Flessibilità metabolica ed esercizio

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La flessibilità metabolica è la capacità di rispondere o adattarsi ai cambiamenti condizionali della domanda metabolica. Questo concetto complesso è stato esposto alla base dell’insulino-resistenza e dei meccanismi che regolano la selezione del carburante tra glucosio e acidi grassi, evidenziando a sua volta, l’inflessibilità metabolica caratteristica nei soggetti con obesità e diabete di tipo 2.

Nel seguente articolo, affronteremo in dettaglio il concetto di flessibilità metabolica basato su ciò che dice la letteratura. Inoltre, contestualizzeremo il termine in relazione al contesto patologico e all’importanza dell’esercizio fisico.

Che cos’è la flessibilità metabolica?

La flessibilità metabolica è descritta come la capacità di un organismo di rispondere o adattarsi secondo la richiesta metabolica o energetica del momento.

Questa capacità di adattamento del metabolismo si ottiene percependo, trafficando, immagazzinando e utilizzando il substrato, a seconda della disponibilità e delle esigenze energetiche.

Per esempio, la flessibilità metabolica è essenziale per mantenere l’equilibrio energetico in tempi di eccesso o restrizione calorica, e in tempi di bassa o alta domanda di energia, come durante l’esercizio (1).

Recenti studi sulla fisiologia dell’esercizio, hanno contribuito molto a identificare possibili meccanismi prodotti prima di una possibile inflessibilità metabolica, che per certi versi, è molto caratteristica nell’uso o domanda di carburante nelle popolazioni con sindrome metabolica, obesità e diabete tipo II.

Come è noto, ci sono molteplici fattori che influenzano la flessibilità metabolica, come la composizione della dieta e la frequenza di alimentazione, l’allenamento fisico e l’uso di composti farmacologici (2).

Da dove viene il termine flessibilità metabolica?

Il concetto più comune di flessibilità metabolica, è stato proposto in un contesto di selezione del combustibile in seguito alla transizione da uno stato di digiuno a uno di alimentazione, principalmente il digiuno e la sua relazione con la stimolazione dell’insulina per spiegare la resistenza all’insulina(3).

D’altra parte, Randle et al (1963), hanno già presentato un principio per spiegare l’elevata ossidazione degli acidi grassi e la ridotta ossidazione del glucosio alla base di ciò che sarebbe la resistenza all’insulina e il diabete tipo 2.

inflessibilità metabolica
Immagine 1 – Principali differenze tra flessibilità e inflessibilità metabolica.

Questi concetti di inflessibilità metabolica sono stati poi riconsiderati nella popolazione diabetica di tipo II in condizioni di post-assorbimento, poiché, il muscolo scheletrico è noto per avere un’elevata ossidazione del glucosio e una diminuita ossidazione degli acidi grassi (5).

Il termine flessibilità metabolica si è evoluto fino a comprendere altre circostanze e tessuti metabolici, oggi è contestualizzato più in riferimento a una adattabilità fisiologica basata su uno stato patologico e una richiesta energetica specifica dell’esercizio fisico.

L’importanza della flessibilità metabolica

Il fegato, il tessuto adiposo e il muscolo governano la flessibilità metabolica sistemica e gestiscono il rilevamento dei nutrienti, l’assorbimento, il trasporto, lo stoccaggio e il dispendio energetico comunicando attraverso i segnali prodotti dal sistema endocrino.

A livello molecolare, la flessibilità metabolica dipende dalla configurazione delle vie metaboliche, che sono regolate da enzimi e fattori di trascrizione specifici, molti dei quali interagiscono strettamente con i mitocondri.

Tuttavia, come spiegato sopra, in un contesto patologico o caratteristico di vita sedentaria e cattiva alimentazione, questa omeostasi in cui si trova l’organismo è alterata da una diversa domanda e consumo di substrati energetici, che porta o può portare a lungo termine in insulino-resistenza, sindrome metabolica, diabete di tipo II e obesità (6).

Esercizio fisico e flessibilità metabolica

L’esercizio fisico è un’altra condizione fisiologica che richiede flessibilità metabolica per abbinare la disponibilità di carburante alle esigenze metaboliche e soddisfare le richieste energetiche.

