Ruolo dei carboidrati nell'organismo
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Ruolo dei carboidrati nell'organismo

A cosa servono i carboidrati? Le funzioni dei carboidrati nel nostro corpo: sorgente energetica, risparmiatori delle proteine, attivatori metabolici, carburante del Sistema Nervoso Centrale

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Ruolo dei carboidrati nell'organismo

I carboidrati svolgono importanti funzioni relativo al metabolismo energetico e all'ottenimento della prestazione durante l'esercizio fisico.

Sorgente energetica

I carboidrati svolgono principalmente una funzione energetica, particolarmente durante l'attività fisica intensa. L'energia viene prodotta dalla scissione del glucosio presente nel sangue e del glicogeno immagazzinato nel fegato e nel muscolo che permette l'esecuzione del lavoro muscolare e il mantenimento delle altre funzioni vitali (Costill, D.L., et al.1988;Felig, P.,Wahren, J. 1971).

I carboidrati sono sottoposti ad un notevole consumo durante l'attività fisica e l'allenamento intenso.

Un apporto glucidico adeguato serve a mantenere le riserve corporee su valori appropriati nei soggetti fisicamente attivi. Dall'altra parte aumentando l'apporto glucidico si assiste alla trasformazione dei carboidrati in grassi di deposito, quindi l'eccessivo apporto ne può comportare un accumulo di grassi nell'organismo.

Risparmiatori delle proteine

La disponibilità glucidica influenza il meccanismo degli altri macronutrienti nella produzione di energia.

Bender D.A. nel 1993 adattò una tabella, mostrando gli effetti sui valori glicemici e sul catabolismo lipidico di un ridotto apporto energetico derivante da 40 ore di digiuno o da 7 giorni di totale privazione di cibo.

Già dopo 2 giorni di digiuno la glicemia si abbassa di circa il 35%, ma non subisce sostanziali ulteriori variazioni nei giorni successivi. Contemporaneamente i livelli chetonici (aceto acetato e beta-idrossibutirrato prodotti dalla incompleta scissione dei grassi) e degli acidi grassi circolanti aumentano rapidamente, con i chetoni plasmatici che si innalzano drammaticamente dopo 7 giorni di digiuno.

Un adeguato apporto glucidico aiuta a conservare le proteine tissutali. Normalmente le proteine svolgono un ruolo di vitale importanza nei processi di mantenimento, riparazione e accrescimento tissutale e hanno invece un ruolo marginale come fonte energetiche.

Le riserve glucidiche tuttavia tendono a diminuire rapidamente durante il digiuno, ma anche durante l'attuazione di diete povere di carboidrati, o a seguito di ridotto apporto energetico, o durante l'attività fisica.

La ridotta disponibilità di glicogeno e i bassi livelli glicemici innescano la sintesi di glucosio a partire dalle proteine (aminoacidi) e dal glicerolo presente nelle molecole lipidiche (glicerolo).

Questo processo chiamato gluconeogenesi, provvede ad aumentare i carboidrati a disposizione del nostro organismo oltre a mantenere i livelli glicemici in valori fisiologici e si contrappone al calo delle riserve di glicogeno.

Il prezzo da pagare è l'utilizzazione del patrimonio proteico del nostro organismo e in particolare delle proteine presenti nei muscoli con conseguente riduzione della percentuale di massa magra e sovraccarico di lavoro per i nostri reni che devono provvedere a eliminare i prodotti azotati di derivazione del catabolismo proteico.

Nutriente(mmol ·L-1) Normale 40 ore di digiuno 7 giorni di digiuno
Glucosio 5,5 3,6 3,5
Acidi grassi 0,3 1,15 1,19
Chetoni 0,01 2,9 4,5
Cambiamenti della concentrazione plasmatica di glucosio, acidi grassi e chetoni a seguito di 40 ore di digiuno e susseguenti a 7 giorni di totale privazione di cibo
Adattata da Bender D.A.: introduction to nutrition and metabolism. London UCL Press, 1993

Attivatori metabolici

I carboidrati svolgono un ruolo importante fungendo da attivatori del metabolismo lipidico. Infatti, i prodotti del metabolismo glucidico facilitano il metabolismo dei grassi. Un metabolismo glucidico non ottimale, che è conseguenza di un limitato trasporto di glucosio all'interno delle cellule, come avviene nel diabete oppure dovuto all'eccessivo consumo di glicogeno a seguito di diete o all'esercizio fisico, provoca un incremento della mobilizzazione di lipidi superiore alla possibilità di ossidazione.

Questo si traduce in una incompleta scissione dei lipidi e in un accumulo di sottoprodotti del metabolismo lipidico, soprattutto aceto acetati e idrossibutirrati che prendono il nome di corpi chetonici (Koeslag, J.H. 1982).

L'eccessiva formazione dei corpi chetonici porta ad acidosi, o in modo particolare nella scissione dei lipidi a chetosi.

Carburante del Sistema Nervoso Centrale

Il sistema nervoso centrale utilizza i carboidrati per svolgere la propria attività. In condizioni normali e nel digiuno a breve termine il cervello utilizza il glucosio ematico come carburante.

Nei soggetti diabetici non perfettamente compensati, durante il digiuno o nelle diete a basso contenuto glucidico il cervello si adatta in circa 8 giorni alle nuove esigenze e utilizza una certa percentuale di grassi, sotto forma di chetoni come carburante alternativo.

Nelle persone che sono sottoposte a diete povere di carboidrati e ricche di grassi si assiste ad una serie di adattamenti nel muscolo scheletrico che portano ad una maggiore utilizzazione dei grassi durante l'esercizio, con lo scopo di risparmiare il glicogeno muscolare (Lambert, E.V., et al 1994; Miller, V.C.,et. Al.,1984).

La glicogeno lisi epatica mantiene i livelli plasmatici di glucosio su livelli fisiologici, circa 100 mg ·dl-1 (5,5 mM), sia a riposo sia durante l'esercizio fisico.

Durante l'esercizio prolungato si osserva il progressivo decrescere dei valori glicemici dovuto all'avvenuto consumo del glicogeno epatico con conseguente utilizzazione del glucosio di provenienza ematica da parte del muscolo.

I sintomi del calo glicemico cioè ipoglicemia si manifestano con debolezza, fame e vertigini. Livelli plasmatici di glucosio molto bassi possono anche condurre a perdita di conoscenza e nei casi estremi provocare danni celebrali irreversibili.

La glicemia normalmente si mantiene in limiti molto ristretti per 2 motivi principali:

  • Per il ruolo esercitato dal glucosio nel metabolismo del tessuto nervoso
  • Perché il glucosio ematico rappresenta la fonte energetica per i globuli rossi