I CARBOIDRATI
I carboidrati (o zuccheri) sono alimenti derivati dalle piante, ad eccezione del lattosio (contenuto nel latte) e piccole quantità di glicogeno di origine animale.
SI suddividono in monosaccaridi (1 sola molecola di zucchero), disaccaridi (2 molecole di zucchero), polisaccaridi (>3 molecole di zucchero).
MONOSACCARIDI
Una singola molecola di zucchero è il mattoncino basico con cui vengono costruite le molecole più complesse (oligosaccaridi e polisaccaridi).
Ve ne sono di tre tipi: il glucosio, il fruttosio, il galattosio.
GLUCOSIO: è il cardine di tutti gli zuccheri, sia in quanto largamente presente in moltissimi alimenti, sia in quanto molte molecole biochimiche all'interno dell'organismo vengono scomposte in glucosio, che diviene la più utilizzata e frequente molecola di scambio. Con la gluconeogenesi il fegato produce glucosio a partire da altri zuccheri o da aminoacidi, glicerolo, piruvato e lattato). Il glucosio può essere utilizzato per produrre energia, per costruire glicogeno (un accumulatore di glucosio) nel fegato o nei muscoli, oppure venire convertito in grasso.
FRUTTOSIO: è il più dolce degli zuccheri semplici, presente in grande quantità in miele e nella frutta. Se consideriamo che il saccarosio (zucchero bianco da cucina) ha un potere dolcificante pari a 100, il fruttosio ha un potere di 173, mentre il glucosio ha 74 ed il galattosio 32. Il fruttosio non è una valuta utilizzabile nell'organismo, ma viene convertito dal cambiavalute-fegato in moneta glucosio.
GALATTOSIO: in natura non esiste come singola molecola, ma solo accoppiato ad una molecola di glucosio per formare il lattosio, lo zucchero presente nel latte. Anch'esso non è una moneta corrente, quindi deve rivolgersi al fegato per essere cambiato in valuta glucosio.
DISACCARIDI
Quando i singoli mattoni rappresentati dai monosaccaridi si uniscono in due si realizzano i disaccaridi.
Assieme ai monosaccaridi costituiscono il gruppo dei cosiddetti "zuccheri semplici": appartengono ai disaccaridi il saccarosio, il lattosio ed il maltosio.
SACCAROSIO: è la somma tra 1 glucosio ed 1 fruttosio, costituendo non solo il disaccaride più frequente ma purtroppo anche un importante fonte energetica (in USA addirittura il 25% delle calorie giornaliere si stima provengano da saccarosio). E' naturalmente presente nella barbabietola, nella canna da zucchero, nel miele, nello sciroppo d'acero. Ricordo che il suo potere dolcificante è pari a 100.
LATTOSIO: è la somma tra 1 glucosio ed 1 galattosio. E l'unico zucchero che non è di origine vegetale essendo prodotto dalla ghiandola mammaria (in genere della mucca). E' il meno dolce avendo un potere dolcificante pari a 16.
MALTOSIO: è la somma tra 2 molecole di glucosio. E' presente nella birra, nei cereali e nei germogli e viene rapidamente scisso in due e trasformato in glucosio, prontamente utilizzabile.
POLISACCARIDI
Quando più di due perline di monosaccaridi si uniscono per creare braccialetti, collane di varia lunghezza si parla di polisaccaridi: possono essere oligosaccaridi (da 3 a 10 perline) o polisaccaridi (da 11 a migliaia di perle). Entrambi fanno parte della categoria dei cosiddetti zuccheri complessi.
Il polisaccaridi possono essere di origine sia vegetale sia animale e possono essere commestibili oppure no.
POLISACCARIDI VEGETALI: sono gli amidi (digeribili) e le fibre (non digeribili)
L'amido è una delle forme in cui i polisaccaridi si costituiscono nelle piante: si trovano nei semi, nel mais, nelle varie granaglie con cui si realizzano pane, pasta e prodotti di pasticceria. L'amido rappresenta circa il 50% della quantità degli zuccheri assunti con la dieta. Grandi quantità sono inoltre presenti in patate, piselli, fagioli e tuberi. Il tipo di forma assunta dai polisaccaridi può essere a catena lineare di glucosio (amilosio), oppure a struttura ramificata (amilopectina): entrambi sono digeribili, ma mentre le amilopectine lo sono velocemente, l'amilosio lo è lentamente.
Le fibre non sono digeribili poiché resistono agli enzimi intestinali, benché una parte vada incontro a fermentazione grazie alla flora batterica intestinale, contribuendo a produrre derivati che possono essere assorbiti. Derivano solo dalle piante, di cui costituiscono le foglie, i rami, le radici, i semi, la buccia della frutta. Nelle pareti cellulari vi sono diversi tipe di fibre, in particolare la cellulosa (la molecola organica più abbondante del pianeta), l'emicellulosa, la pectina, la lignina. All'interno delle piante troviamo altre fibre, quali le mucillagini e le gomme.
