Proteine e massa muscolare : Focus su catabolismo e sintesi del muscolo scheletrico

Proteine e massa muscolare : Focus su catabolismo e sintesi del muscolo scheletrico

Spesso chi pratica sport per incrementare la massa muscolare crede che per evitare la perdita di muscolo e massimizzare il guadagno è necessario assumere una dose di proteine molto elevata attraverso numerosi pasti nell’arco della giornata. Con il presente articolo ho voluto riassumere in maniera piuttosto semplice i concetti alla base del guadagno e perdita muscolare.

Il fabbisogno proteico giornaliero (proteine assunte ogni giorno attraverso gli alimenti) per la popolazione generale secondo i LARN (Livelli di Assunzione di Riferimento di Nutrienti ed energia per la popolazione italiana) è di 0.9 grammi per chilo di peso corporeo (0.90g/kgxdie), se si pratica sport, in linea generale, si dovrà incrementare tale fabbisogno ad 1.2-2g/kgxdie circa in base al tipo di sport praticato. Per ogni individuo è importante mantenere il bilancio azotato in equilibrio e dunque avere turn over delle proteine (proteine in entrata e in uscita) che rispetti le proprie esigenze. Durante la crescita e lo sviluppo o se si pratica attività fisica la sintesi di nuove proteine aumenta per far fronte ai processi anabolici come l’incremento strutturale e muscolare, e quindi si verifica un bilancio azotato positivo. In caso di ridotto apporto di proteine con la dieta l’organismo invece tende a diminuire le perdite e si rischia di andare incontro ad un bilancio di azoto negativo, e ad una conseguente perdita di proteine e di massa muscolare se si considera il muscolo scheletrico (catabolismo muscolare). È comune credere, specialmente per chi pratica sport e vuole incrementare la massa muscolare, che perdere muscolo è estremamente facile specie se non si assumono costantemente proteine e in grandi quantità. In realtà questo è un mito da sfatare e non servirà a nulla eccedere il limite sopraindicato di assunzione proteica, in quanto il muscolo scheletrico è in grado di massimizzare l’utilizzo di amminoacidi necessari per stimolare la sintesi proteica e migliorare di conseguenza il recupero e l’ipertrofia muscolare mantenendo il bilancio azotato.

Ad esempio un soggetto che pratica sport con i pesi per incrementare la massa muscolare ha un fabbisogno proteico relativamente facile da raggiungere, se consideriamo una persona di 70kg con una massa grassa nella norma dovrà assumere circa 120-140gr di proteine e se consideriamo che 100gr di carne apporta circa 20gr di proteine è facile intuire che questo fabbisogno sarà facilmente raggiungibile con una dieta equilibrata che comprende 3-6 pasti giornalieri e il giusto apporto calorico.

Un fattore determinante e per molti versi più importante della quantità è rappresentato dalla qualità delle proteine alimentari che si scelgono nella propria dieta e in particolare il profilo amminoacidico (il quantitativo e il rapporto di amminoacidi presenti in un dato alimento o integratore). Sappiamo infatti che il turnover proteico nel muscolo scheletrico è altamente responsivo all’assunzione di determinati nutrienti (Rennie et al. 1982). L’ingestione di aminoacidi e/o di proteine stimola fortemente la sintesi proteica e inibisce il catabolismo, determinando un netto bilancio proteico positivo sia in giovani che in anziani (Paddon-Jones et al. 2004, 2006; Rennie et al. 1982; Volpi et al. 1998, 1999). Gli amminoacidi essenziali (Tipton et al. 1999b; Volpi et al. 2003), e la leucina in particolare (Smith et al. 1992; Norton and Layman 2006), sembrano rappresentare il maggior segnale anabolico responsabile dell’aumento della sintesi proteica muscolare post-prandiale (dopo un pasto).

J. Nutr. 2002 Oct 132(10) 3219S-24S, FIGURE 3

È dunque importante che il pasto assunto comprenda tutti gli amminoacidi essenziali (quegli amminoacidi che non possono essere prodotti dal nostro corpo). Alcuni alimenti, in particolare quelli di origine vegetale, hanno degli amminoacidi limitanti (ovvero sono carenti di determinati amminoacidi necessari per stimolare la sintesi proteica) quindi è importante fare le giuste associazioni tra alimenti in modo che l’aminoacido limitante di un alimento sia apportato da un altro alimento assunto preferibilmente nello stesso pasto (es. vedi cereali e legumi, legumi e frutta secca, cereali e frutta secca).

