REPORT GENOBIKE dal DNA il training su misura

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1 Genobike è il test che, attraverso l'analisi del DNA, individua le predisposizioni genetiche individuali utili per ottimizzare l'allenamento, migliorare la performance e mantenere più a lungo i risultati raggiunti. Sulla base del risultato dell'analisi è possibile individuare tre aspetti della propria fisiologia, tutti molto importanti per programmare l'attività fisica ottimale per il proprio organismo. Il primo è la predisposizione al tipo di sforzo, che può essere orientato alla forza esplosiva, oppure alla forza resistente. Il secondo aspetto importante che viene individuato è la capacità di lipolisi, cioè la capacità dell'organismo di eliminare il grasso corporeo. Le informazioni ottenute aiutano a modulare meglio l'attività fisica per ottenere un dimagrimento più efficace e rapido. Il terzo parametro si riferisce alla capacità antiossidante, cioè alla capacità dell'organismo di eliminare le tossine che si producono con l'attività fisica. Questo parametro è molto importante perché una scorretta capacità di eliminare le tossine (radicali liberi o ROS) può portare disturbi muscolari e articolari che influenzano negativamente l'allenamento Perché è importante conoscere questi aspetti del proprio profilo genetico? La storia del nostro organismo è determinata non solo dal nostro codice genetico, ma anche dall'incontro tra la predisposizione genetica, le influenze ambientali e lo stile di vita. Conoscendo le nostre predisposizioni genetiche è dunque possibile intervenire attivando dei correttivi, laddove siano necessari, soprattutto per quanto riguarda l'alimentazione e la programmazione dell'attività fisica. Se prendiamo in esame la capacità antiossidante, per esempio, molto si può fare per migliorare lo smaltimento dei radicali liberi con una corretta alimentazione e l'eventuale integrazione di antiossidanti. Così come per quanto riguarda la predisposizione al tipo di sforzo si può intervenire con una metodica di allenamento volta da una parte a ottimizzare le potenzialità individuali e dall'altra a compensare quegli aspetti che risultano meno favoriti.

2 IL PROGRAMMA DI ALLENAMENTO PERSONALIZZATO Genobike mette a disposizione informazioni relative ad aspetti della fisiologia dell'atleta impensabili prima della scoperta e delle ricerche scientifiche sul DNA e consente ai ciclisti e ai preparatori atletici di avere a disposizione il massimo della conoscenza per poter sviluppare un a l l e n a m e n t o personalizzato in tutte le varie fasi della preparazione e specifico per il ciclismo. Un pool di preparatori atletici, in collaborazione con squadre professionistiche e amatoriali, ha testato delle metodiche di allenamento per il ciclismo indicizzate non solo sulle caratteristiche fisiche, fisiologiche e psicologiche dei singoli atleti, ma per la prima volta in assoluto calibrata sulle caratteristiche genetiche individuali. Il programma di allenamento personalizzato Genobike propone un mix di allenamenti mirato alle varie fasi della preparazione: Periodo di preparazione fase generale Durata 6 settimane Periodo di preparazione fase speciale Durata 8 settimane Periodo di preparazione fase preagonistica Durata 6 settimane Periodo di preparazione fase agonistica Durata 4 settimane Periodo di transizione fase di recupero attivo Durata 2 settimane

