L'uso di integratori alimentari orali (ONS) è un fenomeno diffuso, come riassunto di recente in una revisione sistematica e metanalisi (1). A volte, il loro uso può essere dannoso (2). Nonostante ciò, è comune notare che gli ONS sono spesso ampiamente consumati da praticanti di sport/attività fisica (3). Nel caso di un allenamento intensivo, ciò provoca una condizione di sofferenza, innescando l'infiammazione. Vale la pena notare che esiste un processo biochimico ordinato per prevenire la progressione da infiammazione acuta non risolta a infiammazione cronica persistente. Quando non è possibile raggiungere nuovamente una condizione omeostatica, il corpo umano avvia un processo di adattamento. Questo adattamento, ovviamente, ha un costo in termini di energia per il nostro corpo, ed è noto come carico allostatico (4). Nelle scienze dell'esercizio, questo processo di adattamento è riassunto dal concetto di supercompensazione. Ciò suggerisce che a seguito di un fattore di stress (come un carico di lavoro di resistenza), c'è bisogno di energia (nutrizione) e tempo (riposo) per compensare il calo delle prestazioni, ciò facilita la forza muscolare e/o l'aumento della massa (5). Mantenere il sistema nelle giuste condizioni dovrebbe comportare un overreaching funzionale (FOR), che porta ad adattamenti positivi (ad esempio, maggiore forza muscolare o migliore capacità aerobica). Tuttavia, se queste condizioni non sono soddisfatte, l'organismo sperimenta un non-FOR, che porta a un calo delle prestazioni che, se prolungato nel tempo, può dare uno stato pseudopatologico noto come sindrome da sovrallenamento (6).

ROBERTO CANNATARO¹            ANTONIO GRIMALDI²

1. Co-direttore master Sports Analytics - Unical | CSO, Galascreen Laboratories - Italia, DBSS International SAS | Colombia 

Membro del COMITATO SCIENTIFICO di NUTRA HORIZONS

2. Biologo Nutrizionista

ROBERTO CANNATARO¹           
ANTONIO GRIMALDI²

1. Direttore master Sports Analytics - Unical | CSO, Galascreen Laboratories - Italia |
DBSS International SAS | Colombia 

Membro del COMITATO SCIENTIFICO di NUTRA HORIZONS

2. Biologo nutrizionista

Gli acidi grassi omega-3 sono acidi grassi polinsaturi con il primo doppio legame della catena carboniosa presente sul terzo atomo di carbonio, contando dall'ultimo atomo di carbonio (metile) relativo al gruppo carbossilico. Di questa serie, l'acido alfa-linolenico (ALA, 18:3 Ꙍ3) è il più importante. Dall'ALA, l'acido eicosapentaenoico (EPA, 20:5 Ꙍ3) e l'acido docosaesaenoico (DHA, 22:6 Ꙍ3) possono essere sintetizzati tramite le attività combinate di desaturasi ed elongasi nel reticolo endoplasmatico epatico, seguendo questi passaggi: (i) l'ALA (18:3 Ꙍ3) ingerito e assorbito dal cibo viene convertito in acido stearidonico (18:4 Ꙍ3) dalla Δ6 desaturasi e quindi (ii) può essere allungato in acido eicosatetraenoico (20:4 Ꙍ3) e quindi (iii) desaturato nuovamente in EPA (20:5 Ꙍ3) dalla Δ5 desaturasi. In questi passaggi di conversione, c'è competizione tra EPA e la sintesi dell'acido arachidonico (ARA) (20:4 Ꙍ6) perché sono coinvolti gli stessi enzimi. È stato riportato in alcuni studi che meno dell'8% di ALA viene convertito in EPA e meno del 4% in DHA. Come con altri PUFA, DHA ed EPA vengono incorporati nei fosfolipidi della membrana cellulare, regolando la fluidità e la permeabilità della membrana cellulare. È emerso il loro ruolo fondamentale nel corretto funzionamento della trasduzione del segnale negli assoni e sono utilizzati con successo nella gestione della sclerosi multipla (7, 8). Allo stesso modo, dal precursore DHA vengono sintetizzate le maresine e le resolvine serie D. In generale, è stato dimostrato che gli acidi grassi polinsaturi sono utili anche nel migliorare i tempi di reazione nella popolazione normale e negli atleti (9).

