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NUOVE TECNOLOGIE LEGATE AL FITNESS DETERMINAZIONE DEI LIVELLI METABOLICI E SISTEMI PER IL CONTROLLO DELLOMEOSTASI DELLATLETA Gianfranco Scarsella ANTI-

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1 NUOVE TECNOLOGIE LEGATE AL FITNESS DETERMINAZIONE DEI LIVELLI METABOLICI E SISTEMI PER IL CONTROLLO DELLOMEOSTASI DELLATLETA Gianfranco Scarsella ANTI- AGING: Benessere e Stili di vita Roma 3- dicembre 2011 ROME CAVALIERI Waldorf Astoria Hotels & Resorts

2 Che cosa si intende per reazione del metabolismo? Il metabolismo di una persona si adatta alle condizioni alle necessità ed ai comportamenti alimentari dellindividuo stesso. Questo adattamento si basa su un postulato elementare, che deriva dallesigenza di far sopravvivere lindividuo stesso a periodi di carestia e che si può tradurre in un imperativo: Risparmiare riserve in vista di possibili periodi di ridotti approvvigionamenti. Occorre quindi, se si vuole migliorare la performance metabolica insegnare allorganismo a consumare e produrre energia in modo diverso visto che è cambiata, con la nostra evoluzione, il nostro modo di alimentarci, ovvero Imparare di nuovo ad alimentarci in modo più naturale e sano (evitando se possibile laccumulo di ROS)

3 3 Parametri che influenzano il Metabolismo

4 BEE Quantita di energia utilizzata da un soggetto a digiuno, in riposo fisico e mentale, in condizioni di equilibrio termico Il BEE cambia da individuo ad individuo Il BEE è influenzato da molti parametri (età, sesso, stato di salute, dieta, digestione, composizione corporea, trattamenti farmacologici, etc) Il BEE in un soggetto normale incide per circa il 75% della spesa energetica complessiva o total energy expenditure Che cosa si intende per Metabolismo Basale (MB, BEE) TEE TEE= BEE+ Att.fisica + TEF (effetto termogenico del cibo)

5 5 Formula di Harris Benedict Basata su studio del 1920 su 240 soggetti Uomini: [ (13.8 x peso corporeo) + (5.0 x altezza) - (6.8 x età)] Donne: [ (9.6 x peso corporeo) + (1.8 x altezza) - (4,7 x età)] Nonostante che laccuratezza della stima possa essere aumentata correggendo lequazioni per la composizione corporea, i valori ottenuti non sono considerati affidabili in molte circostanze ( gli errori possono variare da +/- 500kcal) Stima del BEE

6 VO 2 = [FIO 2 x V i-e ] x RF Volume inspirato (circa da 300 a 500ml a riposo) % di O 2 inspirato (20.93% al livello del mare) Misura del VO 2 Misura di calorimetrica indiretta tesa a valutare lossigeno che si consuma per il nostro metabolismo Misura di calorimetrica indiretta tesa a valutare lossigeno che si consuma per il nostro metabolismo Frequenza Respiratoria (circa atti/minuto a riposo)

7 7 VALUTAZIONE DEL BEE Raccomandazioni prima del test Il paziente a digiuno non deve aver fatto esercizio fisico intenso nelle 12 ore prima del test Il paziente a digiuno non deve aver fatto esercizio fisico intenso nelle 12 ore prima del test Il paziente non deve aver ingerito caffè o fumato nelle 4 ore precedenti il test Il paziente non deve aver ingerito caffè o fumato nelle 4 ore precedenti il test Lambiente attorno al paziente durante il test deve essere tranquillo e a temperatura confortevole Lambiente attorno al paziente durante il test deve essere tranquillo e a temperatura confortevole 20/30 min di attesa prima del test, e una durata tot del test di circa 15 min sono sufficienti a fornire una misura accurata del BEE 20/30 min di attesa prima del test, e una durata tot del test di circa 15 min sono sufficienti a fornire una misura accurata del BEE (American Dietetic Association) (American Dietetic Association)

