Gli amminoacidi ramificati (BCAA), leucina, valina e isoleucina, costituiscono il 30% delle proteine muscolari e sono essenziali per la sintesi di glutammina e alanina. Sono tra gli integratori alimentari più noti, specialmente tra chi pratica sport, bodybuilding o attività di endurance, con l'obiettivo di migliorare la performance, il recupero e massimizzare la sintesi proteica.
Funzioni e Metabolismo dei BCAA
I BCAA svolgono diverse funzioni cruciali:
- Funzione anticatabolica: Impediscono il consumo del muscolo.
- Supporto all'anabolismo muscolare: Influenzano l'energia e il metabolismo.
- Funzione energetica: Coinvolti nella sintesi di composti intermedi necessari per la gluconeogenesi e quindi la produzione di energia.
- Stimolazione della sintesi proteica: Grazie all'azione specifica della Leucina, favoriscono la crescita della massa muscolare.
I BCAA vengono metabolizzati a livello muscolare, in particolar modo nei mitocondri, e rappresentano una fonte importante di azoto per la sintesi di altri amminoacidi come l’alanina e la glutammina.
Il Ruolo dei BCAA nello Sport
La diffusione dei BCAA nel mondo sportivo è notevole, supportata da ricerche sugli effetti degli amminoacidi ramificati sulla massa muscolare e sulla prestazione fisica. Durante uno sforzo fisico, il triptofano tende ad accumularsi a livello cerebrale, e i BCAA possono influenzare la sensazione di fatica. L'assunzione di triptofano, nel modello animale, diminuisce la performance, supportando l'idea che questo amminoacido sia coinvolto nella sensazione di fatica.
Quando e Come Assumere i BCAA
Non esiste una dose scientificamente dimostrata efficace di BCAA. Rispetto all’allenamento, possono essere assunti sia prima, che durante o dopo, oppure frazionati tra questi tre momenti. Durante l’allenamento la necessità del corpo, ad eccezione delle discipline di durata superiori ai 45 minuti continuativi, è di non affaticare l’apparato digerente. Infatti il sangue faticherebbe nel raggiungere i muscoli che in questa fase hanno la priorità.
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Il Metabolismo degli Amminoacidi: Un Quadro Generale
Da un individuo sano, giornalmente vengono degradati due o tre etti di amminoacidi. Gli altri possono essere gluconeogenetici, chetogenici, o entrambi. La chetogenesi è un processo importante per sopperire a una carenza di zuccheri nel digiuno a breve termine; se questo persiste, interviene la chetogenesi da parte dei lipidi. Anche il cervello si adatta ad utilizzare i corpi chetonici in caso di digiuno prolungato.
Transaminazione e Glutammato Deidrogenasi
Il trasferimento del gruppo α-amminico avviene tramite una reazione di transaminazione, catalizzata dalle transaminasi, che utilizzano il piridossal fosfato come cofattore enzimatico. La glutammato deidrogenasi trasforma il glutammato in α-chetoglutarato, convertendo i gruppi amminici in ammoniaca. Esistono due tipi di glutammato deidrogenasi: citoplasmatica e mitocondriale, con il cofattore NAD(P)+. La forma mitocondriale smaltisce i gruppi amminici, mentre l'enzima lavora quando bisogna smaltire i gruppi amminici degli amminoacidi come ammoniaca (via urine) oppure quando occorrono gli scheletri degli amminoacidi per produrre energia.
Diversi organismi smaltiscono l'ammoniaca in modi diversi: i pesci la immettono in acqua tramite le branchie, gli uccelli la convertono in acido urico, e i mammiferi la trasformano in urea attraverso il ciclo dell'urea.
Il Ciclo dell'Urea
L'urea (NH2-CO-NH2) viene prodotta tramite il ciclo dell'urea, che inizia con la fase catalizzata dalla carbamil fosfato sintetasi nel mitocondrio. La citrullina prodotta esce dal mitocondrio e, nel citoplasma, subisce l'azione dell'arginino succinato sintetasi, che richiede ATP. L'enzima successivo è l'arginino succinasi, e il ciclo è completato dall'arginasi. Il ciclo dell'urea è modulato indirettamente dall'arginina, che attiva l'acetil glutammato sintetasi.
Smaltimento dei Gruppi Amminici nel Cervello e nei Muscoli
Il cervello utilizza la glutammina sintetasi e la glutammasi per eliminare i gruppi amminici. Dal muscolo, i gruppi amminici raggiungono il fegato tramite il ciclo glucosio-alanina, con l'enzima glutammina-piruvato transaminasi. La presenza di transaminasi nel sangue può indicare un danno epatico o cardiopatico.
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Amminoacidi Ramificati (BCAA): Fanno Male?
In generale, l'utilizzo dei BCAA è sicuro e non comporta danni, a meno che non si soffra di malattie renali. Le proteine e gli aminoacidi (BCAA inclusi) sono da tenere sotto controllo solo nel caso in cui soffri di malattie renali, quando c’è una progressiva perdita delle funzioni del rene (insufficienza renale), con la compromissione dell’eliminazione dei composti azotati di scarto derivanti dal catabolismo proteico (urea, acido urico,…). Non ci sono evidenze che dimostrano come una dieta iperproteica (anche fino a 3-4 g/kg/die di protidi) in soggetti sani porti a danni renali.
