Corpi chetonici chimera o realtà. Un occhio alla letteratura scientifica

In questo articolo ci occuperemo di capire se il cosiddetto Raspberry ketone , che deve il nome al suo gusto più famoso, oltre a incrementare le prestazioni può far male. Ottimizzare l’allenamento e la performance attraverso le strategie nutrizionali è costantemente al centro dell’attenzione degli sportivi. Da sempre carboidrati e grassi sono considerati la fonte principale di energia per l’attività muscolare. Recentemente, l‘attenzione degli sportivi e dei preparatori si è rivolta ai corpi chetonici e al loro uso per migliorare la prestazione sportiva. Nell’articolo cerchiamo di comprendere se e come questi possono realmente influire positivamente sulle nostre prestazioni.

Corpi chetonici, cosa sono e a cosa servono?

Un corpo chetonico, aceto-acetato, acetone e β-idrossibutirrato (β-HB) forma un insieme di composti biochimici prodotti dal fegato in condizioni di scarsa disponibilità di carboidrati o in caso di prolungato digiuno. Sono considerati una fonte energetica alternativa per gran parte dei nostri organi come: cervello, cuore e muscoli. Il substrato principale dei chetoni sono gli acidi grassi a catena libera, rilasciati dal tessuto adiposo. Oltre questi, anche gli amminoacidi chetogenici contribuiscono alla formazione di corpi chetonici, seppur in una minima quota. La loro produzione avviene nei mitocondri (i polmoni delle cellule) degli epatociti. La produzione consta di diverse reazioni biochimiche che in ultimo portano alla produzione di β-HB che costituisce la forma circolante nel sangue. Il β-HB, reclutato dai mitocondri delle cellule muscolari, viene nuovamente ridotto ad aceto-acetato e utilizzato per la produzione finale di ATP, che costituisce il carburante principale per le cellule.

Come influiscono sul nostro metabolismo?

L’attivazione della chetogenesi e il successivo utilizzo dei chetoni quale fonte di energia determinano diversi effetti sul nostro metabolismo:

  • Riduce l’utilizzo del glicogeno (la riserva di carboidrati presente nel nostro organismo, in muscoli e fegato);
  • Minor produzione di lattati;
  • Riduce la dipendenza da trigliceridi intramuscolari (utilizzati quale fonte energetica in caso di sforzo muscolare intenso).

Come cambia il metabolismo durante l’attività sportiva?

Per quanto riguarda l’attività sportiva i corpi chetonici possono regolare processi adattativi del muscolo scheletrico migliorandone la performance. In particolare, l’utilizzo del corpo chetonico quale fonte di energia ha l’effetto di favorire la sintesi di proteine e la produzione di glicogeno da parte dei muscoli. Normalmente i chetoni sono presenti nel sangue in una concentrazione <0.1 mM. Dopo un prolungato esercizio anaerobico la loro concentrazione può aumentare fino a 0.3-2 mM (seppure il valore dipende dal tipo e dall’intensità dell’esercizio). I valori ematici ideali di corpi chetonici per implementare la nostra prestazione sportiva dovrebbero essere tra 1 e 3 mM.

Durante l’aumento dell’intensità dell’attività sportiva il nostro organismo impiega risorse presenti all’interno dei muscoli (sia grassi -trigliceridi- che zuccheru -glicogeno-) in proporzione all’intensità dello sforzo. In condizioni di esaurimento di queste riserve avviene l’attivazione del metabolismo dei corpi chetonici. I muscoli sono la fonte principale di corpi chetonici nel nostro corpo e la loro concentrazione può aumentare fino a 5 volte durante l’attività fisica. Anche per il corpo chetonico la concentrazione ematica e il suo utilizzo quale fonte di energia è influenzato da diversi fattori quali: stato metabolico, allenamento e intensità dell’esercizio.

Metabolismo dei chetoni endogeni

In condizioni normali, dopo una notte di digiuno e di riposo la concentrazione ematica di chetoni (chetonemia) generalmente è pari a <0.1mM. Durante un esercizio fisico da leggero a moderato e dopo una notte di digiuno la chetonemia aumenta del 50-75%, ciò indica che un muscolo in attività presenta una maggior capacità di estrarre chetoni dal sangue che in condizioni di riposo. Tuttavia quando la chetonemia raggiunge concentrazioni pari a 2.5 mM (dopo oltre 72 di digiuno) la capacità di aumentare la disponibilità di corpi chetonici con l’esercizio fisico è abolita.

