Allenarsi a digiuno ovvero l’esercizio fisico a digiuno

Da quanto è stato rilevato in letteratura, i macronutrienti hanno un diverso impatto sull’ossidazione di grassi durante l’allenamento, per tanto non è possibile considerare l’assunzione di cibo a prescindere come un fattore in grado di determinare l’inibizione di questo processo. È risaputo che i carboidrati sono i principali stimolatori dell’insulina, cioè l’ormone che per ruolo inibisce l’ossidazione di lipidi provocando invece l’accumulo di grasso. L’insulina non a caso è noto come il più potente ormone antilipolitico (cioè che ostacola la mobilizzazione del grasso).

Se proteine e lipidi hanno un effetto permissivo sull’utilizzo di grassi, l’assunzione di carboidrati invece porta tendenzialmente ad un effetto inibitorio, ma ciò può essere condizionato da altri fattori. Infatti ciò avviene soprattutto quando l’esercizio aerobico è svolto a bassa intensità, uno sforzo paragonabile alla blanda camminata. È stato visto che l’ingestione di carboidrati prima o durante l’esercizio a bassa intensità (25-50% del VO2max) è in grado di dimezzare l’ossidazione di grassi rispetto al digiuno.

È stato osservato che al 50% del VO2max, la disponibilità di carboidrati può direttamente regolare l’ossidazione del grasso attraverso l’iperinsulinemia inibendo il trasporto di acidi grassi a lunga catena nei mitocondri. Secondo i ricercatori di uno studio recente: “Per migliorare la lipolisi indotta dall’esercizio fisico e la conseguente ossidazione dei grassi durante l’esercizio fisico a bassa intensità, i soggetti obesi non dovrebbero ingerire carboidrati immediatamente prima dell’esercizio. Il senso della fame può essere soddisfatto da un cibo proteico.” (Erdmann et al., 2010).

Al contrario, l’assunzione di carboidrati durante l’esercizio a moderata intensità (65-75% del VO2max) non riduce l’ossidazione dei grassi durante i primi 120 minuti di esercizio. I differenti effetti dell’assunzione di carboidrati durante l’allenamento a bassa o moderata intensità sembrano essere correlati alle differenze nella risposta insulinica. Durante l’esercizio a bassa intensità, l’assunzione di carboidrati aumenta la concentrazione plasmatica di insulina da due a tre volte rispetto al digiuno aumentando l’assorbimento di glucosio da parte del muscolo scheletrico.

Inoltre, l’aumento della concentrazione di insulina plasmatica è associato ad una riduzione della concentrazione plasmatica di acidi grassi liberi (FFA) e ad una soppressione della lipolisi. Questi eventi favoriscono un aumento dell’ossidazione dei carboidrati e una diminuzione dell’ossidazione dei grassi.

A differenza dell’esercizio a bassa intensità, la risposta insulinica all’ingestione dei carboidrati durante l’esercizio a moderata intensità è quasi completamente soppresso. Questo potrebbe spiegare perché l’assunzione di carboidrati durante l’esercizio a moderata intensità non influenza l’ossidazione dei grassi, l’ossidazione dei carboidrati e l’utilizzo di glicogeno muscolare, o presumibilmente l’ossidazione del glucosio nel sangue durante le prime 2 ore di attività fisica ad intensità moderata. È interessante notare che l’ingestione di carboidrati durante l’esercizio a moderata intensità non riduce l’ossidazione dei grassi, nonostante avvenga una significativa soppressione degli FFA nel plasma e delle concentrazioni di glicerolo.

Queste possono valere come indicazioni generali, ma anche il grado di allenamento dei soggetti può giocare un ruolo significativo nei processi ossidativi. Nonostante sia stato trovato che l’ingestione di glucosio durante l’esercizio inibisca la lipolisi tramite una diminuzione dell’espressione genica coinvolta nell’ossidazione di grasso negli uomini e donne non allenati o moderatamente allenati durante lo sforzo a moderata intensità, sembra che questo effetto non sia stato riscontrato negli uomini allenati, nei primi 120 minuti di esercizio.

È interessante notare che il range di intensità in cui l’ossidazione dei grassi è esaltata (zona lipolitica) non è stata influenzata dall’ingestione di carboidrati, e questa condizione è stata mantenuta per le prime 2 ore di esercizio fisico. Nella ricerca di Horowitz non vennero trovate particolari differenze su uomini moderatamente allenati tra i gruppi a digiuno e i gruppi che assumevano una soluzione di carboidrati ad alto indice glicemico, sia ad intensità bassa che moderata. Anche Coyle fornì dei risultati simili.