3 COME SONO FATTI I NOSTRI MUSCOLI Ogni muscolo è formato da un certo numero di fasci, a loro volta costituiti da cellule chiamate fibre muscolari. Le fibre muscolari che compongono il muscolo non sono tutte uguali, ma differiscono tra loro non solo dal punto di vista anatomico, ma anche per alcune precise caratteristiche fisiologiche. All'interno di ogni muscolo si riconoscono diversi tipi di fibre classificate in base alla velocità di contrazione e alla resistenza alla fatica: FIBRE LENTE o di TIPO I (st slow twitch) Queste fibre sono a contrazione lenta (fibre rosse ricche di mioglobina, molecola ricca di ossigeno, e mitocondri, considerati le centrali energetiche dell'organismo perché forniscono alle cellule l'energia di cui hanno bisogno per tutte le loro funzioni vitali). Sono resistenti all'affaticamento e ricche di enzimi ossidativi, che permettono attività continue e prolungate; hanno un'alta capacità aerobica e quindi resistenza alla fatica. Sono fibre che crescono con difficoltà e aumentano di poco la forza. FIBRE VELOCI o di TIPO II (ft fast twitch) Queste fibre sono a contrazione rapida (fibre bianche povere di mioglobina e di mitocondri), si stancano facilmente, sono fibre potenti (grazie anche alla loro innervazione) che sviluppano velocemente massa e forza. Vengono suddivise in due sottogruppi: Fibre del tipo IIa o intermedie Sono dette a contrazione rapida ossidante in quanto, oltre a essere ricche di enzimi glicolitici, hanno un maggior quantitativo di mitocondri rispetto alle IIb (ma minore di quelle di tipo I) Fibre del tipo IIb Sono dette a contrazione rapida glicolitica in quanto scarsamente dotate di mitocondri, ma più ricche appunto di enzimi glicolitici che permettono di erogare energia velocemente senza l'utilizzo di ossigeno.

4 QUAL E IL CARBURANTE DEI NOSTRI MUSCOLI La vera benzina dei nostri muscoli è la molecola di ATP (adenosina trifosfato) ricca di energia e sempre presente all'interno delle fibre muscolari. Quando parliamo di produzione di energia attraverso il metabolismo aerobico e anaerobico ci riferiamo a meccanismi di ricostruzione delle molecole di ATP per la produzione di energia. METABOLISMO AEROBICO Il termine aerobico nella fisiologia dell'esercizio è inteso come un meccanismo che porta alla produzione dell'energia necessaria per la contrazione muscolare attraverso l'utilizzo di O2 (ossigeno). Durante il riposo, ma anche durante sforzi moderati, i muscoli lavorano in modo aerobico perché consumano in prevalenza ossigeno. Durante l'allenamento aerobico in un primo momento i muscoli per produrre energia bruciano glucosio (glucidi), in seguito (dopo circa 2 minuti di esercizio) vengono utilizzati i grassi (lipidi). GLUCIDI / LIPIDI + O2 (OSSIGENO) ENERGIA (ATP) + H2O (ACQUA) + CO2 (ANIDRIDE CARBONICA) Il meccanismo aerobico può teoricamente erogare energia all'infinito infatti i suoi elementi di scarto l'acqua e l'anidride carbonica sono facilmente smaltibili, l'acqua viene riutilizzata, l'anidride carbonica viene espirata. Come indicatore del livello di attivazione del metabolismo aerobico si utilizza il consumo di ossigeno (VO2), inteso come la quantità di ossigeno utilizzata dalle cellule per soddisfare le richieste energetiche. METABOLISMO ANAEROBICO Il metabolismo anaerobico deve essere diviso in due: alattacido, senza produzione di acido lattico, e lattacido, con produzione di acido lattico, una sostanza tossica che causa sensazione di bruciore nei muscoli e che porta a un veloce affaticamento. Sistema anaerobico alattacido Il metabolismo anaerobico alattacido non consuma ossigeno e non produce lattato. Questo sistema consente di ottenere molto rapidamente, attraverso una singola reazione chimica, l'atp di cui il muscolo necessita nel momento specifico: Pcr (fosfocreatina)+ ADP (adenosina difosfato) ATP (ENERGIA MUSCOLARE) + Cr (creatina)

