Dott.ssa Emanuela Simone, PhD.

In ambito di palestra il macronutriente a cui si dà maggiore valore sono le proteine, perché si sa esse costituiscono i muscoli e più se ne ingurgitano, più divieni grosso, ma attenzione a non consumarne più di 30 gr al pasto, l’eccesso non verrebbe assorbito o a cuocere le miscele proteiche, perché si altera il loro valore biologico…. Sarà proprio così?? .. In questa prima parte analizziamo come le proteine vengono sintetizzate.

SINTESI PROTEICA

Partiamo col descrivere brevemente e in modo molto semplicistico la sintesi delle proteine, eh sì perché si parla sempre delle proteine introdotte dall’esterno non pensando che il nostro organismo è una piccola fabbrica di molecole comprese le proteine, che non solo sono quelle che costituiscono i muscoli, ma esse svolgono anche funzioni strutturali ( fanno parte delle membrane e delle impalcature delle cellule, la cheratina costituisce i capelli le unghie, l’elastina e il collagene fanno parte del connettivo della cute).

Hanno attività enzimatica, permettono cioè le reazioni e le conversioni anche dei vari macronutrienti; fungono da trasportatori, pensiamo alle lipoproteine che veicolano i grassi nel sangue o all’emoglobina che trasporta l’ossigeno tra i tessuti e alla mioglobina che consente di ossigenare i muscoli.  Sono ormoni proteici come l’insulina, l’adrenalina, gli ormoni tiroidei, nonché i recettori per generare le risposte agli ormoni stessi sono proteici (1)

Si capisce quindi come l’organismo debba avere un sistema efficiente di “turn over” proteico ossia di rimpiazzo delle proteine più vecchie o danneggiate con quelle di nuova formazione.

Tutto parte dal DNA il nostro codice genetico le cui sequenze “racchiuse in geni” devono essere codificate più tecnicamente trascritte e tradotte per dare origine alle proteine adeguate.

1. Poiché il Dna è presente nel nucleo della cellula e non è possibile farlo uscire, ci vuole un messaggero che trascriva l’informazione riportata nel DNA e la porti fuori dal nucleo, nella cellula. Questo è il ruolo dell’mRNA.
2. Nella cellula l’mRNA porta il messaggio alle vere fabbriche di proteine, i ribosomi.

In essi avviene la traduzione del messaggio “da un linguaggio” prettamente di tipo nucleare in uno di tipo proteico.

Per fare un esempio semplice, i ribosomi è come se fossero dei contenitori a 2 scomparti: in uno arriva il messaggio in una lingua straniera (mRNA), nell’altro il traduttore (chiamato tRNA) legge le frasi e le traduce in aminoacidi consentendo la giusta codifica.

L’insieme dei vari aminoacidi collegati forma la proteina completa che si ripiegherà poi su sé stessa per assumere la conformazione che consente ad essa di svolgere un certo ruolo.

Perché il tutto avvenga correttamente è necessario anche possedere il pool completo dei 20 aminoacidi, di essi 9 sono detti essenziali perché non possono essere costituiti dall’organismo ma solo assunti dall’esterno. 6 sono condizionatamente essenziali, cioè possono divenire essenziali in determinate circostanze. 5 sono invece formati dall’organismo stesso anche a partire da altri substrati. Da notare anche alcuni aminoacidi essenziali anche se non si possono formare a partire da zero, possono però essere interconvertiti come nel caso della metionina e della omocisteina. (3)

SINTESI PROTEICA MUSCOLARE (MPS)

(DOPO IL PASTO E DOPO ESERCIZIO)

Come detto prima, la sintesi proteica si adegua a seconda delle necessità rimpiazzando le proteine “vecchie” o danneggiate. Questo turnover proteico si manifesta anche fisiologicamente nel muscolo, dove il tasso di turnover in soggetti moderatamente attivi è di circa 1,2% al giorno, consentendo un equilibrio tra la scissione delle proteine muscolare(MPB) e la sintesi delle proteine muscolari (MPS).

Una interessante review del 2012 (4) spiega come questo equilibrio sia influenzato da un lato dalla disponibilità di nutrienti, dall’altro dalla attività fisica.

• L’effetto anabolico dei nutrienti in acuto dipende dalla incorporazione degli aminoacidi provenienti dalla dieta nelle proteine muscolari, questo andrebbe a compensare “la perdita” delle proteine muscolari della fase di digiuno assicurando così che la massa muscolare resti invariata. Le componenti anaboliche principali sono gli aminoacidi essenziali (EAA).  30 minuti dopo la somministrazione di proteine, c’è un aumento di 3 volte della MPS con un picco a 1 ora e mezza, prima di tornare a livelli basali entro le 2 ore seppur vi sia ancora disponibilità di aminoacidi in circolo e una “segnalazione di tipo anabolica”. Il muscolo infatti diventa refrattario ad inglobare ulteriori proteine e questo fenomeno è stato giustificato da Millward nel 1994 con la teoria del sacco pieno in cui il muscolo ha un limite nella capacità di inglobare proteine postprandiali data dall’inelasticità del tessuto connettivo che attornia le fibre muscolari. Ancora non è chiaro per quanto tempo il muscolo resti refrattario. Se gli EAA sono i maggiori responsabili del ripristino delle proteine, l’insulina (che si innalza anche in assenza di glucidi ma in presenza di proteine) funge invece da stimolo anti-catabolico.