FIBRE E SALUTE: numerosi studi hanno indicato che un elevato utilizzo di fibre sono correlate con una bassa incidenza di obesità, diabete, disturbi digestivi, tumori (bocca, faringe, laringe, esofago, stomaco), malattie cardiache. Molti dei carboidrati utilizzati per la produzione di cibi comuni (pane, pasta, riso, ...) vengono raffinati per migliorare le caratteristiche di lavorazione e dell'aspetto "estetico" e di gusto finale, con progressiva e significativa perdita di fibre. Un carboidrato non impoverito delle fibre viene per questo motivo chiamato "integrale". La quantità giornaliera raccomandata di fibre è pari a circa 30 grammi. Le fibre contengono molta acqua quindi aumentano i volumi dei residui alimentari nel tratto intestinale, riducendo i tempi di transito e le problematiche di stipsi. La loro presenza rallenta l'assorbimento degli zuccheri dall'intestino, riducendo i bruschi aumenti della glicemia quindi conferendo agli alimenti un ridotto indice glicemico, producendo una minore risposta di secrezione insulinica. Nel consumo giornaliero di carboidrati dovrebbe essere evitati gli "zuccheri semplici" (mono/di-saccaridi) e preferiti gli "zuccheri complessi" di tipo integrale.
POLISACCARIDI ANIMALI: sono rappresentati dal glicogeno, che è la forma con cui il glucosio vene stoccato in depositi nel fegato e nei muscoli. Il glicogeno può contenere da 100 a 30.000 molecole di glucosio. Una persona di 80kg contiene circa 500g di glicogeno, di cui 400g nei muscoli e 100g nel fegato; altri 3 g sono presenti nel sangue sotto forma di glucosio. Considerando che 1g di glucosio o di glicogeno produce 4kcal di energia, ipotizzando di sfruttare tutti gli zuccheri presenti nel corpo umano, la quantità di calori disponibili dagli zuccheri è di 2000kcal (equivalenti ad una corsa di 30-35km). La glicogenolisi è la scissione del glicogeno in glucosio: esiste però una sostanziale differenza tra il glicogeno muscolare e quello del fegato, ossia che mentre quello del fegato può venire trasformato in glucosio ed uscire nel sangue per portare energia a tutte le cellule dell'organismo, quello dei muscoli può essere utilizzato solo per quei muscoli dove esso è contenuto. Una volta esaurite tutte le scorte di glicogeno, si avvia la neoglucogenesi, un processo che produce glucosio partendo dalle proteine. I livelli di glucosio e glicogeno sono controllati principalmente da due ormoni: insulina e glucagone. Quando la glicemia aumenta le cellule beta del pancreas producono insulina, un ormone che permettere al glucosio presente nel sangue di entrare nelle cellule e quindi di abbassare la glicemia. Viceversa quando la glicemia è bassa le cellule alfa del pancrea secernono nel sangue il glucagone, un ormone che nel fegato stimola la glicogenolisi (demolizione del glicogeno in glucosio) e la neoglucogenesi (produzione di glucosio).Una dieta povera di zuccheri tende a far diminuire le riserve di glicogeno, mentre una ricca in zuccheri può riuscire a raddoppiare la quantità di glicogeno: il limite masso di glicogeno accumulabile è di 15g per kg di massa.
GLICOGENO E DIETA: il tipo di dieta influisce in modo significativo sulle quantità di glicogeno presenti nei muscoli. Tre giorni di una dieta iperlipidica e a basso contenuto di carboidrati (5% del totale delle calorie dagli zuccheri) è in grado di ridurre di quasi tre volte il contenuto di glicogeno e di dimezzare la capacità di resistenza, rispetto ad una dieta correttamente bilanciata. Viceversa tre giorni di dieta ipolipidica e iperglucidica (80% del totale delle calorie dagli zuccheri) è in grado di raddoppiare il contenuto di glicogeno e di aumentare la capacità di resistenza di 1,5 volte (+50%), rispetto ad una dieta correttamente bilanciata.
DOSI GIORNALIERE di CARBOIRDATI RACCOMANDATE : circa il 40-50% delle calorie giornaliere della dieta dovrebbero prevenire dai carboidrati, preferibilmente polisaccaridi, possibilmente integrali. Se una persona svolge un attività sportiva regolare, a seconda della quantità di esercizio la quota calorica proveniente da carboidrati dovrebbe rappresentare il 50-70% del totale delle calorie consumate (=8-10g per kg di massa).
I RUOLI DEI CARBOIDRATI: fonte di energia, risparmio delle proteine, attivazione del metabolismo, nutrimento del cervello sono i 4 ruoli svolti dagli zuccheri.
1 - fonte di energia: sono il principale substrato energetico soprattutto durante il lavoro fisico, tanto più utilizzati quanto più intenso è l'esercizio. Da 1 grammo di zucchero si ricavano 4 kcal. La dose giornaliera deve essere finalizzata a mantenere le scorte di glicogeno: dose eccessive rispetto al fabbisogno vengono trasformate ed immagazzinate sotto forma di grassi.
