Gli aminoacidi a catena ramificata nello sport

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1 Gli aminoacidi a catena ramificata nello sport Enrico Arcelli Dipartimento di Scienze dello Sport, Nutrizione e Salute Università degli Studi di Milano

2 BCAA nello sport Gli aminoacidi a catena ramificata (BCAA) sono la leucina, l isoleucina e la valina. Gli atleti li assumono (o li hanno assunti in passato) con obiettivi molto differenti, obiettivi che, però, non sempre sono raggiunti.

3 BCAA nello sport I BCAA sono assunti per questi motivi: (a) Migliorare la disponibilità di energia; (b) Ridurre l affaticamento centrale; (c) Prevenire l overtraining e/o la ridotta efficienza immunitaria; (d) Favorire la sintesi di nuove proteine e ridurre il dolore muscolare tardivo.

4 BCAA come carburante Obiettivo (a): MIGLIORAMENTO DELLA DISPONIBILITA DI ENERGIA. E ben noto da tempo che l esaurimento del glicogeno muscolare determina fatica (Costill et al., 1971). Il glicogeno (muscolare + epatico), negli atleti molto ben allenati, può fornire da1600 kcal (Schroder el al., 2008) a 1800 kcal (O Brien et al., 1993).

5 BCAA come carburante Negli sport ciclici (maratona, ciclismo, marcia, sci di fondo ), quando lo sforzo supera i min (in tempi inferiori negli atleti più forti), il glicogeno viene consumato totalmente o in gran parte. Secondo Rennie et al. (2006), l ossidazione di aminoacidi (in particolare di leucina) aumenta linearmente con l intensità dell esercizio.

6 BCAA come carburante L ossidazione degli aminoacidi, inoltre, tende ad aumentare con la durata dell esercizio e, dunque, con l esaurimento del glicogeno muscolare. L allenamento riduce gli AA ossidati a parità di tempo. Si ha una riduzione del consumo degli aminoacidi se, durante lo sforzo, si assumono carboidrati (Rennie et al., 2006).

7 BCAA come carburante C è un notevole consumo di glicogeno anche nei giochi individuali (per es. partite di tennis di lunga durata) o nei giochi di squadra. In una partita di calcio l energia deriva quasi tutta dal glicogeno che viene in gran parte consumato, in particolare nei giocatori di calcio in campo 90 min.

8 Il glicogeno muscolare Nel calcio la spesa per partita è di kcal (Stolen et al., 2005) e la concentrazione del glicogeno muscolare tende a scendere nel corso del match. Già nel 1969 Karlsson, aveva visto con le biopsie che nei giocatori di alto livello la concentrazione del glicogeno muscolare è molto bassa alla fine del match.

9

10 Il glicogeno muscolare Più di recente, Halgerud et al. (2005) hanno studiato le variazioni del contenuto in glicogeno nei diversi tipi di fibre. Alla fine della partita, al contrario di quello che si tenderebbe a pensare, a svuotarsi di più sono soprattutto le fibre ST, seguite dalle FTa e dalle FTx (Helgerud et al., 2005).

11 Helgerud et al., 2005

12 Il glicogeno muscolare Alla fine della partita (in questo caso amichevole), in totale, circa l 11% delle fibre è del tutto senza glicogeno, il 36% è quasi vuota. Secondo Helegrud et al. (2005), è senza dubbio questa deplezione del glicogeno muscolare il fattore che spiega il calo dell efficienza fisica nella parte finale della partita.

13 BCAA come carburante Sia nelle prove di fondo, sia nel calcio, dunque, sarebbe vantaggioso ai fini della prestazione - poter disporre di energia esogena durante l attività. Di solito gli atleti assumono carboidrati; ma c è stato chi ha pensato di fornire BCAA prima e/o durante la competizione. Dai BCAA si produce alanina e si ha così gluconeogenesi.

14 BCAA come carburante Nel 1991 Blomstrand et al. divisero 193 soggetti (tutti di sesso maschile) partecipanti alla maratona di Stoccolma in due gruppi: il primo assumeva BCAA e l altro placebo; gli atleti di entrambi i gruppi potevano prendere CHO. Nell insieme dei corridori non fu riscontrata nessuna differenza nei tempi ottenuti

15 BCAA come carburante Se, però, i maratoneti più veloci (tempo finale < 3 h 5 min) venivano separati dai meno veloci, si vedeva che i secondi avevano un miglioramento significativo se c era stata l assunzione di BCAA. Da quella ricerca, in pratica, sembrava che fosse vantaggioso per lo meno da parte degli atleti meno forti assumere BCAA.

16 BCAA come carburante In seguito sono state compiute altre ricerche dalle quali è emerso che si ha un vantaggio dall assunzione di BCAA vs. placebo. In linea di massima, invece, non si è mai visto un vantaggio dall assunzione di BCAA nei confronti di quella di CHO.

17 BCAA e fatica centrale Obiettivo (b): RIDUZIONE DELLA FATICA CENTRALE. La serotonina è un neurotrasmettitore implicato nell affaticamento centrale. Già nel 1987, Newsholme et al. avevano sostenuto che l assunzione di BCAA poteva ridurre la produzione di serotonina e permetteva, perciò, di avvertire meno fatica durante l attività fisica prolungata.