8 Nuova tecnologia (non ospedaliera) per misurare il metabolismo basale tramite VO 2 La procedura si basa sul principio della spirometria inversa Si utilizza un sacchetto metabolico, sistema miniaturizzato (MDB) delle sacche di Douglas, pre-riempito con volume di 1700 ml di aria (equivalente a 360 ml di O 2 ) Un modello matematico (accessibile anche da i-phon) calcola il consumo di ossigeno dal volume residuo in base alle inspirazioni effettuate ed in base anche alla frequenza degli atti respiratori su minuto (n/min)

9 Misura del VCO 2 misura dellossigeno realmente utilizzato nella respirazione (e quindi nel metabolismo) cellulare VCO 2 = (FECO 2 x V E )] x RF % di CO 2 espirata media (4-5% a riposo) Volume espirato (circa 500 ml a riposo) Frequenza Respiratoria (circa atti/minuto)

10 Misura del metaboslsimo ossidativo tramite VCO 2 La misura avviene dalle espirazioni effettuate in una provetta (10 ml) (n°. espirazioni / min.) La provetta è riempita con un reagente in grado di valutare la [CO 2 ] tramite luso di un pHmetro (misura istantanea) Oppure è utilizzabile un metodo spettro fotometrico (misure molto accurate ma centralizzate)

11 Valutazione del QR Una volta misurato il VO 2 ed il VCO 2 utilizzando un modello matematico si riesce a stabilire la misura del QR (CO 2 prodotta / O 2 consumata). Questo parmetro permette di valutare la composizione in macronutrienti (carboidrati proteine e lipidi) prevalentemente utilizzati Nella popolazione normale si valuta un QR di 0,82 ± 0,015 variazioni verso lunità indicano un metabolismo prevalente di carboidrati mentre valori intorno a0,75 un metabolismo prevalente di lipidi. Questa informazione permette di modificare ed adattare la dieta in funzione delle necessità dellatleta (per es. diete di carico e scarico) Ulteriori informazioni su i pattern metabolici possono essere ottenuti dalla analisi urinaria su 24 h dell azoto

12 Confronto tra K4 vs RMR Kit Abbiamo convalidato il metodo verificando la corrispondenza delle misure eseguite su 200 soggetti maschi e femmine i cui BMI oscillavano tra 15 e 35 utilizzando un analizzatore di gas K4 ed applicando un approccio statistico a doppio cieco I valori del REE ottenuti con il nostro metodo sono stati ben correlati con il metodo tradizionale (K4), si è osservata una correlazione lineare (r =0.89) ed una deviazione standard di 9.2% mostrando una varianza con p < 0.1 (dopo la prova tramite test F)

13 Nuove tecnologie legate al Fitness: Nuove tecnologie legate al Fitness: I tessuti bioattivi Si tratta di tessuti innovativi per uso sportivo e/o professionale basati sulle nano-tecnologie che oltre alla ovvia attività di protezione del corpo posseggono la capacità di partecipare in modo attivo alla omeostasi dellatleta migliorandone in ultima istanza le prestazioni. Possono permettere una migliore regolazione termica, il reintegro dellequilibrio idrico-salino, lapporto di integratori alimentari, la riduzione dello stato infiammatorio dei tessuti

14 Perchè nello sport il calore e lumidità sono un problema In un sistema cledoico o parzialmente tale (come quello per es. delle tute sportive ma in particoalr equelle che fanno sudare) il micro-clima dellatleta in attività esce rapidamente da quello della zona termica neutra avvicinandosi rapidamente al limite della omeotermia (possibile colpo di calore).