2 - risparmio di proteine: quando le scorte di glicogeno, il fegato attiva la gluconeogenesi, grazie alla quale gli aminoacidi delle proteine (soprattutto quelle che costituiscono la massa muscolare) vengono convertite in glucosio.
3 - attivazione del metabolismo dei grassi: la combustione fisiologica dei grassi non può avvenire in assenza di zuccheri (da cui il detto "i grassi bruciano al fuoco degli zuccheri"). In assenza di zuccheri la degradazione dei grassi rimane incompleta con formazione di corpi chetonici che si accumulano nel sangue, producendo la condizione chetosi o nei casi più gravi la chetoacidosi.
4 - energia per il cervello: la condizione nobiliare del cervello pretende che la sua tavola venga imbandita con glucosio. Solo di quello esso si nutre, ma sventuratamente non ne possiede scorte (glicogeno), quindi anche per una breve interruzione del flusso di sangue esso va in sofferenza. In condizione di parziale carenza cronica esso può adattarsi per un tempo limitato a fare uso di grassi (chetoni).
I CARBOIDRATI DURANTE L'ESERCIZIO: in corso di esercizio fisico l'organismo utilizza una miscela di carburante fatto di zuccheri e grassi, la cui rispettiva percentuale è variabile a vari fattori, tra cui i principali sono la durate dell'esercizio e la sua intensità. Tanto più breve ed intenso sarà l'esercizio tanto più nella miscela sarà alta la quota di zuccheri. Tanto più lungo e leggero sarà l'esercizio tanto più nella miscela sarà alta la quota di grassi. Quando si avvia l'esercizio i muscoli utilizzano il glicogeno contenuto al proprio interno, mentre il fegato aumenta il rilascio nel sangue delle sue scorte. Un aumento della glicemia durante lo sforzo (ad es. da bevande energetiche) inibisce l'utilizzo di quello proveniente da fegato e muscoli, preservandone le rispettive scorte.
Intensità: durante l'esercizio vengono liberati adrenalina, noradrenalina e glucagone, mentre viene inibita la secrezione di insulina. Ciò fa sì che venga attivata la glicogenolisi nel fegato e nel muscolo: glucosio si viene riversato nel sangue per far fronte all'aumento delle esigenze. Inizialmente il processo inizia dai muscoli che per i primi minuti funzionano grazie alle loro scorte interne. In un secondo momento viene attivato anche il fegato che inizia a riversare nel sangue glucosio. A seconda dell'intensità dell'esercizio dopo 40' il muscolo assorbe da 7 a 20 volte di più zucchero dal sangue, rispetto a quanto ne assorbe a riposo. Tanto più l'esercizio è intenso e breve, tanto maggiore nella miscela energetica si utilizzerà glucosio, con marginale contributo dei grassi. Le scorte di zuccheri sotto forma di glicogeno non sono però molte, per cui dopo un'ora di corsa intensa rimane solo il 50% delle scorte, che nel giro di 2 ore possono venire azzerate (il classico "muro" del maratoneta a circa 35km). Ricordo che da 1 grammo di zucchero si ottengono 4kcal di energia, ma che per unità di ossigeno consumata i carboidrati generano il 6% in più di energia rispetto i grassi (per bruciare grasso serve più ossigeno, che per bruciare lo zucchero). Quindi gli zuccheri sono un carburante di potenza (per andare "forte ma vicino"), mentre i grassi sono un carburante di resistenza (per andare "piano e lontano").
Durata: nei primi minuti di un esercizio di intensità moderata tutta l'energia proviene dagli zuccheri; dopo 30 minuti circa il 50% proviene da zuccheri ed il restante 50% dai grassi; con il progredire della durata dell'esercizio i grassi divengono preponderanti. Quando dopo circa 2 ore le scorte di zuccheri sono prossime allo zero, il motore può andare avanti a solo carburante-grassi, ma al prezzo di diminuire la velocità di crociera che deve necessariamente essere più lenta (grossomodo della metà rispetto alla velocità della carburante-zuccheri). L'ossidazione dei grassi infatti avviene più lentamente e richiede una maggiore quantità di ossigeno. La fatica (o addirittura il "muro") compare proprio quando le scorte di zucchero sono esaurite, in quanto "i grassi bruciano al fuoco degli zuccheri": un minimo di zucchero è sempre necessario, altrimenti il puro metabolismo dei grassi non porta molto lontano, verosimilmente per l'acidificazione dovuta alla produzione di chetoni e per l'avvio del catabolismo delle proteine muscolari per produrre energia. Ricordo che il glucosio liberato dal glicogeno di un muscolo non può uscire dal muscolo stesso: un muscolo inattivo mantiene integro il contenuto di glicogeno e non è in grado di prestare il suo glicogeno ad un muscolo in sofferenza.