I soggetti completarono 2 ore di pedalata ingerendo una soluzione di carboidrati a 30, 60 e 90 minuti di allenamento. Nel gruppo che si allenava a bassa intensità, l’ossidazione di grassi non era ridotta al di sotto dei valori del gruppo a digiuno fino a 80-90 minuti. Nel gruppo che si allenava a intensità moderata non vennero osservate differenze nell’ossidazione di grasso tra i soggetti a digiuno o a stomaco pieno durante l’esercizio. Come ulteriori evidenze a favore del cardio a stomaco pieno negli uomini allenati, anche i risultati dello studio di Febbraio (2000) non rilevarono alcuna differenza nell’ossidazione di grasso tra i gruppi a digiuno e coloro che assumevano carboidrati.

Le conclusioni che si possono trarre dei risultati forniti dagli studi sono:

• A basse intensità (25-50% VO2max), i carboidrati assunti durante l’esercizio fisico riducono l’ossidazione dei grassi rispetto al digiuno nei soggetti non allenati;
• A intensità moderata (63-68% VO2max), i carboidrati assunti durante l’esercizio fisico possono ridurre l’ossidazione dei grassi nei soggetti non allenati, ma non riducono l’ossidazione dei grassi nei soggetti allenati, per almeno i primi 80-120 minuti di esercizio;
• I carboidrati assunti durante l’esercizio stimolano la liberazione del glicogeno epatico, che è tra i fattori più importanti per prevenire il catabolismo durante diete ipocaloriche e altre condizioni di stress metabolico. Questo effetto epatico protettivo non si verifica nel cardio digiuno;
• Al livello di intensità in cui è stato stabilito il picco di ossidazione dei grassi (~63% VO2max, cioè la zona lipolitica), i carboidrati migliorano le prestazioni senza alcuna soppressione dell’ossidazione di grassi nei soggetti allenati;

Poiché il corpo continua a consumare un surplus di energia dopo l’esercizio, l’EPOC – un parametro che indica l’aumento del metabolismo basale nelle ore successive all’allenamento fisico – gioca un ruolo supplementare per un programma di allenamento mirato al dimagrimento. Questo dato è particolarmente significativo, considerando che le calorie spese durante l’EPOC provengono prevalentemente dai lipidi. Per quanto riguarda l’ossidazione di grassi post-esercizio, le evidenze scientifiche stabiliscono che l’assunzione di cibo, oltre che il tipo di cibo, è una strategia in grado di esaltare significativamente questo processo rispetto al digiuno.

Si è riuscito a dimostrare che non solo l’EPOC aumenta assumendo del cibo prima dell’esercizio, ma che questo si traduce in un dispendio di grassi maggiore e per più tempo fino a 24 ore dal post-esercizio rispetto all’esercizio a digiuno, che le proteine aumentano l’EPOC più dei carboidrati, e questo aumenta di più in proporzione all’intensità. Può essere curioso notare che alcune delle ricerche sull’esercizio dopo aver consumato una prima colazione standard (Farah e Gill 2012, Gonzalez et al. 2013) hanno trovato un potenziale vantaggio indotto dallo stato di digiuno sul bilancio lipidico negativo rispetto allo stomaco pieno, anche se paradossalmente Paoli et al. (2011) nota che il consumo stesso della prima colazione porta ad una maggiore ossidazione lipidica post-allenamento nelle 24 ore successive rispetto al digiuno.

Questo lascia intendere che, anche se lo stato di digiuno è in grado di favorire un bilancio lipidico negativo, anche l’assunzione di cibo può favorire questo processo mediante un’esaltazione dell’EPOC, e quindi dell’aumento del dispendio lipidico post-esercizio. Risulta tuttavia ancora difficile stabilire quale delle due strategie, se lo stomaco pieno o il digiuno, sia in grado di creare una maggiore ossidazione lipidica, in quanto insorgono molte altre variabili. Certo è che la spesa lipidica post-esercizio rimane maggiore consumando del cibo pre-allenamento.