15 TEMPERATURAUMIDITÀ RELATIVASENSAZIONI PROVATE 40 %benessere massimo 24 °C85 %benessere a riposo 91 %affaticamento, depressione 25 %nessun malessere 50 %impossibile il lavoro continuo 32 °C65 %impossibile il lavoro pesante 81 % aumento della temperatura corporea 90 %forte malessere 10 %nessun malessere 20 %impossibile il lavoro pesante 36 °C65 %necessità di riposo 80 %malessere Temperatura e umidità relativa allinterno degli indumenti sportivi vs possibilità di allenamento

16 Principio di funzionamento dei sistemi a reintegro trans-dermico Principio di funzionamento delle ciclodestrine: Il rilascio, di sostanze adese alle ciclodestrine si mantiene, in ambiente chiuso, per un tempo di alcune ore Mentre la stessa lozione spruzzata su una superficie non tratta permane nellambiente soltanto per alcuni minuti. Il test è stato condotto a tem- peratura costante (36° C) Luso delle ciclodestrine permette di produrre un sistema a lenta cessione che mantiene l azione nel tempo per un periodo sufficientemente lungo da prevenire la manifestazioni del colpo di calore permettendo un consistente incremento della operatività.

17 Principio di funzionamento delle ciclodestrine: Le ciclodestrine sono oligosaccaridi ciclici naturali formati da 6, 7 o 8 monomeri di D-(+) glugopiranosio (una forma di glucosio) La molecola aderisce in modo stabile al substrato (resiste a circa 60 lavaggi a 30°- 45°); mentre lega in modo meno stabile i principi attivi a base alcolica. Questo comporta un rilascio, temperatura dipendente, che a circa 30° si mantiene per un tempo di alcune ore

18 Frequenza cardiaca rilevata su una popolazione di 30 volontari che indossavano indumenti ingegnerizzati. Gli atleti si sottoponevano ad un allenamento intenso e continuativo per un intervallo massimo di 60 min. Alla temperatura esterna di 25 °C. Le frequenze cardiache superiori a 170 venivano considerate a rischio e a frequenze superiori a 180 la prova veniva immediatamente interrotta e il volontario veniva sottoposto ad osservazione medica. Tempo min FREQUENZA CARDIACA Normali indumenti sportivi Indumenti trattati 073 ± 370 ± ± 5103 ± ± 8129 ± ± ± 9 RISPOSTA CARDIACA IN ATLETI CHE ULIZZAVANO INDUMENTI TERMOSTABILIZZANTI

19 Tessuti ad azione anti-infiammatoria ed anti-radicalica Come può un tessuto svolgere una azione protettiva di questo genere? In realtà si tratta di tessuti ingegnerizzati che utilizzando linterazionetra tessuto carbonio ioni metallici funzionano come scavanger dei ROS provocando la loro stabilizzazione ed eliminando di conseguenza i fenomeni secondari connessi in particolar modo con linfiammazione Il meccanismo della loro azione è di tipo fisico e non chimico ed avviene tramite meccanismi di risonanza elettromagnetica che viene attivata dalle radiazioni infrarosse (naturali) che vengono convertite (risonanza) a frequenze tali da stabilizzare lelettrone reattivo dei radicali liberi

20 Conclusioni : Lanalisi dei gas respiratori risulta essere non invasivo ed economico ed eseguibile anche in una palestra I risultati delle analisi svolte sono gestibili anche tramite web e permettono di conoscere molti parametri utili a chi fa il test in relazione alla sua dieta, allo stato redox, ed all allenamento e quindi in ultima analisi per il benessere della persona. Nella stessa ottica si inseriscono i nuovi tessuti ad alta tecnologia in grado di fornire una integrazione trans- dermico di sostanze utili allorganismo (vitamine, Sali minerali ecc…) e quelli in grado tramite interazioni fisiche di migliorare lo stato infiammatorio dei tessuti in particolare tramite la riduzione dello stress ossidativo cellulare Si ringrazia la Ditta Omnia 2000 s.r.l. per aver fornito i kit metabolici utilizzati


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