Modificazioni metaboliche indotte dall esercizio fisico. Prof. Giuseppe Calcagno MD PhD Università del Molise

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1 Modificazioni metaboliche indotte dall esercizio fisico Prof. Giuseppe Calcagno MD PhD Università del Molise

2 METABOLISMO = CAMBIAMENTO Il complesso delle trasformazioni chimiche che avvengono nelle cellule degli organismi eucarioti e procarioti in modo coordinato e finalizzato, al quale cooperano molti enzimi e sistemi multienzimatici intracellulari.

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4 Tessuto Muscolare Scheletrico Tessuto Maggiormente Rappresentato nell Uomo: Funzioni: 55% Massa Corporea Totale nell Adulto Riduzione del 30-50% tra anni Trasduttore di energia chimica in energia meccanica Responsabile di una quota significativa del metabolismo basale Tessuto Termogenico

5 Tessuto Muscolare Scheletrico Tessuto Maggiormente Rappresentato nell Uomo: Funzioni: 55% Massa Corporea Totale nell Adulto Riduzione del 30-50% tra anni Trasduttore di energia chimica in energia meccanica Responsabile di una quota significativa del metabolismo basale Tessuto Termogenico

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7 Substrati Energetici Utilizzati dal Muscolo Scheletrico ATP Jeukendrup A. & Gleeson M., Sport Nutrition 2004, Human kinetics ed. I differenti substrati sono utilizzati in maniera quali- quantitativamente differente in rapporto al tipo, durata ed intensità dell attività fisica

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9 CONTRIBUTO DI GLUCOSIO/AC GRASSI IN FUNZIONE DELL INTENSITA Glucose vs FFA Ra (µmol kg -1 min - -1 ) GLUCOSE FFA % VO 2 max Brooks and Trimmer J Appl Physiol 80: 1073,

10 Reclutamento dei trasportatori di glucosio nel muscolo a riposo

11 Plasm ma insulin (µ units/ml) Variazioni della Concentrazione Plasmatica di Insulina in rapporto alla Durata e all Intensità dell Esercizio Exercise duration (min) Adattato da: McArdle WD et al (2010) Exercise Physiology, Seventh Edition, LWW Ed 11

12 Come avviene il reclutamento dei trasportatori di glucosio nel muscolo a lavoro???

13 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) 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

14 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

15 Modalità di Rilascio dell Insulina in funzione dell Allenamento Insulina plasm matica (pm) untrained trained Minuti P. Buono in Endocrinologia per le Scienze Motorie Elsevier Masson, Milano,

16 Effetti del Volume e dell Intensità di Attività Fisica sulla Sensibilità all Insulina (Isi) # # 90 Isi (%) Change

17 Aumento sensibilità all insulina nel muscolo perfusione del letto vascolare attività di IGF-1, chinine, prostaglandine sensibilità dei recettori per l insulina esposizione dei recettori per l insulina disponibilità di O 2 trasporto del glucosio dentro la cellula 17

18 CONTRIBUTO DI GLUCOSIO/AC GRASSI IN FUNZIONE DELL INTENSITA Glucose vs FFA Ra (µmol kg -1 min - -1 ) GLUCOSE FFA % VO 2 max Brooks and Trimmer J Appl Physiol 80: 1073,

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20 Scorte energetiche in un uomo di 70 Kg all esordio di un digiuno

21 Ac.GRASSI QUALI SUBSTRATO ENERGETICO Jeukendrup A. & Gleeson M., Sport Nutrition 2004, Human kinetics ed.

22 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 ACHTEN et al. HANNO DIMOSTRATO CHE IN MEDIA LA MASSIMA VELOCITA DI OSSIDAZONE DEI FFA SI HA INTORNO A 62-63% VO2max

23 Ossidazione dei FFA in relazione all Intensità dell Esercizio 0,6 Fat oxi idation (g/min) 0,5 0,4 0,3 0,2 0, Exercise intensity (% VO 2 max) Adattato da: Achen J. et al. (2003) Int J Sports Medicine 24(8):

24 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

25 Effetti dell esercizio fisico sul metabolismo glicidico e lipidico insulinemia ormoni controregolatori (glucagone, catecolamine, GH, cortisolo) gluconeogenesi anabolismo proteico del grasso viscerale per effetto di GH e catecolamine massa grassa ed massa magra sensibilità insulinica e valori insulinemici ormoni controregolatori (glucagone, catecolamine, GH, cortisolo) lipolisi del grasso viscerale per effetto di GH e catecolamine dell apporto acidi grassi esterificati al fegato e della produzione di VLDL trigliceridemia della lipasi epatica con aumento delle HDL 25

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27 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 della cit. ossidasi, Carnitina aciltransferasi, tiochinasi Inibizione della Fosfofruttocinasi I e Piruvico cinasirallentamento della glicolisi Migliore capillarizazione muscolare Incremento delle riserve energetiche

28 IL MUSCOLO SCHELETRICO QUALE ORGANO ENDOCRINO Miochine Citochine Prodotte dal Muscolo Scheletrico durante la Contrazione e liberate in circolo Azione Paracrina o Autocrina IL-6, IL-8, IL-15 28

29 IL-6 Produzione Indotta da Contrazione Muscolare e Basso Contenuto Muscolare di Glicogeno Pedersen and Febbraio (2009) Physiol Rev 88:

30 CONCENTRAZIONE PLASMATICA DI IL6 E TIPO DI ESERCIZIO da Pedersen B.K. and Fischer C.P. (2007) TRENDS in Pharmacological Sciences 28, n.4,

31 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

32 GRAZIE DELL ATTENZIONE 32

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