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Esperimento PRO K: spazio alle…ossa!

Avete mai sentito parlare del cilindro di O’Neill? Forse sì, se siete appassionati di fantascienza. Si tratta di un progetto per un habitat spaziale molto particolare: due cilindri in contro rotazione, alti  30 km e con un raggio di 3 km, che permettono di creare una forza di gravità simulata dalla forza centrifuga sulla superficie interna. Siamo ancora lontani da un simile scenario, ma questo espediente è stato utilizzato da molti scrittori di fantascienza in passato.

Vista interna in un disegno che mostra come potrebbe apparire un cilindro di O'Neill.

Vista interna in un disegno che mostra come potrebbe apparire un cilindro di O’Neill.

Oggi dobbiamo ancora fare i conti con gli effetti negativi della microgravità, come l’osteoporosi, ma iniziamo ad avere le prime contromisure. L’esperimento Pro K, per esempio, è un’indagine che ha il compito di valutare quali possono essere gli accorgimenti da adottare da un punto di vista alimentare per ridurre la perdita osseadegli astronauti. Pro K propone una dieta con un rapporto ridotto di proteine ​​animali (acide) rispetto alla quantità assunta di potassio (basico). Questo dovrebbe consentire una diminuzione della perdita minerale ossea.

Il meccanismo che riduce la massa ossea nello spazio coinvolge molteplici fattori. Il protocollo dell’esperimento è progettato per valutare l’influenza dei precursori acido e base nella dieta. Il concetto che la dieta possa alterare l’equilibrio acido-base del nostro organismo non è affatto nuovo ed è ormai accertato che una diminuzione del pH del sangue, causata dai prodotti acidi del metabolismo (acidosi metabolica), influisce negativamente sulla massa ossea. Questo fenomeno è stato osservato anche durante le simulazioni a terra tramite il riposo prolungato a letto.

PRO K vuole verificare l’ipotesi che diminuendo rapporto tra i precursori acidi e quelli alcalini (in particolare, come detto, proteine ​​animali rispetto al potassio) nella dieta si possa ridurre la perdita minerale ossea durante il volo spaziale e la successiva fase di recupero una volta rientrati sulla Terra. Il rapporto tra le proteine ​​animali e il potassio presenti nella dieta degli astronauti viene dunque controllato prima, durante e dopo le missioni, in un arco di tempo di 4 giorni. Questo permette ai ricercatori di valutare gli effetti della dieta sulla perdita ossea in orbita e sul suo recupero una volta rientrati nella gravità terrestre.

In caso di successo, lo studio potrebbe portare a miglioramenti nella salute delle ossa durante le missioni di lunga durata (sei o più mesi), tra cui lo sviluppo di una contromisura che è praticamente priva di rischi e non necessita di un carico utile (il cosiddetto payload) supplementare. Tra l’altro, PRO K non incide negativamente nemmeno sul tempo utilizzato dall’equipaggio o su altre risorse importanti.

Per saperne di più: https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/721.html

Una curiosità: Nel film Interstellar è proprio un cilindro di O’Neill quello mostrato nelle scene finali.

Proteine e muscoli | Scienza a gravita' zero

04/03/2015

Allenamento e assunzione di proteine

Quando svolgiamo attività fisica i muscoli non hanno bisogno solo di energia e quindi di carboidrati ma anche di proteine che di fatto servono per riparare i danni creati nei muscoli dallo sforzo e renderli più potenti e forti.

Questo è in particolare vero per gli sport cosiddetti di forza o di potenza dove il fattore limitante sono appunto i muscoli piuttosto che il fiato o la capacità di resistenza di cuore e polmoni.

Per questi sport si suggerisce un apporto di proteine pari a 1.5 o anche 2 grammi per chilo di peso corporeo distribuiti nel corso della giornata in particolare da alimenti come pesce, carni magre, uova e legumi.

Negli ultimi anni però molti ricercatori hanno posto l’attenzione sul cosiddetto “timing” dell’assunzione di proteine, ossia sull’effetto che il consumo di proteine ha in diversi momenti della giornata.

In particolare immediatamente dopo uno sforzo fisico si apre una “finestra anabolica” che dura 30-45 minuti in cui i muscoli sono particolarmente affamati di proteine e le assorbono e utilizzano in modo ottimale. L’assunzione di proteine nella fase post-allenamento serve proprio ad innescare la risposta anabolica e cioè a facilitare la crescita e la riparazione dei muscoli utilizzati. In queste situazioni sono sufficienti 20-30 grammi di proteine di alto valore biologico come per esempio quelle fornite da integratori di proteine isolate dal siero del latte. Queste sono prive di lattosio ma ricche di frazioni proteiche importanti non solo per il muscolo ma per la salute in generale. Infatti, alcune ricerche oggi indicano che lattoferrina, lattoglobulina e lattoalbumina contenute nel siero del latte sono potenti modulatori del sistema immunitario e che la loro assunzione regolare può avere effetti preventivi. Le proteine in polvere di questo tipo non sono quindi da vedere come integratori solo per atleti o “palestrati” ma per tutti coloro che utilizzano i muscoli con una certa intensità anche solo per prevenire la perdita di massa e di forza tipica dell’invecchiamento.