Da questi risultati si può concludere che mangiare prima dell’attività fisica aumenta il metabolismo basale e il dispendio dei grassi fino a 24 ore post-esercizio molto più che effettuare la stessa attività a digiuno, e che anche la scelta dei nutrienti è in grado di influire sull’EPOC. Altre ricerche hanno stabilito infatti che, paragonando gli effetti di diversi pasti pre-esercizio tra un pasto iperglucidico, uno iperlipidico, e uno iperproteico, il primo era in grado di dimezzare l’ossidazione di grassi durante l’esercizio rispetto agli ultimi due. Ciò sta a significare che un pasto proteico prima dell’esercizio è in grado non solo di enfatizzare la spesa lipidica nelle ore post-allenamento, ma esaltarla del doppio anche durante l’allenamento rispetto all’assunzione di un pasto a base di carboidrati.

In conclusione:

• l’assunzione di cibo è in grado di enfatizzare significativamente l’EPOC e quindi la spesa lipidica fino a 24 ore post-esercizio rispetto al digiuno;
• i cibi proteici esaltano l’EPOC e quindi la spesa lipidica fino a 24 ore in maniera significativamente maggiore rispetto ai cibi glucidici;
• i pasti glucidici pre-esercizio, a seconda di alcune circostanze, hanno la tendenza ad inibire l’ossidazione di lipidi durante l’esercizio, dimezzandola rispetto all’assunzione di pasti proteici o lipidici;
• i pasti proteici e i pasti lipidici pre-esercizio hanno un effetto permissivo favorendo l’ossidazione di lipidi di circa il doppio rispetto ai pasti glucidici;
• le proteine sono il macronutriente che più di tutti esalta l’ossidazione lipidica, perché la enfatizza sia durante che dopo l’esercizio;
• l’EPOC e quindi la spesa lipidica post-esercizio viene ulteriormente enfatizzato aumentando l’intensità dell’esercizio in concomitanza con l’assunzione di cibo;

L’esercizio a digiuno ha dato risultati controversi anche sugli adattamenti fisiologici e muscolari indotti. Stannard et al. (2010) riportarono un maggiore aumento del VO2max e delle concentrazioni basali di glicogeno muscolare nel gruppo a digiuno rispetto al gruppo che assumeva carboidrati poco prima della prestazione. Van Proeyen et al. (2011) non confermò i benefici sull’aumento del VO2max nel gruppo a digiuno rilevando un miglioramento identico tra i 2 gruppi (i soggetti a stomaco pieno assumevano carboidrati prima [∼160 g] e durante [1 g/kg] l’esercizio). Anche da De Bock et al. (2008) non rilevarono differenze sul miglioramento del VO2max tra i due gruppi.

Van Proeyen et al. (2010) registrò ulteriori vantaggi dall’allenamento a digiuno in soggetti sotto regime dietetico ipercalorico/iperlipidico. Il gruppo a digiuno ottenne un miglioramento degli adattamenti muscolari che favoriscono l’ossidazione di lipidi, e un miglioramento della tolleranza al glucosio e della sensibilità insulinica. Il gruppo a stomaco pieno assumeva carboidrati prima e durante l’esercizio.

Nonostante i risultati positivi, il caso di studio presentava delle condizioni (regime dietetico ipercalorico/iperlipidico) che poco si avvicinano ad un normale regime dietetico, ancora meno ad un regime dietetico per la perdita di peso. Inoltre è ben noto che l’alto consumo di lipidi è in grado di peggiorare la sensibilità insulinica, e ciò può essere stato aggravato dall’alto consumo di carboidrati prima e durante l’allenamento.

Lo stesso Van Proeyen et al. (2011) registrò un miglioramento della capacità ossidativa del muscolo (quindi la capacità di ossidazione dei grassi) nel gruppo a digiuno, e questo dato può dimostrarsi interessante anche se necessita di ulteriori verifiche. Nonostante l’impatto positivo sugli adattamenti muscolari che favoriscono l’ossidazione lipidica, è necessario stabilire se questo possa effettivamente tradursi in una maggiore perdita di grasso a lungo termine.

Ciò in quanto anche la preservazione della massa muscolare, che può essere ottenuta con il consumo di cibo pre-esercizio, riesce a mantenere il metabolismo basale più elevato influendo a sua volta sulle capacità ossidative sia in maniera diretta che indiretta. Come viene riportato in precedenza, l’assunzione di cibo pre-allenamento è infatti in grado di esaltare l’ossidazione di grassi fino a 24 ore dal termine dell’esercizio rispetto al digiuno.

