Autofagia e prestazione sportiva

Nel corso dell’evoluzione l’essere umano ha dovuto affrontare primariamente il problema dell’approvvigionamento energetico. Il nostro organismo per funzionare necessita di energia che deve essere reperita attraverso il cibo. In epoche remote, tuttavia, non esistevano supermercati e sistemi di conservazione dei cibi, conseguentemente è plausibile pensare che potessero presentarsi dei periodi, più o meno lunghi, in cui i nostri avi dovevano digiunare e al contempo disporre delle energie per fronteggiare i predatori ed i pericoli e procurarsi il cibo. autophagyLa natura ha escogitato un metodo geniale per ovviare a questo problema riuscendo a produrre l’energia autonomamente. Oltre a questo, attraverso gli stessi processi biochimici utilizzati per produrre energia “endogena”, si crea un ambiente ormonale favorevole all’aggressività, necessario alla difesa ed alla caccia, e si demoliscono le cellule danneggiate o alterate, preparando l’organismo alla loro sostituzione e prevenendo, di conseguenza, l’insorgenza delle malattie. Tutto questo a pensarci bene ha veramente del meraviglioso. I meccanismi che sono alla base di questo “miracolo” della vita si chiamano gluconeogensei, chetogenesi ed autofagia e sono tutti attivati dal digiuno e dall’esercizio fisico. Nonostante al giorno d’oggi non siamo più costretti a lottare per la sopravvivenza (quantomeno nei paesi industrializzati), la nostra predisposizione fisiologica, se non accondiscesa può portare a gravi problemi di salute. Al contrario grazie alle conoscenze scientifiche maturate è possibile sfruttare tale meccanismo per migliorare salute e prestazione sportiva. Riguardo la chetogenesi ne ho parlato estesamente nei tre precedenti articoli, quello che è meno noto invece è il funzionamento dell’autofagia e in particolare le sue implicazioni sullo sviluppo della performance di endurance. Quello che abbiamo sempre saputo è che in seguito all’esercizio fisico si verifica un adattamento strutturale e funzionale a carico delle fibre motorie le quali possono aumentare le proteine contrattili e di supporto (actina, miosina, titina,….) ed incrementare il pool enzimatico che permette la regolazione delle vie metaboliche energetiche, come nel caso dell’adattamento all’utilizzo dei corpi chetonici discusso in relazione alla chetogenesi. Ciò che emerge dalla recente ricerca pone l’autofagia al centro degli adattamenti di rimodellamento cellulari che rendono possibile il miglioramento della prestazione. L’autofagia è un processo catabolico responsabile della degradazione degli organelli delle cellule che sono, in qualche misura, danneggiati. Il sistema utilizzato consiste nel costituire una doppia membrana e sequestrare il materiale da eliminare all’interno. Il risultato che si chiama autofagosoma successivamente si fonde con un lisosoma per dare vita ad un autofagolisosoma che degrada il contenuto utilizzandolo a scopo energetico. L’autofagia è un meccanismo naturale di protezione del nostro organismo che è compromessa con l’invecchiamento causando diverse patologie (Wohlgemuth et al. 2010). La recente ricerca ha dimostrato che la restrizione calorica indotta dal digiuno e l’esercizio fisico intenso, o di lunga durata, contrastano gli effetti dell’età sull’involuzione del processo autofagico aumentandone il flusso (Grumati et al. 2011; He et al 2012; Wohlgemuth et al. 2010). Questa è la principale azione, a livello cellulare, che giustifica digiuno ed esercizio fisico quali presidi per la longevità e la prevenzione delle malattie. Recentemente la ricerca è riuscita a dimostrare che l’autofagia è anche a fondamento dello sviluppo fenotipico delle fibre muscolari di tipo I e Iia necessario per l’incremento della prestazione di endurance. Questo aspetto è di notevole importanza per le ricadute metodologiche nel campo della fisiologia dell’esercizio e per la spiegazione di alcune prassi di allenamento consolidate e mai completamente chiarite, negli aspetti biochimici, fino ad oggi. Si è visto che l’esercizio aerobico prolungato (maggiore di 2 ore) o ad alta intensità aumenta il flusso dell’autofagia. Mi dilungherò in altri scritti sui dettagli biochimici che sono sottesi a quest’azione che hanno a che fare con le FOXO e l’AMPK e quindi con stress energetici innescati da deprivazione di nutrienti (digiuno) o da esercizio vigoroso o prolungato. La corretta combinazione di questi due fattori permette di regolare l’autofagia nel verso di un miglioramento prestativo. L’esercizio a digiuno alla mattina, il “lungo” aerobico e l’esercizio breve ed intenso al termine del digiuno sono tutte metodologie utilizzabili per migliorare la prestazione di endurance. Ci sono alcuni accorgimenti da rispettare di cui discuterò che vanno contro le consuetudini relative al recupero come ad esempio l’alimentazione post esercizio con combinazione di CHO e aminoacidi. Questa procedura riduce l’autofagia impedendo la fase preparatoria del ricambio cellulare e conseguentemente l’adattamento. Quindi è necessario che nell’architettura degli allenamenti le fasi di allenamento e di integrazione siano pensate in base al tipo di allenamento ed agli effetti che si vogliono ottenere. Ricordiamo che l’autofagia è un processo catabolico e quindi qualsiasi azione anabolica ne inibirà la portata. E’ ovvio che se il fine dell’allenamento è lo sviluppo ipertrofico, oltre ad utilizzare un allenamento di forza anziché aerobico, ricercherò nel post workout l’induzione anabolica con un’integrazione alimentare. Contrariamente se lo scopo è l’endurance l’alimentazione post workout (solo nel caso di determinati allenamenti diligentemente predisposti) andrà pensata in altro modo in base al tipo di workout ed all’effetto a lungo termine che si vuole indurre. E’ necessaria ancora molta ricerca per confermare i dati che stanno emergendo, ma il quadro che si sta delineando vuole smentita la tesi per cui i carboidrati sarebbero il substrato esclusivo per la prestazione di endurance, come dimostrato da Cox e Clark (2014), Zajac e collaboratori (2014) e Lambert e collaboratori (1994). Sul tema scriverò ancora molto poiché ritengo si tratti di uno dei temi più interessanti ed attuali della preparazione atletica.