5 Vista la sua scarsa disponibilità, l'esaurimento della PCr (fosfocreatina) rappresenta il grosso limite di questo processo il quale può durare solo per pochi secondi (8-1 secondi) in corrispondenza di un lavoro muscolare ad alta intensità. Esaurita la PCr (fosfocreatina) è ancora possibile per il muscolo proseguire il lavoro grazie al sistema anaerobico lattacido. Sistema anaerobico lattacido Il metabolismo anaerobico lattacido non consuma ossigeno e produce lattato. L'aumento nel muscolo di ADP (adenosina di fosfato) in corrispondenza all'esaurimento della PCr (fosfocreatina) stimola all'interno della fibra muscolare l'enzima fosforilasi che, sciogliendo il glicogeno (riserva energetica ricavata ad esempio dalla pasta e dal riso), libera del glucosio (zucchero comune) che verrà utilizzato per la riconversione di ADP in ATP. La glicolisi anaerobica (reazione chimica che non necessitano di ossigeno ma solo di enzimi specifici denominati glicolitici) porta quindi alla trasformazione di glucosio in acido lattico con recupero di energia attraverso la formazione di ATP. GLUCOSIO + ADP ATP (ENERGIA MUSCOLARE) + ACIDO LATTICO Anche se non è un sistema rapido ed efficiente come il precedente, il metabolismo anaerobico lattacido consente al muscolo di compiere lavoro ad alta intensità per circa due minuti. Oltre i due minuti condotti a ritmo massimale, la quantità di acido lattico prodotta da questo meccanismo induce l'atleta a diminuire o ad interrompere completamente la propria attività. Alla fine di un esercizio fisico, qualunque sia il tipo di sforzo prodotto, le attività metaboliche non ritornano immediatamente al loro livello di riposo, ma continuano a consumare energia per un periodo più o meno lungo secondo l'intensità dell'esercizio. Questo effetto chiamato EPOC (Excess Post-exercise Oxygen Consumption) fa sì che continuiamo a bruciare calorie anche quando l'allenamento è terminato, prolungando l'effetto benefico dell'attività sportiva.

6 CHE COS E LA FREQUENZA CARDIACA La frequenza cardiaca è il numero di battiti del cuore al minuto (bpm). Insieme alla temperatura corporea, la pressione sanguigna e il ritmo respiratorio, è una delle funzioni vitali. Essa varia in relazione alle caratteristiche fisiche del soggetto (età, peso, sesso etc.) e soprattutto in funzione delle richieste energetiche muscolari, ovvero maggiore è l'intensità dell'esercizio fisico che stiamo svolgendo maggiore sarà la frequenza cardiaca. Ecco perché la frequenza cardiaca rappresenta il così detto contachilometri organico, il misuratore dell'intensità di sforzo del nostro corpo. Possiamo stabilire alcuni livelli di frequenza cardiaca, e quindi di intensità di allenamento, attraverso queste semplici formule: FREQUENZA CARDIACA MASSIMA: FC max = 22-età FREQUENZA CARDIACA DI SOGLIA ANAEROBICA: FC anaerobica=95% FC max FREQUENZA CARDIACA DI SOGLIA AEROBICA: FC aerobica= FC anaerobica -3/4 ESEMPIO PER ATLETA DI 35 ANNI FC max = FC anaerobica FC aerobica = 185bpm = 175bpm = bpm Le su dette formule sono solo indicative e andrebbero verificate con dei test funzionali specifici quali il test Conconi, test di Mader, test di consumo di ossigeno, ecc.

