Ciao a tutti, vi scrivo perché mi aiutiate a capire un po' di cose riguardo le bibite ripolarizzanti.
Molti ciclisti utilizzano queste bevande arricchite con zucchero e sali per mantenere constanti le proprie prestazioni pedalando. Il razionale di questi beveroni è il reintegrare acqua, carboidrati ed elettroliti che vengono normalmente persi durante una prestazione sportiva.
In teoria, per quanto riguarda la concentrazione di tali soluzioni la miglior formulazione dovrebbe essere quella isoosmolare rispetto al plasma.
Infatti, durante la prestazione si perdono liquidi (ed elettroliti), l'osmolarità plasmatica aumenta, i chemocettori innescano meccanismi per mantenere l'omeostasi (stimolazione della sete, secrezione di ADH, eccetera); a questo punto, assumendo la soluzione isoosmolare, dal tubo gastrointestinale passeranno nel letto vascolare acqua ed elettroliti in maniera proporzionale a quelli persi durante la suddetta prestazione, determinando appunto il reintegro.
Se si utilizzassero soluzioni ipoosmolari rispetto al plasma, avremo sì, un passaggio di liquidi dall'apparato gastrointestinale al plasma, ma un modesto passaggio di elettroliti. Inoltre, per aggiungere alla soluzione un adeguato quantitativo zuccheri, risulterebbe difficile mantenere bassa l'osmolarità.
Se si utilizzassero soluzioni iperosmolari rispetto al plasma, quindi più concentrate, non ci sarebbe reintegro dei liquidi, ma al contario. Dal compartimento vascolare, infatti, ci sarebbe secrezione di liquidi all'interno del tubo digerente, aumentando, di fatto, il processo di disidratazione. Risulta, per altro, la soluzione meno indicata.
Detto questo, analizzando il contenuto dei beveroni in questione vediamo che è costituito da:
- carboidrati (per lo più zuccheri)
- sodio
- potassio
- (in alcuni magnesio)
- (talora vitamine)
- (talora zinco).
Dato il quantitativo modesto di vitamine ed altri elettroliti quali zinco e magnesio, l'osmolarità della soluzione è data principalemente dai carboidrati (di solito glucosio o altri zuccheri semplici + zuccheri complessi tipo maltodestrine), dal sodio ed, in maniera minore, dal potassio.
Vado ad elencare il quantitativo dei suddetti elementi in 100mg della tipica polvere per soluzione isotonica di decathlon ed in 76g, quantitativo da disciogliere in 1l di acqua secondo le istruzioni riportate:
- carboidrati 93g (di cui zuccheri 67g ed il resto carboidrati complessi, verosimilmente maltodestrine) -> 70g
- sodio 1g -> 0,8g
- sale (NaCl) 2,5g -> 2g
- potassio 800mg -> 608mg
- (zinco e vitamine in quantità omeopatiche, motivo per cui li tolgo dai conti, in quanto osmoticamente ininfluenti, oltre che, secondo me, inutili al fine della soluzione).
Calcolando le moli degli elementi visti sopra troviamo:
- carboidrati (supponendo che sia composto da 50g di glucosio e 20g di maltodestrine) (50/180g/mol [massa molecolare del glucosio]) + (16/1600g/mol [massa molecolare stimata delle maltodestrine*) = 0,27 + 0,01 = 0,28 moli
- sodio (0,8/23g/mol [massa molecoare sodio] = 0,034 moli
- sale (2/58,44 [massa molecolare NaCl]) = 0,34 moli (andrà poi moltiplicato per 2, a causa del suo coefficiente osmotico)
- potassio (0,6/39 [peso molecolare potassio]) = 0,01 moli.
*non è facile trovare il peso molecolare delle maltodestrine, in quanto la loro formula chimica è C6nH(10n+2)O(5n+1), dove n è un numero compreso tra 2 e 20; d'altro canto il quantitativo è talmente modesto che unito al peso molecolare mediamente altino fanno sì che incida pochissimo sull'osmolarità finale.