Anche un altro ormone che dipende dagli alimenti ingeriti gioca un ruolo importante nel mantenimento della massa muscolare, ovvero l’insulina. L’insulina è prodotta principalmente dopo un pasto contenente carboidrati, tra i vari ruoli da essa svolti, quello principale è di mantenere stabile il livello di glucosio nel sangue. Per molto tempo si è pensato inoltre che l’insulina potesse migliorare la sintesi proteica, in effetti carboidrati e proteine assunti in concomitanza dopo l’esercizio fisico migliorano significativamente la sintesi proteica rispetto a soli carboidrati o a sole proteine. Ma nella dieta in genere senza considerare il post allenamento, studi successivi hanno dimostrato che in assenza di un concomitante aumento di insulina plasmatica, gli amminoacidi essenziali mostrano una stimolazione dose dipendente della sintesi proteica (Bohe et al. 2003), per questo motivo, alcuni ricercatori suggeriscono che l’insulina è alquanto permissiva e che probabilmente non ha effetti modulatori in queste condizioni (Greenhaff et al. 2008; Rennie 2009; Bohe et al. 2003).

PRE POST EXERCISE TIMING PROTEIN SYNTH

Studi più recenti indicano che l’insulina nell’intervallo di ~30–150 mU/ml non stimola ulteriormente la sintesi proteica (Greenhaff et al. 2008). Da notare invece, che il catabolismo muscolare sembra essere molto responsivo alle variazioni della concentrazione di insulina. Dati di laboratorio (Rennie 2009) suggeriscono che livelli di insulina di 15 mU/ml possono ridurre quasi totalmente il catabolismo muscolare e non sembra esserci nessuna inibizione ulteriore sopra i 30 mU/ml (Greenhaff et al. 2008). Questi dati suggeriscono che il catabolismo muscolare può essere ridotto sostanzialmente anche con l’assunzione di un pasto leggero non necessariamente ricco in proteine, in quanto basta una leggera stimolazione dell’insulina per bloccare lo stato catabolico. Ciò  è di particolare interesse non solo per gli sportivi che vogliono incrementare la massa muscolare ma anche per coloro che praticano sport aerobici i quali hanno un fabbisogno glucidico ed energetico elevato e relativamente scarso di proteine , spesso infatti ci troviamo nella condizione di dover stilare diete per soggetti che praticano triathlon, maratone o simili e non è sempre facile apportare 3000-4000kcal mantenendo nei limiti stabiliti per tali sport le proteine e raggiungere nel contempo elevati quantitativi energetici, per poter soddisfare tale obiettivo è necessario aggiungere degli spuntini prevalentemente glucidici, ma d’altra parte in atleti che praticano questo genere di sport è comunque importante mantenere un bilancio azotato positivo per ottimizzare i tempi di recupero, il sistema immunitario e ridurre lo stato catabolico, dunque cosa fare? spuntini glucidici possono compromettere tali esigenze? Si potrebbe pensare che se si fanno due pasti (es.una colazione e uno spuntino mattutino) prevalentemente glucidici si potrebbe inficiare il recupero e il mantenimento della massa muscolare e favorire il catabolismo.  in realtà questo non avviene proprio grazie agli effetti anticatabolici dell’insulina, soprattutto se si struttura il piano alimentare rispettando i tempi in funzione dell’esercizio fisico. Diverso è il caso di soggetti che devono anche perdere peso (ricordiamo che l’insulina ha uno spiccato effetto “ingrassante”). Dunque, nel contesto anabolico muscolare l’insulina ha un effetto prevalentemente anticatabolico e aiuta a contrastare la perdita di massa muscolare e se la dieta è composta dalla giusta dose e qualità delle proteine e si inseriscono i pasti nelle giuste tempistiche in funzione dell’allenamento si comprende che il catabolismo muscolare diventa un concetto improbabile (ricordiamo che ci sono altre variabili come l’introito energetico giornaliero, la giusta periodizzazione e strutturazione dell’allenamento ecc. che possono condizionare significativamente il guadagno, mantenimento e perdita di massa muscolare)

Tornando alle proteine, i dati a disposizione mostrano chiaramente che il tasso di digestione delle proteine è un fattore di regolazione indipendente della risposta anabolica post prandiale (Dangin et al. 2001), ogni fattore che potrebbe compromettere la digestione e/o l’assorbimento delle proteine attenuerà e/o ridurrà il tasso di disponibilità di aminoacidi plasmatici provenienti dell’alimento ingerito, riducendo così il tasso di sintesi proteica muscolare post-prandiale. Questo è particolarmente importante se si soffre di gastropatie come malattia da reflusso gastroesofageo, gastrite, ernia iatale o di malattie infiammatorie intestinali come il morbo di Crohn, colite ulcerosa, o sindrome del colon irritabile; in questo caso il piano alimentare andrà modificato rispettando la condizione patologica per ottimizzare la sintesi proteica.