7 APPENDICE 1: INFORMAZIONI NUTRIZIONALI Partendo dal presupposto che non esistono cibi che migliorano la prestazione, ma che solo una sana alimentazione garantisce il rendimento ottimale, per ognuno di noi devono essere tenute presenti le necessità quantitative e qualitative in relazione alla capacità individuale di metabolizzare gli alimenti. In poche parole, al di là di limiti fisiologici ben noti, ci sono differenze nel fabbisogno individuale di certi nutrienti che devono essere tenute in considerazione per ottenere il massimo risultato dall'attività sportiva e mantenere il proprio corpo in buona salute. ACIDI GRASSI POLINSATURI Gli omega-3 (DHA e EPA) sono soprattutto contenuti nei pesci come il salmone, lo sgombro, l'aringa, il tonno e il merluzzo. Nei semi è invece presente il precursore degli omega-3, l'acido α-linolenico (LNA). Gli acidi grassi omega-3 stimolano la sintesi di prostaglandine, ormoni con proprietà anti-infiammatorie, riducendo il rischio infiammazione con una azione preventiva nei confronti delle patologie cardiovascolari. Un aspetto che influenza l'effetto antinfiammatorio degli omega-3 è il rapporto con gli acidi grassi omega-6 (contenuti principalmente negli oli di semi) che vengono assunti con la dieta. Per un efficace effetto antinfiammatorio si dovrebbe tener conto dell'apporto dietetico non solo degli omega-3, ma anche degli acidi grassi omega-6, in quanto, affinché il livello di assunzione possa risultare efficace, è necessario riequilibrare il rapporto tra queste due forme, mantenendole in un rapporto di 5:1 (Ω6/ Ω3). ALIMENTO (1 g)? -3? -6? -6:? -3 DHA (g) EPA (g) LNA (g) Totali (g) Totali (g) Sgombro 1,4,9, 2,6,2 Salmone coho (selvatico),6,4,1 1,4,2,8 : 1,1 :1 Salmone coho (allevamento),8,3, 1,2,3,2 :1 Acciuga o alice,9,5 1,4,1,7 : 1 Tonno,8,2 1,3,1,4 : 1 Semi di lino 22,8 22,8 5,9,2 : 1 Olio di semi di lino 53,3 53,3 33,,2 : 1 Noci secche 2, 2, 12,6 16,4 : 1 Arachidi,1,1 1,5 61,9 : 1 Pistacchi secchi salati,2,2 13,6 51,8 :1 Olio di oliva,5,7 9,7 12,8 : 1 Una eccessiva assunzione di acidi grassi polinsaturi può provocare una aumentata velocità di sanguinamento e alterazione della funzione immunitaria. Si raccomanda pertanto che l'assunzione abituale di acidi grassi polinsaturi omega-3 rimanga sotto il 5% dell'energia totale della dieta, mentre per il totale omega-3/omega-6 sotto il 15%. Come è noto gli acidi grassi polinsaturi sono utili nella prevenzione dei dismetabolismi lipidici, ma necessitano di un'aumentata protezione dalle perossidazioni. E' opportuno perciò, in caso di elevata assunzione di acidi grassi polinsaturi, aumentare l'apporto di tocoferoli o altri antiossidanti.

8 APPENDICE 1: INFORMAZIONI NUTRIZIONALI ANTIOSSIDANTI Lo stress ossidativo può essere dovuto a una insufficiente attività di detossificazione dell organismo su base genetica, ma anche allo stile di vita e all ambiente in cui si vive. Per esempio il fumo di sigaretta, una eccessiva esposizione al sole o una intensa e prolungata attività fisica aumentano la produzione di radicali liberi e di conseguenza lo stress ossidativo. L'equilibrio fra radicali liberi e antiossidanti è fondamentale per evitare danni a livello dei tessuti e delle cellule che possono comportare, se non contrastati adeguatamente, una riduzione delle capacità atletiche oltre che problemi sullo stato di salute generale. L'organismo umano è in grado di difendersi normalmente dall'aggressione dei radicali liberi producendo degli antiossidanti endogeni. Ma può essere necessario integrare l apporto di antiossidanti per ovviare all'insorgenza di problemi col passare del tempo. In natura esistono moltissimi agenti antiossidanti, i principali sono: Pigmenti vegetali (polifenoli, bioflavonoidi, curcuminoidi, epigallocatechingallato EGCG) Vitamine (vitamina C, vitamina E, betacaroteni) Micronutrienti ed enzimi (selenio, rame, zinco, glutatione, coenzima Q1, melatonina, acido urico, ecc). Un ruolo particolare nell'ambito della detossificazione è svolto dagli isotiocianati. Gli isotiocianati (ITC), derivano dai glucosinolati presenti nei vegetali della famiglia delle crucifere (cavolo, cavolfiore ecc). Gli ITC hanno un effetto protettivo nei confronti delle patologie tumorali, dovuto alla loro capacità di modulare gli enzimi coinvolti nella detossificazione, inibendo gli enzimi di fase I ed attivando quelli di fase II. Va tenuto presente che ciascun antiossidante ha un campo di azione limitato, pertanto solo un'alimentazione completa ed equilibrata può garantire un'efficace azione antiossidante. Per garantirsi un sufficiente apporto giornaliero di antiossidanti è quindi consigliabile un'alimentazione equilibrata ed un consumo giornaliero di almeno 5 porzioni di frutta e verdura fresche e di stagione, molto più ricche di sostanze antiossidanti rispetto a quelle fuori stagione. Una misura della capacità degli alimenti di inattivare i radicali liberi è l'orac (Oxygen Radicai Absorbance Capacity). Di seguito una tabella riportante i cibi a maggior contenuto di antiossidanti in base al valore ORAC (per 1g di alimento). FRUTTA Prugne nere More Lamponi Mirtilli Melagrana Fragole Ciliegie Mele con buccia Arance Pesche FRUTTA SECCA Noci Nocciole Pistacchi Mandorle VERDURE Carciofi bolliti Aglio Cavolo rosso bollito Insalata rossa Broccoli bolliti Cavolo nero bollito Ravanelli Asparagi cotti Lattuga Cipolla rossa cruda SPEZIE E CONDIMENTI Cumino Pepe nero Salvia Olio extravergine d'oliva Secondo il ministero dell'agricoltura statunitense (USDA) per una efficace azione antiossidante è consigliabile una assunzione di almeno 5 ORAC al giorno.

