Quoziente respiratorio e substrati energetici

Individuare quale fonte di energia un atleta utilizza maggiormente nella sua specialità sportiva è un dato importante per chi si occupa di nutrizione applicata allo sport. Per esempio, se si deve prescrivere una dieta pre-gara, è necessario conoscere con esattezza che tipo di “carburante” l’atleta tenderà a consumare durante la gara. In questo modo si conosce a priori quali alimenti fornirgli perché la prestazione sia massima. In una gara di velocità, per esempio i 200 metri piani, è importante che l’atleta abbia una ricca riserva di zucchero sia nel sangue sia nei muscoli (glicogeno), perché durante la gara consumerà quasi esclusivamente glucosio e sarebbe controproducente fornirgli un pasto pre-gara ricco di grassi. Viceversa, in un maratoneta o in un ciclista su strada impegnato in una granfondo, è importante che l’alimentazione pre-gara (e soprattutto durante la gara) apporti anche una certa quota di lipidi, perché sono i grassi che questi atleti bruciano durante la loro prestazione. Esistono numerose procedure per misurare il consumo di energia di un soggetto, sia esso a riposo sia durante l’esecuzione di un esercizio fisico. Tutte queste procedure hanno però un limite: indicano la quantità di energia consumata dall’organismo in quella determinata attività fisica, ma non dicono nulla circa il tipo di combustibile (carboidrati, grassi o proteine) da cui l’energia proviene.

Il metodo più efficace per capire da dove proviene l’energie, cioè quale nutriente l’atleta stia utilizzando durante la performance, consiste nel misurare il Quoziente Respiratorio (QR), cioè il rapporto fra volume di anidride carbonica (CO2) espirata ed il volume di ossigeno (O2) inspirato. Il volume è espresso in Litri/ minuto secondo la formula (QR=VCO2/VO2). Questa misurazione si esegue con un apparecchio chiamato analizzatore di gas respiratori (o metabolimetro). Si tratta di un apparecchio all’interno del quale il soggetto è obbligato a respirare durante il test. Il QR è il sistema più semplice per capire quale fonte di energia il soggetto stia utilizzando. Come abbiamo visto, il QR dei carboidrati è pari ad 1.0, mentre quello dei grassi è pari a 0.7 e quello delle proteine è mediamente pari a 0.8. E’ anche noto che ogni Litro di O2 inspirato produce 5.05 kcal se l’atleta sta bruciando glucosio e 4.7 kcal se sta bruciano grassi. Per miscele di grassi e carboidrati, i valori calorici che si ottengono da ogni Litro di Ossigeno inspirato saranno quindi compresi fra 4.7 e 5.0 (tabella 1).
Tabella 1. Relazione fra Quoziente Respiratorio (QR) e percentuale di energia (kcal) proveniente da grassi e carboidrati. In questa tabella le proteine non sono prese in considerazione, perché il loro apporto alla produzione di energia è irrilevante in condizioni normali.

Come si nota, la combustione dei grassi richiede molto più Ossigeno rispetto alla combustione degli zuccheri. Proviamo ora a fare un esempio: ipotizziamo che un durante una gara di ciclismo su strada della durata di 150 minuti, si rilevi un QR medio pari a 0,90 nella prima mezz’ora ed a 0,78 nelle rimanenti 2 ore. Cosa significa? Significa che nella prima mezz’ora l’atleta ha consumato una miscela costituita prevalentemente da carboidrati (67,5%) per passare ad una miscela ricca prevalentemente di grassi (75%) e povera di carboidrati (25%) nelle ultime 2 ore. Questo passaggio dai carboidrati ai grassi è tipico di tutti gli sport di resistenza (sport aerobici). Ed è anche questa la ragione per cui si consigliano gli sport aerobici a chi decide di dimagrire.