Gli alimenti di origine vegetale, come noci e semi, sono ricchi di ALA, ma come già sottolineato, pur essendo un acido grasso essenziale, non viene adeguatamente convertito in EPA e DHA. Gli alimenti che contengono quantità apprezzabili sia di EPA che di DHA provengono dalla vita acquatica. Di conseguenza, diverse specie di pesci (a seguito dell'effetto di biomagnificazione) sono una fonte di EPA e DHA, in particolare, lo sgombro, le sardine (quindi, pesce azzurro), e il salmone, e persino i crostacei ne contengono. La quantità può raggiungere un massimo di 3 g per 100 g di alimento. A parte alcune popolazioni che basano la loro dieta sul pesce, come gli Inuit, queste quantità vengono raramente raggiunte; pertanto, è necessario considerare l'integrazione (10). L'olio di fegato di pesce fa parte della cultura mediterranea fin dall'antica Grecia, come riportato da Ippocrate, considerato il padre della medicina moderna. La preoccupazione maggiore per quanto riguarda gli integratori a base di olio di pesce è la presenza di contaminanti nei mari, molti dei quali sono liposolubili (diossine e mercurio, ad esempio). Per ovviare alla possibile tossicità dovuta a ciò, la prima fonte utilizzata negli integratori è stata il krill, un gamberetto quasi microscopico presente nel plancton, che, trovandosi all'inizio della catena alimentare, contiene una quantità minore di contaminanti. Da circa 25 anni, tramite distillazione molecolare, l'industria degli integratori ricava EPA più DHA purificati dall'olio di pesce. Questo processo avviene sottovuoto, il che consente di utilizzare basse temperature di ebollizione, rispetto al punto di ebollizione atmosferico. Va ricordato che avendo vari doppi legami, EPA e DHA sono particolarmente sensibili alla perossidazione indotta dalla temperatura (11).

L’ Indice Omega-3 come biomarcatore nello sport: implicazioni per la salute cardiovascolare, la prevenzione degli infortuni e le prestazioni atletiche

L'indice ω-3 (O3I) è definito dalla quantità di EPA + DHA nelle membrane dei globuli rossi espressa come percentuale degli acidi grassi totali della membrana dei globuli rossi. L'O3I è stato inizialmente proposto come marcatore per studiare il rischio di morte per malattia coronarica (CHD) (13). Il livello protettivo raccomandato per l'O3I è di circa l'8%, mentre livelli inferiori al 4% sono collegati a un rischio più elevato di malattia (tabella 2). Tuttavia, queste soglie non sono ancora state confermate in ampi studi sull'uomo (14). Sebbene non siano state stabilite linee guida specifiche su un punto di cut-off dell'O3I, l'intervallo target raccomandato per gli atleti è attualmente fissato all'8-11% (15).

Indice ω-3 e salute cardiovascolare nello sport

Numerosi studi hanno suggerito O3I come un prezioso biomarcatore clinico per la valutazione del rischio cardiovascolare, anche negli atleti, a causa della sua forte correlazione con i livelli di EPA e DHA nel tessuto cardiaco (tabella 1) (16, 17). Uno studio su 404 giocatori di football della Divisione I ha rilevato che nessuno aveva un O3I >8%. Un basso O3I è stato inoltre identificato in quasi tutti i 106 atleti di resistenza invernale d'élite tedeschi studiati. Questa carenza di ω-3 PUFA si riflette in un aumento del rischio di mortalità ed eventi cardiovascolari (18, 19, 20). Il consumo di pasti a base di pesce una volta alla settimana può ridurre il rischio di CHD del 15%, con una relazione dose-risposta che mostra una riduzione del rischio del 40% con un'assunzione maggiore (5 volte alla settimana) (21). Risultati simili sono stati osservati per l'ictus (22). Un'assunzione di 850 mg di EPA + DHA per 3,5 anni ha ridotto il rischio di morte improvvisa del 45% negli individui post-infarto miocardico (23, 24). Inoltre, Flock et al. hanno riferito che gli individui con un peso corporeo inferiore rispondono più favorevolmente all'assunzione di ω-3 PUFA e raggiungono l'obiettivo di O3I più rapidamente. I risultati di uno studio di 27 settimane di integrazione con un placebo o 2, 4 o 6 g/giorno di DHA a 69 giocatori di football americano hanno dimostrato un'incorporazione dose-risposta di DHA nelle membrane dei globuli rossi fino a 6 g/giorno. Inoltre, questa integrazione può essere utilizzata per raggiungere rapidamente l'O3I desiderato (>8%) negli atleti in sole 8 settimane, riducendo il rischio di CVD (25). Nel complesso, è stato dimostrato che l'integrazione di 5 settimane con 6 g/giorno di DHA migliora la funzione cardiovascolare e riduce il rischio di CVD nelle regole australiane per i giocatori di football (26).