La durata e l’intensità dell’esercizio possono influenzare profondamente la domanda di energia, dipendendo così dalle riserve energetiche e dalle vie cataboliche in modi molto diversi (7).

D’altra parte, l’esercizio fisico dipende da una certa “plasticità muscolare”, riferendosi alla capacità del muscolo di adattarsi e rispondere a una varietà di stimoli, compresa la flessibilità metabolica.

L’allenamento, inteso come stato stazionario, può quindi alterare l’immagazzinamento e la disponibilità di carburante per il muscolo scheletrico (8).

L’esercizio fisico, a sua volta, comporta risposte metaboliche che rispondono a condizioni uniche per il soggetto, così come altre che sono esterne al soggetto. Per esempio, la temperatura, l’umidità, l’abbigliamento, il cibo, l’età, il sesso, tra gli altri, fattori che condizionano la via metabolica che predominerà in quel momento.

Ci sono anche meccanismi che favoriscono la migliore via metabolica per garantire l’efficienza in termini di assunzione di energia necessaria. Dove la massa muscolare, il fegato e il tessuto adiposo sono i grandi serbatoi di energia, poiché, governeranno la flessibilità metabolica in uno stretto legame con il sistema endocrino.

Il ruolo dei mitocondri nella flessibilità metabolica

La flessibilità metabolica coinvolge il mitocondrio, essendo quell’organello che facilita l’entrata in misura maggiore o minore dei macronutrienti per l’ossidazione o l’utilizzazione. Battaglia et al (2012) hanno dimostrato che una buona massa muscolare potrebbe migliorare la flessibilità metabolica e che nella popolazione obesa il metabolismo dei grassi è aumentato (9).

D’altra parte, è noto che dopo una dieta ricca di carboidrati, l’indice glicemico aumenta e quindi anche l’insulina, aumentando l’assorbimento del glucosio e la sua degradazione intracellulare.

Al tempo stesso, l’utilizzo degli acidi grassi è inibito, in modo che l’inclusione degli acidi grassi trasportati dalla carnitina sarà limitata nel loro ingresso nei mitocondri.

Acidi grassi e loro utilizzo in individui allenati e non allenati.
Immagine 2 – Acidi grassi e la loro utilizzazione in individui allenati e non allenati.

Quindi, elevate quantità di glucosio nel sangue sono definitive dell’utilizzazione di questo nutriente a livello mitocondriale mentre inibiscono l’utilizzazione dei grassi.

Nonostante questo, se lo scopo è quello di utilizzare in modo significativo i grassi durante l’esercizio, ma prima dell’esercizio vengono ingeriti cibi ad alto contenuto di carboidrati, il risultato è quello di dirigere il metabolismo verso il glucosio con una simultanea limitazione dell’utilizzo dei grassi.

Flessibilità metabolica e utilizzo dei grassi

Quando gli acidi grassi non vengono utilizzati vengono sintetizzati in trigliceridi e immagazzinati. L’aumento del piruvato prodotto nella glicolisi accelera ulteriormente l’ossidazione del glucosio e l’inibizione della lipolisi e della beta-ossidazione (10).

Questo significa che è facile immaginare come possiamo provocare un’inflessibilità metabolica di tipo fisiologico se erroneamente mangiamo un certo cibo prima dell’esercizio, principalmente cibi multiprocessati o ricchi di grassi raffinati e zuccheri, che come già sappiamo, peggiorano anche la composizione corporea aumentando il grasso viscerale.

D’altra parte, è noto che una delle cause di fondo di questa modifica è uno stile di vita sempre meno attivo. A questo punto, la mancanza di esercizio è probabilmente una delle principali cause di corruzione con la flessibilità metabolica.

Conclusione sulla flessibilità metabolica e l’esercizio

Sembra che i fattori più limitanti per un apporto energetico adeguato e ottimale o per garantire la flessibilità metabolica siano le ben note abitudini nutrizionali, il NEAT e l’esercizio fisico nella sua giusta parte.

Una massa muscolare di qualità superiore sarebbe un altro fattore importante per migliorare la flessibilità metabolica.