Per un totale di 0,28 + 0,034 + (0,034x2) + 0,01 = 0,4 moli da disciogliere in 1l di acqua.
La soluzione sarà, quindi, 400mOsm/l, che, confrontata con quella del plasma normale < 290mOsm/l sembra esageratamente elevata. Da questi calcoli, infatti, siamo di fronte ad una vera e propria soluzione ipertonica.
Per quanto riguarda il Gatorade ho trovato online una composizione di:
- glucosio 0,255 mol/l
- sodio 0,018 mol/l
- potassio 0,003 mol/l
- bicarbonato 0,003 mol/l
Per un'osmolarità totale di 330mOsm/l. Anch'esso iperosmolare, anche se in maniera minore.
Ora: o ho sbagliato i calcoli (cosa probabilissima, dato che non sono mai stato un drago a chimica), o ci fanno bere roba diluita a caso.
Se si considerano, inoltre, le soluzioni reidratanti orali (SRO) utilizzate nel trattamento delle diarree (sono dei veri e propri salvavita, se si pensa che le diarree costituiscono la terza causa di morte nel mondo), vediamo che dalla seconda metà degli anni '90 si è passati dal soluzioni con 300-330 mOsm/l a SRO con 200-250mOsm/l. Sicuramente il fine delle SRO e del Gatorade è diverso, ma il principio è il solito. Tantopiù che leggendo varie linee guida sul trattamento delle diarree, soprattutto del bambino, è fortemente sconsigliato l'utilizzo di bevande quali il Gatorade per il trattamento della disidratazione (così come si deve evitare brodo di pollo, succo d'arancia, e simili).
Chi mastica di chimica meglio di me confermi o smentisca tutto, e mi aiuti a capire!!! Se ho scritto baggianate siate franchi e ditelo!!! Non ho scritto per mettermi in mostra o far vedere che ho fatto i compiti per casa, ma per capire questa cosa che non mi è mai tornata!
Molti ciclisti utilizzano queste bevande arricchite con zucchero e sali per mantenere constanti le proprie prestazioni pedalando. Il razionale di questi beveroni è il reintegrare acqua, carboidrati ed elettroliti che vengono normalmente persi durante una prestazione sportiva.
In teoria, per quanto riguarda la concentrazione di tali soluzioni la miglior formulazione dovrebbe essere quella isoosmolare rispetto al plasma.
Infatti, durante la prestazione si perdono liquidi (ed elettroliti), l'osmolarità plasmatica aumenta, i chemocettori innescano meccanismi per mantenere l'omeostasi (stimolazione della sete, secrezione di ADH, eccetera); a questo punto, assumendo la soluzione isoosmolare, dal tubo gastrointestinale passeranno nel letto vascolare acqua ed elettroliti in maniera proporzionale a quelli persi durante la suddetta prestazione, determinando appunto il reintegro.
Se si utilizzassero soluzioni ipoosmolari rispetto al plasma, avremo sì, un passaggio di liquidi dall'apparato gastrointestinale al plasma, ma un modesto passaggio di elettroliti. Inoltre, per aggiungere alla soluzione un adeguato quantitativo zuccheri, risulterebbe difficile mantenere bassa l'osmolarità.
Se si utilizzassero soluzioni iperosmolari rispetto al plasma, quindi più concentrate, non ci sarebbe reintegro dei liquidi, ma al contario. Dal compartimento vascolare, infatti, ci sarebbe secrezione di liquidi all'interno del tubo digerente, aumentando, di fatto, il processo di disidratazione. Risulta, per altro, la soluzione meno indicata.
Detto questo, analizzando il contenuto dei beveroni in questione vediamo che è costituito da:
- carboidrati (per lo più zuccheri)
- sodio
- potassio
- (in alcuni magnesio)
- (talora vitamine)
- (talora zinco).