Filippo Ongaro

per saperne di più: https://www.filippo-ongaro.it/

Proteine e muscoli | Una cosa da ragazzi

11/02/2015

La sintesi proteica

Con il termine sintesi proteica si intende il processo biochimico attraverso cui l’informazione genetica contenuta nel DNA viene convertita in proteine che svolgono varie funzioni biologiche nel nostro organismo. Attraverso un processo detto di trascrizione dal DNA si forma un filamento di RNA messaggero che serve da stampo per la produzione di una specifica proteina.

La sintesi proteica è parte di una serie complessa di reazioni metaboliche che, consumando energia, formano molecole complesse a partire da quelle più semplici. Lo scopo è in particolare quello di riparare e ricostruire i tessuti danneggiati. Al contrario le reazioni che degradano molecole complesse liberando energia vengono dette cataboliche.

Il metabolismo è caratterizzato da un continuo susseguirsi di reazioni anaboliche e cataboliche che varia a secondo delle fasi della vita, degli stimoli nutrizionali e ambientali come per esempio la quantità e la tipologia di attività fisica.

Perché la sintesi proteica avvenga in maniera ordinata e regolare è necessario fornire all’organismo un quantitativo sufficiente di materia prima, cioè di proteine alimentari che daranno gli aminoacidi necessari a formare a loro volta le proteine con azione biologica nell’organismo. Questa quantità varia a secondo del livello di attività fisica e va da un minimo di 0.8 grammi per chilo corporeo per una persona sedentaria fino anche a 1.5-2 grammi per gli atleti di sport di forza e potenza. Inoltre le reazioni anaboliche sono regolate da una serie di ormoni tra cui l’insulina, l’ormone della crescita e il testosterone, anche essi influenzati dall’assunzione di cibo, dalla tipologia di attività fisica e soprattutto dal rapporto tra attività e recupero.

In situazioni come la permanenza a lungo termine in orbita, è fondamentale continuare a stimolare la sintesi proteica per ridurre al minimo le reazioni cataboliche a carico del muscolo e delle ossa. Questo si ottiene attraverso un’alimentazione bilanciata che assicura una quantità corretta di proteine e un programma di allenamento giornaliero che prevede un intenso uso dei muscoli con particolari attrezzi che simulano l’allenamento con i pesi, logicamente impossibile in orbita.

Dr. Filippo Ongaro

Per saperne di più: https://www.filippo-ongaro.it/

Proteine e muscoli | Una cosa da ragazzi

27/01/2015

Più “muscoli”, più vita

Quando si parla di muscoli molto spesso le persone pensano immediatamente ai fisici scolpiti degli atleti o ancora di più alle masse muscolari enormi dei culturisti.

Ma i muscoli servono a tutti noi, esattamente come il cuore, il cervello, la pelle o le ossa, ed è per questo che tutti noi li abbiamo.

Pochi sanno però che ogni anno dopo i 35 anni la nostra massa muscolare si ridurrà dello 0.5-1%. Arrivati ai 75 anni, per esempio, se non avremmo fatto nulla per rallentare questa perdita, potremmo ritrovarci con il 40% di massa muscolare in meno!

Questo comporta una perdita di forza e di autonomia funzionale che molto spesso è alla base della spirale che porta alla tipica fragilità dell’anziano con debolezza, perdita di equilibrio e progressiva difficoltà ad uscire di casa. A sua volta questo comporterà cambiamenti psicologici che portano all’isolamento e anche ad un conseguente rallentamento delle funzioni cognitive.

Ovviamente non tutto dipende dalla presenza o meno di muscoli ma ricordiamoci che una muscolatura integra e forte aiuta a regolare la glicemia, la pressione arteriosa e perfino l’umore e mantiene solide le ossa e per questo è un aspetto centrale nel mantenimento della salute.

Per evitare questa evoluzione negativa non serve cimentarsi in attività estreme ma basta piuttosto dare spazio nella nostra routine settimanale a qualche allenamento con pesi o elastici o perfino al semplice corpo libero in aggiunta ad una buona dose di attività aerobica come il camminare, la corsa, il nuoto o la bici. Inoltre va ricordato che per mantenere la massa muscolare integra è necessario assumere una quantità adeguata di proteine scegliendo in particolare tra pesce, legumi e carni magre. Se non vi convince l’idea di costruire muscoli più forti per ragioni estetiche, prima di accantonare l’idea di allenarvi di più, ricordatevi che più muscoli significa davvero più vita.

Dr. Filippo Ongaro

per saperne di più: https://www.filippo-ongaro.it/

Nell’immagine di copertina: l’astronauta ESA Thomas Pesquet in una sessione di allenamento a Terra con ARED (advanced Resistive Exercise Device) al Columbia Center presso il Johnson Space Center (NASA) il 16 settembre 2014.

Proteine e muscoli | Sfida

27/01/2015