18 Newsholme and Blomstrand, 2005

19 BCAA e fatica centrale BCAA e triptofano hanno gli stessi carriers nel passaggio della barriera ematoencefalica. Se durante l attività fisica nei muscoli passano più BCAA e aumenta il triptofano libero nel sangue, si eleva il rapporto nel plasma [triptofano libero] : [BCAA], aumenta il passaggio di triptofano nel liquido cefalo-rachidiano e si produce una maggiore quantità di 5-HT

20 Newsholme and Blomstrand, 2005

21 Newsholme and Blomstrand, 2005

22 BCAA e fatica centrale Newsholme, dunque, ha pensato di dare BCAA agli atleti, prima di un impegno di lunga durata. L obiettivo era quello di abbassare il rapporto nel plasma [triptofano libero] : [BCAA] e, di conseguenza, di fare sì che, arrivando nel cervello meno triptofano, ci fosse una ridotta produzione di serotonina.

23 BCAA e fatica centrale Si è visto che, in effetti, quando assumono BCAA (vs. placebo) prima di un impegno, gli atleti avvertono meno la fatica (Blomstrand et al., 1997), soprattutto con clima caldo (Mittleman et al., 1998; Cheuvront et al., 2004; Watson et al., 2004). Non si è però visto un miglioramento significativo della prestazione.

24 BCAA, overtraining e immunosoppressione Obiettivo (c): PREVENZIONE DI OVERTRAINING E/O RIDOTTA EFFICIENZA IMMUNITARIA. L overtrainig e la ridotta efficienza immunitaria hanno talvolta in comune la carenza di glutammina, un aminoacido che non è essenziale, ma che in certe situazioni è come se lo fosse.

25 BCAA overtraining e immunosoppressione L attività fisica intensa e molto prolungata (per esempio una maratona oppure un triathlon) determina un abbassamento della concentrazione della glutammina ematica oltre che alterazioni endocrine - e riduce natural killer cells e linfociti. Lo stesso succede quando aumenta di colpo la quantità dell allenamento effettuato.

26 BCAA e immunosoppressione Gli atleti sono spesso colpiti da infezioni (di solito alle prime vie aeree) proprio dopo le gare molto lunghe o gli allenamenti divenuti di colpo più impegnativi. La supplementazione con BCAA permette di prevenire l abbassamento della concentrazione della glutammina ematica (Bassit et al., 2002).

27 BCAA overtraining e immunosoppressione La supplementazione con BCAA prima di un triathlon o di una corsa di 30 km, secondo Bassit et al. (2002), modifica la produzione delle citochine dopo la gara. L effetto di immunosoppressione viene sensibilmente ridotto. C è un evidente effetto sul tumor necrosis factor α e sull interleuchina-1.

28 BCAA overtraining L assunzione abituale di BCAA si è dimostrata in grado di ridurre l eccesso di ormoni catabolici dovuto all allenamento, eccesso che talvolta perdura per decine di minuti, per alcune ore oppure nei casi di overtraining anche per vari giorni. Il ritorno a valori nella norma di essi è più rapido (Carli et al., 1992).

29 BCAA e sintesi proteica Obiettivo (d): AUMENTO DELLA SINTESI PROTEICA E RIDUZIONE DEL DOMS. Durante l attività fisica, c è degradazione proteica. Dopo di essa c è sintesi, a patto che siano disponibili aminoacidi. Da tale punto di vista, non tutti gli aminoacidi si comportano nella stessa maniera.

30 BCAA e sintesi proteica Se subito dopo una seduta contro resistenza vengono assunti proteine e BCAA, si hanno aumenti maggiori della massa muscolare di quelli che si hanno con la sola assunzione di proteine oppure di proteine e di carboidrati (Koopman et al., 2004).

31 Koopman et al., 2004

32 BCAA e sintesi proteica Dopo una seduta di lavoro contro resistenza (pesi o macchine), la sintesi proteica a livello muscolare è aumentata se, oltre alle proteine, vi è l aggiunta di BCAA, specie di leucina. I BCAA, dunque, oltre a essere usati come mattoni, sono capaci di stimolare la sintesi proteica.

33 Rennie et al. (2006)

34 BCAA e sintesi proteica La leucina stimola la fosforilazione di mtor (mammalian target of rapamycin) e di p70s6k (p70 ribosomal subunit S6 kinase), entrambi implicati nella sintesi proteica. C é una forte relazione dose-risposta fra la concentrazione nei muscoli delle forme fosforilate di mtor and di p70s6k e l entità della sintesi poteica nei muscoli. La leucina favorisce la fosforilazione.

35 BCAA e sintesi proteica Molto efficaci sembrano essere i BCAA nel ridurre il DOMS (vale a dire i dolori muscolari tardivi, quelli che si manifestano ore dopo un impegno muscolare più impegnativo del solito o che implica lavoro muscolare eccentrico). Sia il dolore muscolare, sia le variazioni ematiche sono inferiori in chi assume BCAA prima o subito dopo l attività.

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