D’altra parte, i mitocondri hanno un ruolo fondamentale nell’evitare l’inflessibilità metabolica, poiché, se la loro funzione è alterata dalla sedentarietà, dalla cattiva alimentazione e dall’invecchiamento biologico, porta a una scarsa flessibilità a livello metabolico.

Infine, l’esercizio fisico è presentato come una misura fondamentale per controllare la flessibilità metabolica e quindi migliorare la salute. Recuperare la persona in uno stato patologico o nella sindrome metabolica, riducendo il rischio di mortalità.

Riferimenti bibliografici

  1. Goodpaster, B. H., Sparks, L. M. (2017). Flessibilità metabolica in salute e malattia. Metabolismo cellulare. 25(5), 1027-1036. (link)
  2. Smith, R. L., et al. (2018). Flessibilità metabolica come adattamento alle risorse energetiche e ai requisiti in salute e malattia. Recensioni endocrine. 39(4), 489-517. (link)
  3. Goodpaster B. e Kelley D. (2008). Inflessibilità metabolica e resistenza all’insulina nel muscolo scheletrico in: Hawley J. Zierath J. Physical Activity and Type 2 Diabetes. Human Kinetics, 59-66. (link)
  4. Randle, P. J., et al (1963). Il ciclo glucosio-acido grasso. Il suo ruolo nella sensibilità all’insulina e nei disturbi metabolici del diabete mellito. Lancet. 1963;1(7285), 785-789. (link)
  5. Kelley, D.E., et al (1993). Interazione tra glucosio e metabolismo degli acidi grassi liberi nel muscolo scheletrico umano. Il Journal of Clinical Investigation .92 (1): 91-98. (enlace)
  6. De Fronzo, R. A. y Tripathy, D. (2009). La resistenza all’insulina del muscolo scheletrico è il difetto primario nel diabete 2. Diabetes Care. 32(2), 157-163. (enlace)
  7. Hawley, J. A. (2014). Hargreaves M, Joyner MJ, Zierath JR. Biologia integrativa dell’esercizio. Cell. 159(4), 738-749. (enlace)
  8. Rasmussen, M. et al (2014). Risposte epigenetiche dinamiche alla contrazione muscolare. Drug Discovery Oggi. 19(7), 1010-1014. (enlace).
  9. Battaglia, G. M. (2012). Effetto della formazione di esercizio sulla flessibilità metabolica in risposta a una dieta ad alto contenuto di grassi in individui obesi. Rivista americana di fisiologia. Endocrinologia e metabolismo. 303(12), 1440-5. (enlace)
  10. Muoio, D. M. (2014). Inflessibilità metabolica: quando l’indecisione mitocondriale porta al blocco metabolico. Cell. 159(6), 1253-1262. (link)
Flessibilità metabolica ed esercizio 1

Mi chiamo Ortiz Jonathan, ho 28 anni e sono di Miramar Buenos Aires Argentina. La mia formazione mi qualifica come laureato in Educazione Fisica con specializzazione in alte prestazioni e sport, antropometrista ISAK II e bagnino. Attualmente sono un master in fisiologia dell’esercizio presso l’Università di Barcellona.
Lavoro come allenatore, manager e antropometrista nel centro di allenamento funzionale e Cineantropometria Corporal Kinesis, che mi puoi trovare sui social network (@kinesis corporal). Lavoro anche nelle istituzioni educative della città in cui vivo, come insegnante di fisiologia nella scuola per bagnini CEF N°75 e in un centro di educazione fisica.

Mi appassiona la ricerca e l’insegnamento di tutto ciò che riguarda la scienza dello sport e l’esercizio fisico. Cerco attraverso la mia formazione e la scrittura, essere un collegamento e scaricare sotto analisi in modo semplice le prove attuali su argomenti di interesse nella formazione.

Far parte di questa rete di formazione con validità scientifica mi dà grande soddisfazione, mi incoraggia a continuare a crescere come professionista, ad oggi ho 50 articoli pubblicati in questa rete di informazioni. Spero che tu possa ottenere qualcosa di utile dalla mia partecipazione a questa rete, nei miei dati personali troverai il mio contatto. Un grande saluto.

Cordialmente Lic. Ortiz, Jonathan

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