Dato il quantitativo modesto di vitamine ed altri elettroliti quali zinco e magnesio, l'osmolarità della soluzione è data principalemente dai carboidrati (di solito glucosio o altri zuccheri semplici + zuccheri complessi tipo maltodestrine), dal sodio ed, in maniera minore, dal potassio.
Vado ad elencare il quantitativo dei suddetti elementi in 100mg della tipica polvere per soluzione isotonica di decathlon ed in 76g, quantitativo da disciogliere in 1l di acqua secondo le istruzioni riportate:
- carboidrati 93g (di cui zuccheri 67g ed il resto carboidrati complessi, verosimilmente maltodestrine) -> 70g
- sodio 1g -> 0,8g
- sale (NaCl) 2,5g -> 2g
- potassio 800mg -> 608mg
- (zinco e vitamine in quantità omeopatiche, motivo per cui li tolgo dai conti, in quanto osmoticamente ininfluenti, oltre che, secondo me, inutili al fine della soluzione).
Calcolando le moli degli elementi visti sopra troviamo:
- carboidrati (supponendo che sia composto da 50g di glucosio e 20g di maltodestrine) (50/180g/mol [massa molecolare del glucosio]) + (16/1600g/mol [massa molecolare stimata delle maltodestrine*) = 0,27 + 0,01 = 0,28 moli
- sodio (0,8/23g/mol [massa molecoare sodio] = 0,034 moli
- sale (2/58,44 [massa molecolare NaCl]) = 0,34 moli (andrà poi moltiplicato per 2, a causa del suo coefficiente osmotico)
- potassio (0,6/39 [peso molecolare potassio]) = 0,01 moli.
*non è facile trovare il peso molecolare delle maltodestrine, in quanto la loro formula chimica è C6nH(10n+2)O(5n+1), dove n è un numero compreso tra 2 e 20; d'altro canto il quantitativo è talmente modesto che unito al peso molecolare mediamente altino fanno sì che incida pochissimo sull'osmolarità finale.
Per un totale di 0,28 + 0,034 + (0,034x2) + 0,01 = 0,4 moli da disciogliere in 1l di acqua.
La soluzione sarà, quindi, 400mOsm/l, che, confrontata con quella del plasma normale < 290mOsm/l sembra esageratamente elevata. Da questi calcoli, infatti, siamo di fronte ad una vera e propria soluzione ipertonica.
Per quanto riguarda il Gatorade ho trovato online una composizione di:
- glucosio 0,255 mol/l
- sodio 0,018 mol/l
- potassio 0,003 mol/l
- bicarbonato 0,003 mol/l
Per un'osmolarità totale di 330mOsm/l. Anch'esso iperosmolare, anche se in maniera minore.
Ora: o ho sbagliato i calcoli (cosa probabilissima, dato che non sono mai stato un drago a chimica), o ci fanno bere roba diluita a caso.
Se si considerano, inoltre, le soluzioni reidratanti orali (SRO) utilizzate nel trattamento delle diarree (sono dei veri e propri salvavita, se si pensa che le diarree costituiscono la terza causa di morte nel mondo), vediamo che dalla seconda metà degli anni '90 si è passati dal soluzioni con 300-330 mOsm/l a SRO con 200-250mOsm/l. Sicuramente il fine delle SRO e del Gatorade è diverso, ma il principio è il solito. Tantopiù che leggendo varie linee guida sul trattamento delle diarree, soprattutto del bambino, è fortemente sconsigliato l'utilizzo di bevande quali il Gatorade per il trattamento della disidratazione (così come si deve evitare brodo di pollo, succo d'arancia, e simili).
Chi mastica di chimica meglio di me confermi o smentisca tutto, e mi aiuti a capire!!! Se ho scritto baggianate siate franchi e ditelo!!! Non ho scritto per mettermi in mostra o far vedere che ho fatto i compiti per casa, ma per capire questa cosa che non mi è mai tornata!