Corpi chetonici esogeni e loro influenza sull’attività sportiva

Recentemente molti ricercatori hanno indagato sulla possibilità di fornire chetoni esogeni. La forma più efficace per consentire un’immediata disponibilità di corpi chetonici per l’attività muscolare sono gli esteri di chetoni.  La loro somministrazione consente di aumentarne la biodisponibilità in tempi relativamente brevi. I corpi chetonici sono una fonte di energia ideale poiché permettono di ottenere una notevole quantità di energia con modesto impiego di ossigeno. L’effetto principale, tuttavia, dei corpi chetonici è quello di consentire di preservare a livello muscolare le risorse di glicogeno. Ciò consente all’atleta di avere la biodisponibilità di risorse energetica ad alta resa e immediato reclutamento per i momenti più critici e impegnativi della prestazione sportiva.

Influenza dei corpi chetonici nella fase di recupero post-attività

Anche nella fase di recupero post-attività una concentrazione alta di corpi chetonici sembra favorire il recupero muscolare in particolare:

  • favorendo la sintesi di glicogeno nel muscolo;
  • mediando messaggi molecolari che favoriscono la proliferazione di cellule muscolari satelliti e di conseguenza la rigenerazione muscolare.

Effetti collaterali dei corpi chetonici

Una elevata concetrazione di corpi chetonici potrebbe causare alcuni disturbi gastrointestinali, quali nausea, vomito o diarrea. Pochi di questi effetti sono stati valutati in corso di utilizzo di corpi chetogeni esogeni durante l’attività sportiva, tuttavia il loro impiego richiede sempre una certa cautela.

 

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Nell’immagine, tratta dal The Journal of Physiology, sono illustrati gli effetti dei derivati dei corpi chetonici sia a livello metabolico che a livello cellulare. In particolare, nel diagramma in alto sono illustrati gli effetti sia sul metabolismo glucidico che su quello lipidico. Si instaura  uno shift metabolico verso l’impiego dei chetoni quale fonte di energia con il conseguente risparmio delle riserve glucidiche del muscolo. Inoltre la biodisponibilità di corpi chetonici favorisce il recupero muscolare stimolando la replicazione cellulare e riducendo lo stress ossidativo.

Conclusioni

L’attivazione del metabolismo dei corpi chetonici, quale fonte di energia, sembra avere effetti positivi sulla prestazione sportiva. Tale effetto è il risultato della combinazione sia della preservazione delle risorse energetiche a livello muscolare (glicogeno) che di una  produzione ottimizzata di energia (rapporto tra produzione di energia e costo in termini di ossigeno). Inoltre sembra che favoriscano la produzione di ormoni, quali le catecolamine in grado di migliorare la nostra performance sportiva. Restano, tuttavia, da chiarire ancora alcuni effetti metabolici per quanto riguarda il metabolismo lipidico. Uno degli effetti dell’attivazione del metabolismo dei corpi chetonici è l’inibizione della lipolisi che potrebbe influire negativamente sulle attività sportiva di resistenza.

In sintesi:

  • l’utilizzo di chetoni, quale fonte principale di energia, da parte del nostro corpo consente una produzione ottimizzata di energia (risparmiando ossigeno);
  • consente al muscolo, in condizioni di lavoro costante e non massimale, di preservare risorse quali il glicogeno utile invece per sforzi ad alta intensità (conservare le nostre risorse magari per uno sprint finale);
  • il range ottimale di chetonemia per ottenere benefici sulla performance sportiva è tra 1 e 3mM;
  • la biodisponibilità di chetoni favorisce il recupero muscolare;
  • gli effetti positivi dei corpi chetonici sono più evidenti in atleti già allenati  (sia dal punto di vista metabolico, abituati a digiuni e/o lunghi sforzi, che dal punto di vista muscolare, con maggior capacità di attingere a più risorse per la produzione di energia).

Con i dati attualmente disponibili possiamo concludere che l’attivazione del metabolismo dei corpi chetonici richiede necessariamente la loro assunzione per via esogena. L’utilizzo di questa fonte di energia ha diversi effetti positivi sulla nostra performance sportiva e sulla capacità di recupero muscolare. Non si tratta di un’acqua miracolosa e spesso è richiesto un buon grado di allenamento perché tali effetti positivi siano realmente apprezzabili.

Di Vincenzo Davide Catania

Vincenzo Davide Catania ha 35 anni e vive tra i ridenti colli di Bologna dove lavora come Chirurgo Pediatra presso l’Ospedale Sant’Orsola. Sposato con una donna meravigliosa che gli ha regalato 2 piccoli angeli, Giulia ed Emanuela. La passione per il ciclismo riemerge nei ricordi adolescenziali delle epiche imprese del Pirata, delle roboanti vittorie di Cipollini e Petacchi e delle imprese, nelle fredde terre del Nord, di Bartoli. Passista per natura e vocazione, nel poco tempo libero, spesso rubato al sonno alle prime luci dell’alba, coltiva la propria passione per la bici in una sfida costante con se stesso nella scoperta di nuovi e stimolanti percorsi che lo riportino ad un contatto puro con la natura delle montagne e del bosco.

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