Ricordiamo inoltre che aminoacidi liberi e quelli derivati da proteine presentano tempistica ed efficienza di assorbimento intestinale diverse (Boirie et al. 1996). L’assunzione di proteine a digestione lenta (es.caseina) porta ad un bilancio proteico corporeo più consistente rispetto all’ingestione di una proteina a digestione veloce (es. whey) o ad un mix di amminoacidi (Dangin et al. 2001). Al contrario, l’assunzione di proteine a digestione veloce produce una maggiore ritenzione proteica rispetto a una proteina a digestione lenta (Beaufrere et al.2000; Boirie et al. 1997a; Dangin et al. 2002, 2003). Anche in questo caso dovremmo considerare una proteina piuttosto che l’altra o un mix di esse in funzione dell’esercizio fisico e della fase di recupero.Whey vs casein

Per quanto riguarda la suddivisione giornaliera (senza considerare il timing dell’esercizio fisico), l’assunzione di un unico pasto contenente circa l’80% del fabbisogno proteico giornaliero non determina una maggiore ritenzione di proteine, per questo è preferibile ripartire le proteine in più pasti durante la giornata quando possibile (Arnal et al. 2000). Altra credenza comune specialmente se si pratica sport e si vuole incrementare la massa muscolare è quella di fare 6-8 o più pasti durante la giornata, in realtà non esiste un’evidenza scientifica consistente a riguardo, sembrano non esserci differenze significative con tanti o pochi pasti giornalieri (3-4 VS 7-8) per migliorare o mantenere la massa muscolare e la composizione corporea (La Bounty PM et al. 2011), la scelta migliore è quella di tarare il piano nutrizionale in base alle esigenze personali e nutrire il muscolo rispettando il timing in funzione dell’esercizio fisico in modo da favorire l’aderenza alla dieta senza complicare troppo la vita dell’atleta.

Estrapolando i concetti principali possiamo concludere che il catabolismo muscolare è facilmente evitabile, in particolare seguendo delle regole basate sull’evidenza scientifica:

  • Una volta stabilita la qualità e la quantità delle proteine bisognerà ripartirle in base al timing e alle esigenze personali (introito energetico e giusta ripartizione degli altri macronutrienti non va sottovalutato)
  • L’assunzione di proteine ad alto valore biologico determina un aumento della sintesi proteica
  • L’insulina migliora la sintesi proteica soprattutto nella finestra anabolica post esercizio, al di fuori dell’esercizio ha soprattutto un utile effetto di risparmio muscolare (anticatabolico).
  • I fattori che inibiscono la digestione e/o l’assorbimento delle proteine alimentari determinano una riduzione del tasso della sintesi proteica, quindi la dieta va ottimizzata in base alla patologia per massimizzare risposta anabolica e ridurre effetto catabolico.
  • Ogni proteina (alimenti o integratori) ha tempi di digestione differenti, in base all’obiettivo sarà meglio sceglierne una piuttosto che l’altra (determinati alimenti, oppure sottoforma di integratori come formulati aminoacidici, proteine del siero, caseine, soia, pisello, canapa, riso sono tutte fonti proteiche ideali che si possono trovare in diverse forme:  isolate o concentrate, idrolizzate, microfiltrate, a flusso incrociato, a scambio ionico ed eventualmente può essere utile aggiungere determinati singoli amminoacidi aggiuntivi per ottimizzare il rapporto tra gli amminoacidi dell’alimento/integratore)
  • Meglio ripartire il fabbisogno proteico nell’arco della giornata piuttosto che assumerlo principalmente in un unico pasto, comunque fare 6-8 pasti giornalieri o 3-4 non determina variazioni significative, rispettare timing ed esigenze personali sembra essere il miglior compromesso.

 

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