Sempre in ambito nutrizionale sembra le whey stimolano maggiormente l’MPS rispetto alle proteine della soia e alle caseine (5).

• La sintesi proteica è influenzata anche dall’esercizio fisico, in particolare, l’MPS raddoppia o triplica quando sono effettuati esercizi con intensità maggiore del 60% del 1RM. Questo non vuol dire che al di sotto non venga innescata la sintesi proteica, ma bisognerebbe stimolare maggiormente il muscolo fino ad arrivare all’affaticamento. L’MPS inoltre varia poco sia che la modalità sia eccentrica o concentrica.                                                                  

Anche in questo caso inoltre vi è un limite di durata all’innesco della sintesi proteica. Subito dopo l’allenamento vi è infatti un periodo di latenza a seconda dello stress subito dal muscolo.

È stato valutato che l’MPS resta invariato fino a 3h dopo allenamenti estenuanti con contrazioni eccentriche, il periodo di latenza per allenamenti di più breve intensità è al di sotto di un’ora.

Dopo il periodo di latenza, l’MPS aumenta fortemente dopo 45-150 minuti e resta ad un elevato tasso fino a 4h in stato di digiuno. In caso di disponibilità di aminoacidi, resta elevato fino a 24h. 

• Il maggiore effetto in acuto si ottiene associando l’allenamento alla supplementazione con EAA, la cui disponibilità aumenta sia la durata che l’effetto dell’MPS. L’allenamento fungerebbe da stimolo pre-condizionante con la capacità di aumentare il set-point muscolare ritardando l’effetto di “riempimento” muscolare.

C’è da dire che poiché l’effetto dell’MPS dura fino a 24h, gli autori suggeriscono che non sia importante il timing di assunzione degli aminoacidi, quanto più la loro presenza; devono essere sufficientemente presenti perché possano esplicare il proprio effetto di adattamento ipertrofico (4).

Quanto descritto, ci indica quindi che la sintesi proteica muscolare aumenta a seguito dell’allenamento soprattutto se in circolo vi sono aminoacidi a disposizione. Viene quindi da pensare che conseguentemente vi sia anche un aumento della massa muscolare a lungo termine, c’è da considerare però che

• L’analisi della MPS dopo poche ore potrebbe non essere un ritratto della plasticità e della capacità ipertrofica di un soggetto, quello che può essere interessate è valutare l’impatto di diversi allenamenti sull’MPS.
• I cambiamenti della sintesi proteica potrebbero adattarsi allo stato di allenamento, sembra che l’aumento dell’MPS è inizialmente meno pronunciato in soggetti non allenati, ma il picco insorge dopo e si mantiene più alto per maggior tempo.
• Alcuni studi misurano L’MPS mista che include tutte le proteine cellulari, altre solo la sintesi delle proteine miofibrillari (MyoPS), che formano il 60% delle proteine muscolari. Anche le proteine miofibrillari sembrano avere un picco maggiore post allenamento in soggetti non allenati

Tutto questo potrebbe giustificare la maggiore ipertrofia nei soggetti non allenati rispetto a soggetti allenati dopo 21 settimane di allenamento (5)

PER CONCLUDERE

• Le proteine sono costituenti fondamentali del nostro organismo
• La sintesi proteica è un processo che avviene continuamente
• A livello muscolare, la sintesi proteica è innescata a livello alimentare maggiormente dagli EAA (10 gr corrispondono a 20 gr di proteine)
• A livello muscolare, la sintesi proteica è innescata maggiormente da allenamenti con alti carichi oppure si può optare per carichi bassi ma elevati volumi di allenamento.
• La presenza in circolo di aminoacidi disponibili alla sintesi proteica dopo un allenamento prolunga fino a 24h l’MPS.
• La sintesi proteica e il conseguente aumento della massa muscolare dipendono anche dallo stato di allenamento del soggetto.

Riferimenti

1. http://lnx.didascienze.org/lezioni/biologia/biochimica/proteine2.htm. . [Online]

2. https://www.youtube.com/watch?v=oefAI2x2CQM. [Online]

3. https://en.wikipedia.org/wiki/Essential_amino_acid#cite_note-DRI-2. [Online]

4. Muscle protein synthesis in response to nutrition and exercise. Atherton P.J., Smith K. s.l. : J Physiol, 2012, Vol. 590(5):1049-57.

5. A review of resistance training-induced changes in skeletal muscle protein synthesis and their contribution to hypertrophy. Damas F., Phillips S., et al. s.l. : Sports Med., 2015, Vol. 45(6):801-7.