Indice ω-3 e prevenzione degli infortuni sportivi

È stato dimostrato che livelli ottimali di ω-3 PUFA, principalmente EPA e DHA, modulano efficacemente il processo infiammatorio riducendo i livelli dei classici marcatori infiammatori e di lesione, tra cui prostaglandina E2, interleuchina-6 (IL-6), fattore di necrosi tumorale α (TNF-α), lattato deidrogenasi (LDH) e creatina chinasi (CK), dolore e risposte allo stress ossidativo all'esercizio fisico. L'integrazione con 1,8 g/giorno di ω-3 PUFA ha portato a una diminuzione dei marcatori infiammatori associati al danno muscolare 24 e 48 ore dopo l'allenamento eccentrico in uomini non allenati (27, 28). Ciò suggerisce che gli ω-3 PUFA possono influenzare negativamente non solo la biosintesi dei mediatori pro-infiammatori derivati da ω-6, ma anche le vie di segnalazione che regolano l'espressione genica nelle cellule infiammatorie, riducendo il danno cellulare indotto dall'esercizio fisico. Una spiegazione plausibile per questi effetti è il loro impatto sul sistema del fattore nucleare kappa B (NF-κB). NF-κB funge da fattore di trascrizione chiave responsabile della regolazione positiva dei geni che codificano le proteine coinvolte nell'infiammazione, tra cui varie citochine, molecole di adesione e COX-2 (29). In linea con ciò, è stato dimostrato che l'EPA o l'olio di pesce riducono l'attivazione di NF-κB indotta dal lipopolisaccaride (LPS) nei monociti umani. Allo stesso modo, è stato scoperto che il DHA riduce l'attivazione di NF-κB in risposta al LPS nei macrofagi coltivati e nelle cellule dendritiche (30, 31, 32, 33, 34, 35).

Negli infortuni degli atleti d'élite e non d'élite, lo stress ossidativo e l'infiammazione possono svolgere un ruolo fondamentale sia nel danno tissutale iniziale che nel successivo processo di riparazione. Nel frattempo, l'infiammazione agisce come un'arma a doppio taglio, avviando la cascata di guarigione ma contribuendo anche al danno tissutale secondario se non controllata (36, 37). L'integrazione con circa 4 g/giorno di ω-PUFA, che è abbondante in EPA e DHA, per 8 settimane ha dimostrato efficacia nell'attenuare diversi parametri associati allo stress ossidativo e all'infiammazione derivanti da uno sforzo fisico intenso e acuto (38). Inoltre, valori O3I più elevati sono stati collegati a un rischio ridotto di infortuni correlati alla corsa nei corridori amatoriali. I partecipanti che si sono infortunati hanno riportato un O3I > 4%, indicando l'O3I come un potenziale biomarcatore per la valutazione degli infortuni correlati alla corsa (39, 40).

L’ effetto dell'integrazione di PUFA ω-3 sull'esercizio di resistenza

• Diversi studi hanno dimostrato che l'integrazione di PUFA ω-3 può migliorare l'economia della corsa, la capacità aerobica e la funzione cardiovascolare durante gli esercizi di resistenza.
• Gli acidi grassi polinsaturi ω-3 possono migliorare le dinamiche cardiovascolari durante e dopo l'esercizio fisico, come dimostrato dalla maggiore deformabilità dei globuli rossi, dalla funzione endoteliale e dal recupero della frequenza cardiaca; tuttavia, il loro impatto diretto sulle prestazioni di resistenza rimane incoerente.
• È stato scoperto che l'incorporazione di ω-3 PUFA nelle membrane muscolari scheletriche determina modifiche nella composizione di ω-3 PUFA muscolari, in particolare nel sarcolemma, che è essenziale per il rimodellamento e/o la rigenerazione muscolare dopo esercizi di resistenza (41, 42, 43, 44, 45).
  
  

L’ effetto dell'integrazione di PUFA ω-3 sulla composizione corporea, forza e potenza

L'integrazione di PUFA ω-3 potrebbe non conferire un beneficio ipertrofico nei giovani adulti.

• L'integrazione di PUFA ω-3 può migliorare la forza in modo dipendente dalla dose e dalla durata, sebbene l'effetto possa essere attenuato con RET (resistance exercise training).
• Sono necessarie ulteriori ricerche di alta qualità per analizzare gli effetti dell'integrazione di ω-3 PUFA sulla composizione corporea e sulle prestazioni fisiche (46, 47).

L’ effetto dell'integrazione di PUFA ω-3 sui DOMS e recupero muscolare

• L'integrazione di PUFA ω-3 può attenuare le misure indirette del danno muscolare dopo un esercizio intenso (48, 49, 50, 51).
• L'integrazione di PUFA ω-3 è incerta nel ridurre le misure soggettive di indolenzimento muscolare dopo un esercizio intenso (52).
• L'integrazione di PUFA ω-3 non riduce i livelli di infiammazione conseguenti al danno muscolare indotto dall'esercizio fisico (53).

L’ effetto dell'integrazione di PUFA ω-3 sulla salute immunitaria

Molti atleti possono sviluppare un sistema immunitario compromesso a causa dello stress derivante da volumi di allenamento elevati, il che può aumentare la probabilità di sviluppare infezioni respiratorie acute che incidono negativamente sulla loro capacità di allenarsi e competere.