Grazie alla sua larga diffusione, sono stati attribuiti all’esercizio fisico a digiuno alcuni benefici in realtà privi di riscontro scientifico:

• l’attività aerobica svolta a digiuno permette di bruciare maggiori quantità di grasso

Non è l’assunzione di cibo di per sè che porta a inibire l’ossidazione di grassi ma piuttosto la composizione del pasto o la natura dei macronutrienti, il grado di allenamento del soggetto, e l’intensità dell’allenamento. Proteine e lipidi non inibiscono i processi ossidativi, mentre i carboidrati possono portare a questa inibizione, ma in circostanze specifiche. Il pasto misto (come una prima colazione standard) rappresenta in assoluto il maggiore stimolo alla secrezione di insulina, cioè l’ormone che inibisce i processi di ossidazione di grasso.

• l’attività aerobica svolta a digiuno innalza il metabolismo per il resto della giornata;

Le evidenze scientifiche rivelano l’esatto opposto. L’assunzione di cibo porta ad esaltare molto più il metabolismo basale, l’EPOC e la spesa lipidica per 24 ore rispetto all’esercizio a digiuno, e le proteine lo esaltano significativamente più dei carboidrati e dei grassi.

• grazie ai bassi valori glicemici, allenarsi a digiuno promuove un maggiore utilizzo di grassi come combustibile

Non è il digiuno che determina necessariamente un maggiore utilizzo di grassi, ma piuttosto l’intensità dell’esercizio, il tipo di macronutrienti assunti e il grado di allenamento dei soggetti. L’assunzione di carboidrati o un pasto misto contenente carboidrati, non l’assunzione di cibo a priori, è in grado di bloccare l’ossidazione di grassi a basse intensità. L’assunzione di proteine e grassi non ha un effetto inibitorio ma permissivo sull’ossidazione di gassi durante l’esercizio. L’assunzione di carboidrati può inibire l’ossidazione di grassi ad intensità moderate nei soggetti non allenati, ma non influisce sull’ossidazione di grassi nei soggetti allenati. All’interno della zona lipolitica, cioè il range di intensità in cui aumenta il tasso di ossidazione di lipidi, l’assunzione di cibo o carboidrati non ha dimostrato di bloccare l’ossidazione lipidica nella maggior parte dei casi.

• il digiuno porta l’instaurarsi di un assetto ormonale catabolico favorevole al dimagrimento’

L’attività degli ormoni controregolatori o controinsulari (antagonisti dell’insulina) effettivamente prevale durante il digiuno, ma l’esaltazione degli ormoni dalla maggiore capacità lipolitica (catecolammine e GH) avviene ad intensità moderate e soprattutto alte (aumentano cioè in proporzione all’intensità), un livello in cui è stato riconosciuto che l’assunzione di cibo non influenza significativamente l’ossidazione lipidica, specie nei soggetti allenati. Solo nell’esercizio a bassa intensità l’insulina provocata dall’assunzione di carboidrati o pasti misti non viene soppressa, contrariamente a livelli di intensità superiori, a causa dell’effetto inibitorio delle catecolammine. Il digiuno però può facilmente instaurare al contrario un assetto ormonale catabolico anche a carico del muscolo scheletrico (cortisolo), portando possibilmente al deperimento e alla conseguente riduzione del metabolismo basale.

• l’esercizio fisico a digiuno promuove maggiormente il dimagrimento rispetto all’esercizio a stomaco pieno

Non è mai stato stabilito direttamente tramite ricerche scientifiche che l’esercizio a digiuno porti ad un maggiore dimagrimento rispetto all’esercizio a stomaco pieno. La questione ad oggi risulta ampiamente dibattuta in ambito scientifico, e svariate ricerche non sembrano supportarne l’efficacia. In questo contesto insorgono troppe variabili per poter estrapolare questa conclusione senza alcuna evidenza scientifica a supporto. Il dimagrimento sul lungo termine e la maggiore riduzione della massa grassa non possono essere stabiliti tramite la valutazione e la stima della mera spesa lipidica durante l’esercizio, ciò in quanto il dispendio di lipidi durante l’esercizio non è necessariamente un indicatore dell’efficacia di un allenamento ai fini del dimagrimento.

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