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CAPITOLO 1: PRINCIPI GENERALI DEI MACRONUTRIENTI
1.1 I MACRONUTRIENTI
I nutrienti glucidici, lipidici e proteici forniscono l’energia necessaria per mantenere le
funzioni corporee essenziali, sia durante il riposo che durante l’attività fisica. Queste
molecole, chiamate macronutrienti, mantengono l’integrità strutturale e funzionale
dell’organismo.
1.1.1 Carboidrati
Atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno si combinano a formare i carboidrati di base
(zuccheri), caratterizzati dalla formula generale (CH
2
O)
n
, dove n varia da 3 a 7 atomi di
carbonio con idrogeno e ossigeno legati attraverso legami semplici.
I carboidrati vengono divisi in quattro gruppi: monosaccaridi, disaccaridi, oligosaccaridi e
polisaccaridi, a seconda del numero di zuccheri semplici che fanno parte della molecola
(vedi tabella 1).
Tabella 1 Classificazione generale dei carboidrati (fonte: Mc Ardle W, Katch F, Katch V. Fisiologia
applicata allo sport)
Monosaccaridi
Triosi Tetrosi Oligosaccaridi Polisaccaridi
Pentosi
C
5
H
10
O
5
Esosi
C
6
H
12
O
6
Disaccaridi
C
12
H
22
O
11
Pentosani
(C
5
H
6
O
4
)n2
Esosani
(C
6
H
10
O
5
)n2
Polisaccaridi
Misti
Arabinosio
Ribosio
Xilosio
Deossiribosio
Fruttosio
Galattosio
Glucosio
Mannosio
Lattosio
Maltosio
Saccarosio
Trealosio
Arabano
Xilano
Cellulosa
Glicogeno
Inulina
Mannano
Amido
(amilosio e
amilopectina)
Agar
Pectina
Chitina
Emicellulosa
Carregenina
Gomma
vegetale
Derivati dei monosaccaridi
Zuccheri alcolici: glicerolo, inositolo, mannitolo
sorbitolo
Zuccheri amminici: galattosammine (formati da
galattosio, presenti nella cartilagine, nei tendini e
nell’aorta) glucosammine (formate da glucosio,
presenti nel tessuto connettivo)
Zuccheri acidi: acido ascorbico (vit. C, non formata
nell’organismo); acido gluconico (dal glucosio)
acido glicuronico ( dal glucosio, aiuta nei processi di
disintossicamento ed escrezione di altri composti, è
presente nel tessuto connettivo)
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I monosaccaridi rappresentano le unità di base dei carboidrati. Il glucosio, definito anche
destrosio o zucchero del sangue, è un composto di 6 tomi di carbonio (esoso) che si trova
comunemente negli alimenti ed è anche prodotto all’interno dell’organismo a seguito della
digestione di carboidrati più complessi. Dopo l’assorbimento intestinale, il glucosio può
essere utilizzato come substrato energetico per il metabolismo cellulare, formare glicogeno
per essere immagazzinato nel fegato e nel muscolo, o essere convertito in grassi per un uso
successivo come fonte energetica.
Il fruttosio (zucchero della frutta o levulosio), il più dolce degli zuccheri semplici, è
contenuto in grandi quantità nella frutta e nel miele. E’ assorbito a livello del piccolo
intestino, trasportato nel sangue e convertito a livello epatico in glucosio.
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Il galattosio non si trova libero in natura, ma combinato con il glucosio a formare lo
zucchero del latte (lattosio) prodotto dalla ghiandola mammaria degli animali che allattano.
Nell’organismo viene convertito in glucosio per produrre energia metabolica.
Gli oligosaccaridi si formano quando 2-10 monosaccaridi si combinano insieme attraverso
legami chimici. I principali oligosaccaridi, i disaccaridi, sono il risultato dell’unione di due
molecole di monosaccaridi combinate insieme, e sono:
• Il saccarosio (glucosio+fruttosio) è presente in molti cibi che contengono
carboidrati, in particolare nelle barbabietole, nello zucchero di canna e in quello
grezzo, nello sciroppo d’acero e nel miele;
• Il lattosio (glucosio+galattosio) si trova in natura come zucchero del latte ed è il
meno dolce dei disaccaridi.
• Il maltosio (glucosio+glucosio) è presente nella birra, nei cereali e nei germogli;
fornisce un contributo modesto alla nostra dieta.
I polisaccaridi sono polimeri di monosaccaridi uniti da legami glicosidici; si suddividono
in polisaccaridi di origine vegetale e animale. I più comuni polisaccaridi di origine
vegetale sono l’amido e le fibre. L’amido è la forma di deposito dei carboidrati delle piante
in due tipi di forme: l’amilosio, lunga catena lineare di monomeri di glucosio che si
avvolge a spirale, e l’amilopecina, i cui monomeri firmano strutture altamente ramificate.
Amidi relativamente ricchi di amilopectine vengono assorbiti e digeriti rapidamente,
mentre amidi ricchi di amilosio vengono idrolizzati più lentamente.
