Articolo di Martin MacDonald
Perché NITROGENO?
Negli ultimi due anni, una domanda d’esame che ho posto ai miei laureandi è “Come differiscono chimicamente le proteine dai lipidi e dai carboidrati? La risposta è: Mentre i carboidrati e i grassi contengono carbonio, idrogeno e ossigeno, le proteine contengono anche azoto. Per questo motivo, possiamo usare le misure dell’azoto nel corpo per valutare l’adeguatezza dell’apporto proteico di un individuo.
CHE COSA È L’EQUILIBRIO NITROGENO?
L’equilibrio dell’azoto non significa necessariamente che qualcuno stia assumendo la stessa quantità di azoto che sta utilizzando. L’equilibrio dell’azoto è semplicemente la misura dell’azoto in uscita sottratto dall’azoto in entrata. Pertanto, se qualcuno sta assumendo meno azoto di quello che espelle, si dice che è in “bilancio azotato negativo”. Un bilancio azotato negativo è associato a malnutrizione e/o sovrallenamento, cioè i processi catabolici hanno la meglio su quelli anabolici. Al contrario, un valore positivo si trova spesso durante i periodi di alimentazione adeguata e soprattutto di sovralimentazione, nonché quando l’allenamento di resistenza funge da stimolo per l’accumulo di azoto/proteine. La figura sottostante mostra i possibili destini delle proteine e quindi dell’azoto nell’organismo.
Misurare l’equilibrio di azoto?
Misurare l’equilibrio dell’azoto è, nel migliore dei casi, una stima sia dell’assunzione di azoto che dell’escrezione. A causa dell’incorporazione dell’azoto nell’urea, come mostrato nella figura sopra, la perdita di azoto viene solitamente misurata utilizzando il contenuto di azoto nelle urine, nelle feci e nel sudore. Le perdite possono verificarsi anche attraverso l’espirazione anche se, durante l’esercizio, gli errori in questa misurazione la rendono inaffidabile. Sono stati riscontrati altri problemi, come quello individuato da Wolfe et al. (1984) che hanno scoperto che un esercizio leggero aumenta l’ossidazione della leucina senza aumentare la produzione di urea. Se questo è il caso, allora il fabbisogno proteico per il mantenimento del tessuto muscolare può essere sottostimato.
Altre tecniche che sono forse più accurate utilizzano tecniche di traccianti che usano traccianti marcati radioattivamente che vengono ingeriti o infusi. Per esempio, infondendo un aminoacido con un atomo di carbonio, idrogeno o azoto marcato radioattivamente in un individuo, è possibile misurare la quantità necessaria per ottenere un equilibrio con la quantità escreta. È quindi possibile misurare l’ossidazione e la degradazione degli aminoacidi in tutto il corpo misurando le quantità di carbonio o azoto radioattivo nel respiro o nelle urine del partecipante.
Una tecnica molto nuova viene ora impiegata in diversi studi per esaminare il fabbisogno proteico. Questo metodo si chiama metodo dell’ossidazione degli aminoacidi indicatori (IAAO). Ecco una piccola spiegazione di Elango e colleghi (2008) che da allora hanno fatto molto lavoro in questo campo, di cui parleremo in seguito.
“Il metodo dell’ossidazione degli aminoacidi indicatori (IAAO) si basa sul concetto che quando 1 aminoacido indispensabile (IDAA) è carente per la sintesi proteica, allora tutti gli altri IDAA, compreso l’aminoacido indicatore, saranno ossidati. Con l’aumento dell’assunzione dell’aminoacido limitante, l’IAAO diminuirà, riflettendo l’aumento dell’incorporazione nella proteina.”
Se non hai capito, prova questa analogia. Abbiamo una discoteca (il tuo muscolo) che ha un sacco di uomini dentro (fibre muscolari), quindi i portieri smettono di far entrare i ragazzi (aminoacido indicatore) nel club. Quindi c’è un eccesso di ragazzi fuori dal club che non possono entrare e si ossidano (non ho trovato un’analogia per questo… sentitevi liberi di dare suggerimenti!) Tuttavia, se un ragazzo è con una ragazza (aminoacido indispensabile) allora sono completi (proteine) e possono entrare nel club… quindi! Se facciamo venire un carico di ragazze in pullman e ognuna va con uno dei nostri ragazzi in eccesso, avremo meno ragazzi ossidati fuori e più incorporazione nel club! (MacDonald, 2011).
