DEPLEZIONE E RISINTESI DEL GLICOGENO MUSCOLARE NEGLI ATLETI

Per avere più energia durante una sessione di allenamento e muscoli più densi, bisogna riempire al meglio le scorte di glicogeno! Il glicogeno è la forma sotto cui viene stoccato il glucosio; ciò è fondamentale ai fini di una buona performance e per numerosi rilevanti aspetti nel metabolismo dell’atleta. I livelli di glicogeno possono impattare sull’espressione genica, il breakdown delle proteine e la sintesi delle stesse. Molti studi sono stati condotti sulla deplezione e risintesi del glicogeno sopratutto su atleti di endurance i quali hanno perdite e richieste di unità glucidiche diverse rispetto ad atleti come bodybuilder e powerlifter ad esempio. Ciò è dovuto a diverse intensità e volumi di allenamento e quindi diversi sistemi energetici tirati in ballo durante lo sforzo, ma andiamo per ordine…

I carboidrati sono stoccati sotto forma di quel polisaccaride a catena ramificata detto glicogeno in una reazione denominata “glicogenosintesi”, la quale parte dalla fosforilazione del glucosio (addizione di un gruppo fosfato); il glucosio reagisce con l’UTP (uridina trifosfato) per formare glucosio-UDP + P (reazione irreversibile), a sua volta convertito in glicogeno grazie all’enzima glicogeno sintasi (processo di sintesi del glucosio). La glicogenina, una glicoproteina con residuo di tirosina, funziona da “guida” per tutta la glicogenosintesi ed attiva direttamente l’enzima “glicogeno sintasi”.

Il glicogeno costituisce circa l’1-2% del peso muscolare scheletrico e il 6-8% del peso del fegato. Quando una cellula muscolare, contenente glicogeno, necessita di glucosio durante un allenamento, ad esempio, con i pesi; i monomeri di glucosio sono prelevati uno alla volta dalle molecole di glicogeno, questa reazione è catalizzata dalla fosforilasi del glicogeno con successivo rilascio di glucosio-1-fosfato. Le cellule muscolari, contengono un enzima, chiamato fosfoglucomutasi, che può convertire il glucosio-1-fosfato in glucosio-6-fosfato, che a questo punto, può prendere parte al processo di glicolisi (prima tappa nella produzione di energia). Grazie al gruppo fosfato ad esso attaccato, il glucosio risultante dall’idrolisi del glicogeno, non può lasciare la cellula da cui è stato prodotto, parliamo della cellula muscolare.

Il glicogeno muscolare è mobilitato in situazioni di stress (attivazione del sistema nervoso simpatico) tramite l’enzima glicogeno fosforilasi, la quale si attiva automaticamente quando i muscoli iniziano a contrarsi. Durante la contrazione muscolare aumenta la concentrazione di ioni Ca+2 in quali aumentano, a loro volta, l’attività della suddetta fosforilasi; l’accumulo di questi ioni calcio insieme all’accumulo di fosfati (provenienti dall’idrolisi dell’ATP) forma precipitati di fosfati di calcio, complici dell’affaticamento (quindi la colpa non attribuibile al solo acido lattico) tramite alterazione del potenziale di membrana e quindi degli impulsi elettrici a livello delle placche motrici. Se l’esercizio continua per un certo periodo di tempo (vedi atleti di endurance) il corpo inizia a produrre ormoni che attivano non solo la fosforilasi muscolare ma anche quella epatica, importantissima per il mantenimento dei livelli di zucchero nel sangue, in quanto ricordiamo che il glucosio rilasciato dal glicogeno muscolare è intrappolato nella cellula stessa e quindi necessario alla sola cellula muscolare.

La contrazione muscolare stimola la captazione di glucosio da parte dei muscoli in due modi, sia direttamente, che aumentando la sensibilità del tessuto muscolare all’insulina; un aumento del contenuto di trigliceridi intramuscolari ed elevati livelli di cortisolo possono causare insulino-resistenza e compromettere la risintesi di glicogeno. Dato che la sensibilità all’insulina è massima, dopo un allenamento di resistenza (pesi), è cruciale assumere una bevanda con carboidrati ad alto indice glicemico, immediatamente dopo l’allenamento. Questa, stimolerà la secrezione di insulina permettendo una rapida risintesi di glicogeno. La formula generale consiglia di assumere in media, circa 10-12gr/kg di massa magra di carboidrati semplici e/o complessi in atleti di endurance e circa la metà in atleti di forza e potenza. E’ interessante notare che aggiungere un determinato tipo di proteine migliora la risintesi del glicogeno muscolare in atleti in restrizione calorica sottoposti a più di una sessione di allenamento al giorno o per atleti con sessioni di allenamento molto intense o per atleti di corporatura piccola sia uomini che donne o in atleti costretti a tagliare il peso per rientrare in una determinata categoria di peso senza quindi compromettere la performance. Ciò è possibile grazie alla presenza di proteine insulinogeniche; i bcaa contenuti in elevate % nelle proteine whey, sono fortemente insulinogenici migliorando così la captazione del glucosio e la sintesi di glicogeno; questo può essere molto interessante se non vogliamo somministrare troppi carboidrati al nostro atleta garantendo comunque un adeguata recovery dei tessuti traumatizzati e risintesi del glicogeno,

Per quanto riguarda la tempistica di ingestione dei carboidrati nel post-allenamento uno studio sostiene che la somministrazione di carboidrati entro 2 ore dal termine dello sforzo innalzava la curva glicemica già nei primi 15 minuti con minor tempo impiegato per abbassarsi; invece, somministrando carboidrati dopo 2 ore dal termine non solo il picco di glicemia è più alto ma impiega più tempo per abbassarsi.

