Esercizio Fisico e Corpi Chetonici: Quale Legame?

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Una fonte energetica alternativa ai carboidrati e ai grasso sono i corpi chetonici, vale a dire acetoacetato (AcAc), acetone e β-idrossibutirrato (βHB), che sono prodotti nel fegato, durante alcuni stati fisiologici e strategie nutrizionali. Ciò si traduce in una ridotta disponibilità di carboidrati. Questa privazione del glucosio ed elevazione concomitante di acidi grassi liberi (FFA), porta alla produzione di questi corpi chetonici per sostituire il glucosio come combustibile primario per i tessuti: cervello, cuore e osso. Oltre ad avere un ruolo come fonte alternativa di carburante, questi corpi hanno effetti anti-lipolitici sul tessuto adiposo e una potenziale attenuazione della proteolisi nel muscolo scheletrico. Nonostante queste osservazioni, i corpi chetonici possono anche agire come molecole di segnalazione per regolare l’espressione genica e risposte adattive. Inoltre, il ruolo terapeutico di questi corpi chetonici, è stato proposto in una varietà di stati patologici, come malattie genetiche e patologie neurodegenerative.

METABOLISMO DEI CORPI CHETONICI DURANTE L’ESERCIZIO FISICO

Lo smaltimento di corpi chetonici nel muscolo scheletrico umano è fino a 5 volte  in più durante l’esercizio fisico. L’ossidazione tramite utilizzo dei corpi chetonici, produce quozienti respiratori di 1,00 e 0,89. Come i carboidrati e i grassi, il metabolismo di questi corpi durante l’esercizio, è influenzato da una varietà di fattori, tra cui stato metabolico, stato di fitness e intensità dell’esercizio fisico. Durante l’esercizio fisico prolungato di bassa / moderata intensità, eseguito di primo mattino, dopo il riposo notturno, il muscolo ha una maggiore capacità di estrarre i chetoni dal sangue. Tuttavia, quando la chetoniemia supera i 2,5 mM, come dopo 72 ore di digiuno, l’aumento di corpi chetonici, indotto dall’esercizio, viene limitato. Dopo una notte di digiuno, il contributo energetico varia dal 2 al 10%. Inoltre, c’è un’attenuazione progressiva dell’ossidazione dei corpi chetonici con l’aumento della chetonemia e quindi la mobilitazione dei corpi non è il fattore che limita la loro ossidazione nel muscolo scheletrico. Questa attenuazione indotta dall’esercizio suggerisce che al di sopra di una cetra soglia, i muscoli scheletrici diventano saturi nella loro capacità di ossidarli e / o che l’iperchetanemia stessa, funga da feedback negativo, inibendo l’ossidazione degli stessi. Una loro eccessiva ossidazione a livello muscolare, potrebbe minacciare sopravvivenza, perché in deficit nutrizionale, questo substrato occorre agli organi.

METABOLISMO DEI CORPI CHETONICI NEL POST ESERCIZIO

I corpi chetonici aumentano gradualmente durante l’esercizio prolungato fino a 0,2 a 0.4 mM. Alla cessazione dell’esercizio fisico, il tasso di comparsa dei corpi chetonici aumenta e la chetogenesi supera la chetolisi. A livello meccanicistico, la regolamentazione risiede in diversi siti tra cui: malonil CoA (trasporto di grasso negli epatociti tramite CPT-1), disponibilità di Ac-CoA per la chetogenesi e l’ossaloacetato per il ciclo TCA. Inoltre, le azioni dell’insulina e del glucagone esercitano una forte influenza attraverso l’attivazione e l’inibizione di Ac-CoA carbossilasi (ACC), che catalizza la sintesi di malonil CoA. Quando il glicogeno epatico diventa minore: il rapporto di insulina è elevato, la sintesi del malonil CoA è ridotta, portando a una diminuzione dell’inibizione del trasporto del grasso negli epatociti e di conseguenza elevati livelli di Acetil-CoA. Questi meccanismi di regolamentazione sono sensibili alle manipolazioni dei nutrienti prima e dopo l’esercizio aerobico.

Un’abolizione della chetosi post-esercizio, è riscontrata in risposta all’esercizio aerobico. L’intensità dell’esercizio fisico è il determinante chiave della risposta metabolica / ormonale, delle catecolamine, mobilizzazione dei grassi / glicogeno. Un’elevata assunzione di carboidrati prima dell’esercizio, attenua la chetosi post esercizio, indipendentemente dallo stato di allenamento, mentre la restrizione di carboidrati, aumenta la chetosi nel post attività. L’ngestione di glucosio dopo 2 ore di recupero, e di alanina durante il recupero, attenuano la chetosi post esercizio, ma l’effetto di inibizione del glucosio non si vede quando viene ingerito immediatamente dopo l’esercizio. L’ngestione di alanina, aumenta l’attività mitocondriale (di ossalacetato) nel fegato, permettendo la condensazione con Ac-CoA e deviazione dalla chetogenesi. Questo suggerisce chela risposta della chetosi nel post esercizio, è determinata dal grado di deplezione del glicogeno epatico e ridotto flusso glicolitico, mentre nel recupero di alcune ore, questo processo è sotto controllo dell’nsulina e grassi correlati all’assunzione nutrizionale.

CONSEGUENZE METABOLICHE DELLA CHETOSI NEL POST-ESERCIZIO

Il ruolo fisiologico della chetosi post esercizio è di reintegro del glicogeno muscolare, durante i periodi di bassa disponibilità di carboidrati. Durante il periodo di recupero post-esercizio, la risintesi del glicogeno muscolare ha un alta priorità metabolica ed è facilitata da un aumento di ossidazione dei grassi e risparmio dei carboidrati (in quanto una deplezione di glicogeno epatico è di ostacolo allo sforzo di un muscolo che ha esaurito le sue riseve di glicogeno e che quindi ha bisogno di quello epatico). Il contributo della chetosi post esercizio, è dato dalla capacità dei corpi chetonici di inibire la glicolisi e aumentare la conversione del glucosio in glicogeno. L’esaurimento del glicogeno muscolare è solo una componente nel recupero post-esercizio e le strategie nutrizionali per un ottimo recupero, devono comprendere l’ingestione di proteine, per limitare la rottura delle proteine muscolari e aumentarne la loro sintesi. I corpi chetonici hanno anche effetti sul risparmio di proteine nel muscolo scheletrico, con una ridotta ossidazione della leucina.

BIBLIOGRAFIA

M. Evans et. al. “Metabolism of ketone bodies during exercise and training: physiological basis for exogenous supplementation” J Physiol 595.9 (2017) pp 2857–2871

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Dott. Fabio Perna

Chinesiologo Clinico (Specialista in Esercizio Fisico Adattato). Aree di interesse: Osteoporosi - Cardiopatie - Recupero Motorio Post-riabilitativo - Rieducazione Posturale - Malattie Metaboliche (Diabete Mellito, Sindrome Metabolica, Obesità) Consulenza: dott.fabioperna@gmail.com

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