati a proteine del siero del latte, amminoacidi ramificati e glutammina per favorire il recupero. Eventualmente aggiungere creatina per promuovere la crescita muscolare.