9 APPENDICE 2: LE BASI SCIENTIFICHE DNA E CARATTERISTICHE INDIVIDUALI Determinate porzioni di DNA, i cosiddetti geni, codificano per proteine specifiche, che sono le componenti che consentono lo svolgimento delle funzioni delle cellule negli organismi viventi. Sebbene il DNA sia uguale al 99.9% in tutti gli esseri umani, esistono delle piccole variazioni nei geni, che vengono chiamate Polimorfismi o SNPs (Single Nucleotide Polymorphism). Queste varianti individuali a livello dei geni possono influenzare l'attività delle proteine, facendo sì che il metabolismo di ognuno di noi sia, entro determinati limiti, diverso da tutti gli altri. GENObike è un test del DNA mirato alla individuazione di determinati polimorfismi/snps che sono associati a diverse caratteristiche individuali e che possono influenzare, in associazione all'alimentazione e allo stile di vita, la nostra propensione ad un tipo di sforzo fisico, al dimagrimento o il rischio di sviluppare problemi legati all'attività sportiva. L'ACE (Angiotensin Converting Enzyme) è una zinco metallopeptidasi abbondantemente distribuita sulla superficie delle cellule endoteliali ed epiteliali. Gioca un ruolo chiave in 2 diversi sistemi fisiologici cioè la trasformazione di Angiotensina I in Angiotensina II (Ang II, un potente vasocostrittore) e la degradazione della bradichinina (un potente vasodilatatore). I livelli plasmatici di ACE presentano un'ampia variabilità inter-individuale e numerosi studi suggeriscono che circa il 5% di tale variabilità è imputabile al polimorfismo inserzione/delezione (I/D) a carico dell'introne 16 del gene. Tale polimorfismo è dovuto alla presenza (allele I -Inserzione) o assenza (allele D-Delezione) di una sequenza ripetuta Alu di 289 bp. La presenza dei due diversi alleli determina dei cambiamenti a livello fisiologico in grado di influenzare la predisposizione al tipo di sforzo.in generale i portatori della variante I sono avvantaggiati sul piano dell'endurance cardiorespiratoria in quanto presenterebbero alcuni parametri riguardanti l'efficienza cardiovascolare significativamente superiori, oltre a presentare una maggiore proporzione di fibre muscolari di Tipo I (fibre rosse). In contrasto, la variante D favorisce le attività di potenza e di velocità aumentando la forza muscolare in conseguenza agli effetti ipertrofici dell'incremento dell'angiotensina II, e alla maggiore percentuale di fibre bianche (o di tipo II) a livello muscolare (Fig. A). Montgomery et al Circulation 96: Myerson et al J. Appi. Physiol.; 87: Tanriverdi et al. 25 Cardiology; 14: Jones & Woods 23 Int. J. Biochem. Celi. Biol.; 35: Zhang et al. 23 Clin. Genet. 63:

10 APPENDICE 2: LE BASI SCIENTIFICHE LIPOLISI E' recentemente emerso il ruolo di un gene, FTO (fat mass and obesity associateci), nella regolazione del metabolismo lipidico e della lipolisi, cioè la capacità individuale di mobilizzare il grasso corporeo. Il polimorfismo T>A rs comporta una alterazione dell'attività genica: gli individui che portano la variante A sono predisposti ad accumulare grasso corporeo con più facilità. La variante A è anche associata ad una maggiore concentrazione plasmatica dell'ormone Leptina, influenzando così lo stimolo della fame. La costituzione genetica sembra influenzare in maniera decisiva l'accumulo di peso e modifica radicalmente l'impatto dell'attività fisica sul dimagrimento. Un recente studio condotto su un gruppo di oltre 17 persone ha mostrato che la presenza delle varianti A del gene FTO comporta una maggiore probabilità di accumulare grasso corporeo, tuttavia consente anche di ridurre l'eccesso di grasso con maggiore facilità praticando attività fisica adeguata. Nel grafico in figura B risulta evidente che nelle persone sovrappeso o obese caratterizzate da questo genotipo la pratica di attività ad alta intensità consente un dimagrimento rispetto a quelle che presentano una normale attività del gene. A parità di calorie introdotte infatti le persone caratterizzate da questo genotipo sfavorevole che svolgono attività fisica riescono a ridurre la loro percentuale di grasso corporeo fino all'8% in più rispetto a quelle che non presentano alterazioni dell'attività di FTO. Frayling et al. 27 Science 316 ; 11. Labayenetal. 21 Int J Obes (Lond) doi:1.138/ijo Andreasen et al. Diabetes. 28 Jan;57(1): Ruiz et al. Arch Pediatr Adolesc Med 164 (No. 4), Apr 21

11 APPENDICE 2: LE BASI SCIENTIFICHE STRESS OSSIDATIVO II processo di detossificazione comporta la trasformazione e la escrezione di composti potenzialmente tossici per il nostro organismo. Quando i metaboliti tossici si accumulano nell'organismo innescano dei processi metabolici che danneggiano cellule e tessuti, principalmente attraverso la formazione di radicali liberi, generando il processo dello Stress Ossidativo. La glutatione-s-transferasi M1 (GSTM1) è un enzima della fase II della detossificazione in grado di catalizzare la coniugazione di diversi agenti potenzialmente mutageni con il Glutatione. E' stato dimostrato come l'accumulo nell'organismo di metaboliti tossici sia alterato in individui che mostrano la completa mancanza di funzione di questo gene. Il gene Superossido Dismutasi 2 (SOD2) codifica per un metallo-enzima, localizzato nei mitocondri, in grado di convertire i radicali superossido in perossido d'idrogeno, svolgendo quindi un ruolo essenziale nella inattivazione dei radicali liberi generati dalla catena di trasporto degli elettroni. Numerosi studi hanno evidenziato fattori che possono modificare l'attività di SOD2, fra cui il sesso, l'età e varianti genetiche comuni. Il polimorfismo rs comporta la sostituzione di una Timina (T) in Citosina (C) che determina un cambio nella localizzazione cellulare dell'enzima in grado di modularne l'attività e, di conseguenza, la suscettibilità individuale agli agenti ossidanti. In particolare la combinazione delle mutazioni nei geni GST e SOD2 compromette l'attività detossificante dell'organismo, determinando nell'organismo l'accumulo di metaboliti tossici e mutageni che possono nel lungo periodo, aumentare il rischio di sviluppare malattie cronico-degenerative. Come si può osservare nella Fig. D l'aumento della 8-OH-dG urinaria (un marcatore dello stress ossidativo) aumenta in maniera correlata al numero di varianti sfavorevoli (SOD2-C e GSTM1-) presenti nel DNA, aumentando la suscettibilità individuale allo stress ossidativo. Bastaki et al. 26 Pharmacogenet Genomics 16(4): Hong et al. 22 Toxicology Letters 29: Palli et al. 24 Carcinogenesis Apr;25(4): Park et al. 26 Mutation Research 593; Stucker at al. 24 Carcinogenesis Apr;25(4): Wang et al. 24 Cancer Causes and Contrai 15:

12 COME LEGGERE IL TEST La scheda riassuntiva riporta il nome dei geni analizzati, il risultato dell'analisi e la valutazione complessiva dei processi metabolici. Questo test analizza il metabolismo dei grassi e, sulla base del risultato, suggerisce consigli nutrizionali per ottimizzare la propria forma fisica. L'esito del test indica quale tipo di fibre è maggiormente sviluppato e qual è la conseguente predisposizione al tipo di sforzo. Lo stress ossidativo è l'indicatore della capacità dell'organismo di eliminare le tossine che si producono durante l'allenamento

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