I BCAA hanno la caratteristica di bypassare il fegato, passando dall’intestino direttamente nel sangue: alzano in modo immediato la concentrazione ematica di aminoacidi e vengono prontamente captati dai tessuti, come quello muscolare. Gli aminoacidi ramificati (BCAA), così come tutti gli altri, non fanno male e non hanno particolari controindicazioni in soggetti sani. Sono utili, in quanto costituenti delle proteine e, in fisiologia, vengono gestiti in modo corretto dal metabolismo, anche quando in quantità maggiori rispetto alla norma.
Aminoacidi Essenziali e Non Essenziali
Gli aminoacidi si dividono tra aminoacidi essenziali e non essenziali. Gli aminoacidi essenziali non possono essere prodotti e sintetizzati dall’organismo, quindi devono essere assunti esternamente, attraverso alimentazione o integratori. Gli aminoacidi non essenziali, invece, vengono prodotti autonomamente dal nostro corpo, partendo da altri nutrienti. Gli aminoacidi essenziali servono al sistema immunitario, alla sintesi delle proteine e alla riparazione e crescita muscolare, dopo l’attività sportiva (o nei periodi di crescita). Gli aminoacidi non essenziali, invece, servono al metabolismo energetico e alla produzione di altre molecole importanti per la salute.
Gli amminoacidi BCAA, oltre alla loro struttura ramificata, sono assimilati direttamente dall'intestino e non passano dal fegato, che, quindi, non viene affaticato.
Catabolismo degli Amminoacidi
La prima tappa del catabolismo degli amminoacidi prevede l'allontanamento del gruppo amminico. Lo scheletro carbonioso viene così utilizzato nel ciclo di Krebs o nella gluconeogenesi. Le amminotransferasi o transaminasi rappresentano gli enzimi chiave nella rimozione del gruppo amminico degli amminoacidi. Coenzima delle transaminasi è il piridossalfosfato, un enzima prodotto a partire dalla piridossina (Vitamina B6 ). Solitamente i gruppi amminici in eccesso vengono escreti oppure utilizzati per sintetizzare composti azotati.
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Un importante processo a cui vanno incontro gli amminoacidi è la deamminazione ossidativa. Essa avviene nei mitocondri ed è catalizzata dalla glutammato deidrogenasi, un enzima che allontana il gruppo amminico dal glutammato e lo sostituisce con l'ossigeno proveniente dall'acqua. Lo ione ammonio che si viene a formare reagisce col glutammato per formare glutammina, che funge da trasportatore di gruppi amminici al fegato. L'alanina rappresenta il principale trasportatore di gruppi amminici dal muscolo al fegato. Essa viene formata per trasferimento del gruppo amminico dal glutammato all'acido piruvico o piruvato.
Il Ciclo di Krebs e gli Amminoacidi
Lo scheletro carbonioso degli amminoacidi viene utilizzato nel ciclo di Krebs per produrre energia. Gli scheletri carboniosi convergono in sette composti in grado di entrare direttamente o indirettamente nel ciclo di Krebs: piruvato, acetilCoA, acetoacetilCoA, α -chetoglutarato, succinilCoA, fumarato, ossalacetato. Gli amminoacidi che vengono degradati ad acetilCoA o acetoacetilCoA sono detti chetogenetici e sono i precursori dei corpi chetonici . Gli altri sono glucogenetici e possono, una volta convertiti in piruvato ed ossalacetato, formare glucosio attraverso la gluconeogenesi.
Rapporto Ideale tra i BCAA
In una ricerca si è evidenziato che in natura il rapporto ottimale degli amminoacidi ramificati è di 2:1:1. Pertanto è consigliabile assumere un quantitativo maggiore o uguale a 45 mg/kg/dì di leucina e 22,5 mg/kg/dì sia di isoleucina sia di valina.
Considerazioni Finali sull'Integrazione di BCAA
L’utilizzo dei BCAA nello Sport è sicuramente diffuso. Il loro utilizzo è destinato a coloro che non riescono a soddisfare il corretto apporto proteico attraverso una dieta strutturata. In molti casi diversi nutrizionisti sportivi prescrivono gli amminoacidi ramificati per incentivare psicologicamente l’atleta. In caso di perdita di peso dove si vuole “puntare” ad una diminuzione più consistente di massa grassa rispetto alla massa muscolare tornano utili questi amminoacidi per controbattere la spossatezza e, in associazione con un introito proteico più elevato, si potrà ridurre la perdita di muscolo. Questo accade grazie al mantenimento di alti livelli amminoacidici nel sangue.
Oggi molti esperti del mondo dello sport sono a favore di abbassare l’assunzione di BCAA, specie in una dieta con un corretto apporto proteico e calorico.
Tabella Riassuntiva del Metabolismo degli Amminoacidi
| Processo Metabolico | Enzima Chiave | Prodotto Finale | Funzione |
|---|---|---|---|
| Transaminazione | Amminotransferasi (Transaminasi) | Glutammato, α-chetoacido | Rimozione del gruppo amminico |
| Deamminazione Ossidativa | Glutammato Deidrogenasi | Ione Ammonio (NH4+) | Conversione del glutammato |
| Ciclo dell'Urea | Carbamil Fosfato Sintetasi, Arginasi | Urea | Smaltimento dell'ammoniaca tossica |
| Gluconeogenesi | (Vari) | Glucosio | Produzione di glucosio da amminoacidi |
| Chetogenesi | (Vari) | Corpi Chetonici | Produzione di corpi chetonici da amminoacidi |
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