Cox PJ, Clarke K. Acute nutritional ketosis: implications for exercise performance and metabolism. Extrem Physiol Med. 2014 Oct 29;3:17.

Grumati P., Coletto L., Schiavinato A., Castagnaro S., Bertaggia E., Sandri M., Bonaldo P. (2011) Physical exercise stimulates autophagy in normal skeletal muscles but is detrimental for collagen VI-deficient muscles. Autophagy 7, 1415–1423

He C., Bassik M. C., Moresi V., Sun K., Wei Y., Zou Z., An Z., Loh J., Fisher J., Sun Q., Korsmeyer S., Packer M., May H. I., Hill J. A., Virgin H. W., Gilpin C., Xiao G., Bassel-Duby R., Scherer P. E., Levine B. (2012) Exercise-induced BCL2-regulated autophagy is required for muscle glucose homeostasis. Nature 481, 511–515.

Lambert, E.; Speechly, D.; Dennis, S.; Noakes, T. Enhanced endurance in trained cyclists during
moderate intensity exercise following 2 weeks adaptation to a high fat diet. Eur. J. Appl. Physiol.
1994, 69, 287–293.

Wohlgemuth S. E., Seo A. Y., Marzetti E., Lees H. A., Leeuwenburgh C. (2010) Skeletal muscle autophagy and apoptosis during aging: effects of calorie restriction and life-long exercise. Exp. Gerontol. 45, 138–148

Zajac A, Poprzecki S, et al. The Effects of a Ketogenic Diet on Exercise Metabolism and Physical Performance in Off-Road Cyclists. Nutrients 2014, 6, 2493-2508

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2 pensieri su “Autofagia e prestazione sportiva

  1. Gentilissimo, trovo molto interessati i suoi articoli, così come lo è stato la lettura del suo manuale del triathlon. Vorrei farle una domanda più specifica sul tema, molto interesante, del digiuno delle 24 per gli sportivi ed i praticanti del triathlon in particolare.
    Quando sarebbe più opportuno farlo?
    esempio.In una giornata più leggera?Il lunedì perchè la domenica solitamente si è ecceduto ( anche se al mattino magari si è fatto un lungo). Oppure dal giovedì sera al venerdì sera per affrontare il we ( di solito dedicato ai lunghi) più scarico di carboidrati? (con la consapevolezza che un solo pasto non ricarica tutte le scorte).

    Altra domanda: Il digiuno in ogni caso non deve iniziare dopo un allenamento comunque giusto? Nel senso che se io mi alleno intorno alle 19 e ceno alle 21.00 e vuol dire che il pasto successivo lo farò alle 21,00 del giorno dopo giusto? Durante l 24h di digiuno quindi meglio preferire allenamenti di qualità es. nella corsa con lavori medio/ripetute o un allenamento in bici più estensivo?

    La ringrazio per le preziose considerazioni.

    • Le tipologie di IF (digiuno intermittente) sono molto varie e anche se alcune, come il 24 ore, sono teoricamente indicate, occorre fare i conti con il proprio organismo e valutare la più appropriata. Molto preferiscono, ad esempio fare un 16/8 e quindi digiunare 16 ore cibandosi per le restanti 8 ore. Lo schema, in questo caso, prevede 2 giorni settimanali. Di fatto molti degli effetti dell’esercizio fisico sono sovrapponibili a quelli del digiuno e quindi sommando i due la cosa si amplifica. Il 24 ore è suggerito per praticità e generalmente lo si fa nel giorno di non allenamento. Le recenti ricerche (rispetto a quanto scritto su questo blog) mostrano come la cosa importante, contrariamente alle indicazioni generalmente veicolate dai media, sia lasciare passare del tempo tra i pasti senza alimentarsi. Ad esempio per chi fa la colazione alle 7 del mattino, già pranzare alle 13/14 senza mangiare alcunché nel mezzo, eccetto ovviamente acqua tisane ecc.., dia degli ottimi risultati nel verso della spinta chetogenica. In ogni caso l’attività fisica si deve svolgere sempre verso il termine del digiuno deve essere breve e di buona intensità. La cosa importante da capire e spesso fraintesa è che il bilancio energetico nel caso di digiuno inferiore alle 24 ore dovrebbe essere mantenuto, così in un 16/8 significa che nelle 8 ore dovrei mangiare quello che solitamente mangio in un giorno senza digiuno. È molto importante anche la qualità degli alimenti ingeriti che dopo il digiuno devono prevedere la quota di proteine necessarie ad equilibrare il bilancio d’azoto. Per un triatleta che esegue diversi allenamenti, spesso bissando giornalmente, diviene molto difficile impostare un IF, a mio modo di vedere l’ideale è cenare molto presto (18-19) eseguendo il primo allenamento verso le 10/11 del mattino.

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