• L'integrazione di PUFA ω-3 può influenzare varie risposte delle cellule immunitarie in popolazioni non sportive, cliniche e sportive (54, 55, 56, 57, 58).
• Molti studi condotti su popolazioni di atleti hanno indicato che l'integrazione di PUFA ω-3 può influenzare la produzione e la regolazione di varie citochine infiammatorie, il che può portare a ulteriori conseguenze fisiologiche per l'atleta (59, 60, 61, 62, 63).

L’ effetto dell'integrazione di PUFA ω-3 sulla salute intestinale

• Gli acidi grassi polinsaturi ω-3 sono prebiotici e la loro integrazione può migliorare la composizione del microbioma intestinale (64).
• L'esercizio fisico ad alta intensità può causare sindrome dell'intestino permeabile, con conseguente infiammazione e disbiosi intestinale (figura 1) (65).
• Sebbene i primi studi indichino i potenziali benefici dell'integrazione di PUFA ω-3 sulla composizione del microbioma intestinale, sono necessari studi sugli atleti che praticano attività fisica.

Tabella 1. Riepilogo delle possibili applicazioni dell'integrazione di DHA ed EPA (12)

Figura 1. L'esercizio fisico prolungato e intenso può indurre la sindrome dell'intestino permeabile (adattato dal Dott. Jeremy Townsend) (66).

Tabella 2 Soglie di rischio O3I. Un livello target protettivo per O3I è stato identificato a circa l'8%, mentre livelli inferiori al 4% sono stati associati a un rischio elevato di malattie cardiovascolari (67).

Bisogna prestare attenzione alla fabbricazione dei prodotti omega-3; non tutti gli integratori sono uguali. È meglio sceglierne uno con una percentuale di almeno il 50% di DHA ed EPA per softgel o capsula; questo dovrebbe garantire che siano stati sottoposti a distillazione sottovuoto.

Non considerare proposte commerciali di omega-3 che contengono ALA. Come sottolineato, è scarsamente efficace nel fornire DHA ed EPA.

Si consideri l'assunzione di almeno 1,5 g di DHA più EPA al giorno, ma la dose potrebbe essere aumentata o addirittura raddoppiata negli sport che possono evocare uno stato infiammatorio (ad esempio, sport di resistenza e ultra-resistenza e sollevamento pesi) o che comportano regolarmente traumi (ad esempio, sport da combattimento e rugby).

Non esiste un momento particolare per la somministrazione degli omega-3.

Valutare l'assunzione giornaliera secondo un diario alimentare e adeguare di conseguenza il dosaggio di omega-3.

Valutare la sensibilità soggettiva, eventualmente prendendo in considerazione preparati gastroresistenti agli omega-3.

Esistono validi integratori di omega-3 ricavati dalle alghe, adatti agli sportivi vegetariani o vegani, anche se normalmente contengono percentuali inferiori di DHA ed EPA.

L'O3I è promettente come biomarcatore per la valutazione dello stato di salute generale degli atleti. Nonostante l'assenza di studi clinici completi, raggiungere e mantenere livelli di O3I superiori all'8% è fondamentale per ridurre il rischio cardiovascolare, mitigare le lesioni cerebrali e indotte dall'infiammazione e ottimizzare le prestazioni atletiche.

Dato l'impatto negativo dell'attività fisica sui livelli di EPA e DHA, gli atleti potrebbero necessitare di soglie di O3I più elevate rispetto alla popolazione generale.

L'integrazione con PUFA emerge come una strategia fondamentale per preservare livelli ottimali di O3I negli atleti d'élite e non d'élite. Anche intervalli di integrazione a breve termine (3-4 settimane) con concentrazioni più elevate di PUFA hanno mostrato una notevole efficacia nell'aumentare i livelli di O3I, conferendo così benefici agli atleti d'élite e non d'élite con O3I molto basso.

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Gli acidi grassi omega 3 sono tra i nutrienti ed integratori che hanno avuto maggiore riscontro nell’utilizzo dei consumatori ma anche per quanto riguarda la produzione scientifica. E’ importante, però sottolinearne, la chimica e biochimica, ad esempio utilizzare l’acido linolenico non è sufficiente così come le metodiche di produzione degli integratori. L’azione antinfiammatoria è ben consolidata grazie alla sintesi di mediatori quali le resolvine. Si opera anche un test per valutarne il quantitativo nell’organismo, ma probabilmente richiede più valutazioni. L’utilizzo nello sport, come sottolineato nella position stand della International Society of Sports Nutrition (ISSN) è da consigliare per vari benefici ed anche perché gli atleti potrebbero essere maggiormente esposti a carenze.