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Le fibre, classificate come polisaccaridi strutturali, resistono alla digestione enzimatica
intestinale; una parte di essa va incontro a fermentazione operata dalla flora batterica. Si
trovano esclusivamente nelle piante, nelle quali costituiscono la struttura delle foglie, dei
rami, delle radici, dei semi, e nella buccia della frutta.
Si osserva che un alto consumo di fibre nella dieta riduca il rischio di obesità, diabete,
disordini digestivi e malattie cardiache.
6, 7, 13, 17, 18, 19
Gli effetti postivi delle fibre verso le malattie cardiache e l’obesità potrebbero essere
correlate all’effetto regolatore che hanno sulla secrezione di insulina operato attraverso il
rallentamento dell’assorbimento intestinale dei principi nutritivi.
14, 25
Le fibre idrosolubili
possono ridurre in modo modesto i livelli serici di colesterolo nell’uomo,
2, 3, 9
cosa che non
si verifica con le fibre di tipo non idrosolubili. Attualmente si ritiene opportuno
consigliare, per una dieta bilanciata, un consumo di 20-40 g di fibre al giorno, in funzione
dell’età (rapporto 3:1 tra fibre solubili e non solubili).
Il glicogeno è un polisaccaride di origine animale ad elevato peso molecolare, originato
dalla polimerizzazione del glucosio nel processo della glicogeno-sintesi, presente nei
muscoli e nel fegato. Durante l’attività fisica, il glicogeno muscolare fornisce la principale
fonte di energia per sostenere l’attività muscolare. La riconversione di glicogeno in
glucosio operata dal fegato (glicogenolisi) aumenta la disponibilità serica di zuccheri per
l’attività muscolare. La deplezione di glicogeno causata da intenso esercizio fisico o
restrizione dietetica, comporta la sintesi di glucosio a partire da componenti strutturali, in
particolare le proteine (gluconeogenesi). Il limite massimo di glicogeno accumulabile per
individuo è di circa 15 g per kg di peso corporeo.
I carboidrati assolvono a quattro importanti funzioni connesse al metabolismo energetico e
alla prestazione fisica:
a) vengono principalmente utilizzati come substrato energetico, rappresentando le sostanze
dalla cui ossidazione le cellule traggono la maggior parte dell’energia necessaria alla loro
vita;
b) aiutano a preservare le proteine strutturali;
c) forniscono un apporto nutritizio per la funzionalità del sistema nervoso;
d) attivano il metabolismo ossidativo degli acidi grassi.
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Durante l’esercizio fisico, il fegato aumenta il rilascio di glucosio, e simultaneamente il
glicogeno muscolare fornisce energia sia nelle fasi iniziali dell’attività, sia
successivamente quando la sua intensità aumenta.
4, 21
I carboidrati costituiscono il substrato
energetico preferenziale durante l’esercizio aerobico intenso, grazie alla sua rapida
conversione in energia (ATP) attraverso i processi ossidativi; nel lavoro anaerobico
diventano i soli macronutrienti che contribuiscono alla sintesi di ATP. Durante un esercizio
aerobico intenso il vantaggio di selezionare il metabolismo dei carboidrati si traduce in un
trasferimento di energia più rapido, che è il doppio di quello dei grassi e delle proteine.
23, 4
1.1.2 Lipidi
I lipidi sono molecole che hanno gli stessi elementi strutturali dei carboidrati, ma
differiscono in modo significativo nel legame degli atomi. Si suddividono in: lipidi
semplici, lipidi composti e lipidi derivati.
I lipidi semplici sono costituiti principalmente dai triacilgliceroli, molecole che si formano
attraverso reazioni di condensazione tra glicerolo e acidi grassi. In tutti i cibi contenenti
lipidi sono presenti acidi grassi saturi e insaturi, come una miscela in differenti
proporzioni. Gli acidi grassi saturi si trovano principalmente nei grassi animali del manzo,
agnello, maiale,pollo, tuorlo d’uovo e in prodotti caseari come panna, burro e formaggi.
Gli acidi grassi insaturi si suddividono in monoinsaturi e poliinsanturi; si trovano
principalmente nell’olio d’oliva, olio d’arachidi, di mandorle,di soia e nell’avocado.
Secondo i ricercatori favorire l’assunzione di grassi insaturi apporta importanti benefici
alla salute, minimizzando l’aumento di peso e il rischio di malattie.
11, 12
I lipidi composti rappresentano il 10% dei grassi totali del corpo. I fosfolipidi, un gruppo di
triacilgliceroli modificati, contribuiscono a mantenere l’integrità strutturale delle cellule;
giocano un ruolo importante nei processi di coagulazione del sangue e nelle strutture di
isolamento elettrico delle fibre nervose. Altri lipidi composti sono rappresentati dai
glicolipidi e dalle lipoproteine idrosolubili. Quest’ultime forniscono la principale forma di
trasporto dei lipidi nel sangue.