E’ importante capire anche che tipo di carboidrato bisogna ingerire; uno studio di Roberts et al. ha dimostrato che la risintesi di glicogeno era massima con zuccheri semplici rispetto i carboidrati complessi ad esempio il fruttosio, questo perchè la cellula muscolare non ha l’enzima per convertire il fruttosio in glucosio, a differenza del fegato. Ecco perchè in atleti di power/strenght nel post-allenamento bisogna somministrare glucosio per ottimizzare la compensazione o supercompensazione e in atleti di endurance con tempi di lavoro superiori alle 2h somministrare carboidrati complessi come il fruttosio, per ricaricare anche le scorte epatiche, implicate anch’esse durante uno sforzo a lungo termine.

Nonostante l’esistenza di linee guida sia per atleti di power/strenght che di endurance, i range restano comunque alquanto ampi quindi viene consigliato di determinare un eventuale insufficiente intake glucidico e/o uno scarso introito calorico di un soggetto, tramite monitoraggio della performance e considerare variazioni nella composizione corporea.

L’esaurimento di glicogeno muscolare, per concludere, si è visto che non solo riduce la capacità di sviluppare potenza elevata in atleti di power/strenght ma risulta fondamentale sopratutto per recuperare da lavori prolungati (2-6h) e mantenere una buona massa magra, ed infine per garantire una fase di supercompensazione in atleti di bodybuilding.

1. Ivy JL (1991). Muscle glycogen synthesis before and after exercise. Sports Med 11(1), 6-19
2. Newsholme EA, Leech AR. (1984). Biochemistry for the medical sciences. New York: John Wiley & Sons, 38-42; 312-30; 444-454
3. Friedman JE, Neufer PD, Dohm GL. (1991). Regulation of glycogen resynthesis following exercise. Dietary considerations. Sports Med 11(4), 232-243.
4. Rodnick KJ, Henriksen EJ, James DE, et al. (1992). Exercise training, glucose transporters, and glucose transport in rat skeletal muscles. Am. J. Physiol. 262(1), C9-C14
5. Klip A, Ramal T, Young DA, et al. (1987). Insulin-induced translocation of glucose transporters in rat hindlimb muscles. FEBS Lett. 224(1), 224-230
6. Wallberg-Henriksson H, Constable SH, Young DA, et al. (1988). Glucose transport into rat skeletal muscle: interaction between exercise and insulin. J. Appl. Physiol. 65(2), 909-913
7. Gao J,Ren J, Gulve EA, et al. (1994). Additive effect of contractions and insulin on GLUT-4 translocation into the sarcolemma. J Appl Physiol 77(4), 1597-1601
8. Pascoe DD, Gladden LB. (1996). Muscle glycogen resynthesis after short term, high intensity exercise and resistance exercise. Sports Med 21(2), 98-118
9. Pascoe DD, Costill DL, Fink WJ, et al. (1993). Glycogen resynthesis in skeletal muscle following resistive exercise. Med Sci Sports Exerc 25(3), 349-354
10. Robergs RA, Pearson DR, Costill DL, et al. (1991). Muscle glycogenolysis during differing intensities of weight-resistance exercise. J Appl Physiol 70(4), 1700-1706
11. O’Reily KP, Warhol MJ, Fielding RA, et al . (1987). Eccentric exercise-induced muscle damage impairs muscle glycogen repletion. J. Appl. Physiol. 63(1), 252-256
12. Costill DL, Pascoe DD, Fink WJ, et al. (1990). Impaired muscle glycogen resynthesis after eccentric exercise. J Appl Physiol 69(1), 46-50
13. Perseghin G, Price TB, Petersen KF, Roden M, Cline GW, Gerow K, Rothman DL, Shulman GI (1996). Increased glucose transport-phosphorylation and muscle glycogen synthesis after exercise training in insulin-resistant subjects. N. Engl. J. Med. 335(18), 1357-1362
14. Zawadski KM, Yaspelkis BB, Ivy JL. (1992). Carbohydrate-protein complex increases the rate of muscle glycogen storage after exercise. J Appl Physiol 72(5), 1854-1859
15. Alonso MD, Lomako J, Lomako WM, Whelan WJ, et al. (1995). A new look at the biogenesis of glycogen. FASEB J. 9(12), 1126-1137
16. Lavoinne A, Baquet A, Hue L (1987). Stimulation of glycogen synthesis and lipogenesis by glutamine in isolated rat hepatocytes. Biochem. J. 248(2), 429-437
17. Varnier M, Leese GP, Thompson J, Rennie MJ, et al. (1995). Stimulatory effect of glutamine on glycogen accumulation in human skeletal muscle. Am. J. Physiol. 269(2), E309-E315
18. Mourier A combined effects of caloric restr. and bcaa suppl. on body composition. (1997) jan 18
19. the protein book Lyle McDonald (2007)