Spero che tu abbia seguito. Questo ha davvero senso se si sa qualcosa sulle proteine complete e incomplete. Oltre a questo, vediamo che gli alimenti più ricchi di leucina ci danno un IAAO più basso (buono). Gli studi che utilizzano il metodo IAAO hanno dimostrato che la caseina ha una disponibilità metabolica (MA) più alta della proteina della soia (Humayun et al, 2007) quindi deve essere un buon metodo giusto…. ? Gli studi che utilizzano il metodo IAAO stanno trovando errori in vecchi studi che utilizzano altri metodi e i risultati stanno apparentemente sostenendo ciò che gli allenatori di forza sanno da anni.
FATTORI CHE INCIDONO SULL’EQUILIBRIO NITROGENO
Ci sono molte cose che influenzano l’equilibrio dell’azoto e quante proteine sono necessarie per mantenerlo. Due fattori principali sono l’assunzione di energia e lo stato dei carboidrati. Il motivo per cui ho incluso questa sezione è che, in base alla tua situazione, hai un’idea se forse il tuo fabbisogno proteico è elevato. Molto spesso vedo individui che vogliono guadagnare muscoli, tuttavia si allenano e giocano a calcio 2-3 volte a settimana. Allo stesso tempo, potrebbero cercare di diventare magri per una vacanza, quindi hanno ridotto i carboidrati, a volte drasticamente, perché stanno seguendo qualche dieta maniaca di internet. In questi casi, con un dispendio energetico elevato e carboidrati bassi o semplicemente non abbastanza alti a causa dell’esercizio ad alta intensità, il fabbisogno proteico aumenta drasticamente.
Di seguito è riportata una figura adattata da Lemon e Mullin (1981) che mostra l’azoto ureico sudato (mg/h; una misura della perdita di azoto) in 3 condizioni diverse. Come si può vedere, le perdite di azoto con bassi livelli di glicogeno muscolare sono enormemente aumentate. Una cosa da notare qui è che se un individuo è molto ben adattato al grasso, mi aspetterei di vedere un’attenuazione di questa perdita di azoto che significa l’ossidazione degli aminoacidi.
Equilibrio NITROGENO PROPOSITO
Chiaro che persone diverse hanno obiettivi e modalità di allenamento diversi. Questo significa che le raccomandazioni per l’assunzione di proteine variano di conseguenza. Mentre gli allenatori di forza e potenza possono voler aumentare le dimensioni dei muscoli e quindi desiderare più proteine per la crescita muscolare, gli allenatori di resistenza in realtà scompongono una quantità molto maggiore di proteine e hanno anche maggiori esigenze. Una cosa che devo dire continuamente agli atleti di resistenza, soprattutto alle donne, è che mangiare proteine non li farà “ingrassare”. Allo stesso modo, passo molto tempo a cercare di far capire agli atleti di resistenza che consumare proteine subito dopo l’allenamento è vantaggioso non perché “ricostruisce i muscoli”, ma perché stimola la sintesi di nuovi enzimi (proteine) e mitocondri (anch’essi proteine!), che fa parte dell’adattamento all’allenamento! Allo stesso modo, gli studi che guardano solo al mantenimento dell’equilibrio dell’azoto, non ci danno un’indicazione dell’apporto proteico ottimale per il guadagno muscolare! Molto spesso gli studi cercano di accertare il fabbisogno proteico minimo per mantenere l’equilibrio dell’azoto, ma questo chiaramente non equivale a un apporto proteico ottimale. Gli atleti/allenatori di forza e i culturisti sono spesso interessati all’ipertrofia muscolare, che richiede un apporto di proteine ben oltre i livelli richiesti per il mantenimento. È interessante notare che ci sono prove che suggeriscono che l’equilibrio dell’azoto può verificarsi con assunzioni di proteine che cadono al di sotto di quelle necessarie per ottimizzare la composizione corporea e le misure di performance.
Uno studio comunemente citato è quello mostrato nella figura sottostante. Gontzea et al (1975) hanno dimostrato che quando gli individui intraprendono un nuovo programma di allenamento, non familiare, entrano in un bilancio azotato negativo molto rapidamente, ma dopo circa 2 settimane questo si normalizza. L’allenamento utilizzato in questo caso era più basato sulla resistenza e quindi non sappiamo ancora quale sarebbe la differenza se venisse utilizzato un esercizio di resistenza o se l’obiettivo fosse l’ipertrofia muscolare.
INNESTO DI PROTEINE PER UN BILANCIO NITROGENO POSITIVO
Come già detto, sono disponibili nuove tecniche per valutare l’adeguatezza dell’assunzione di proteine. Elango et al (2010) hanno pubblicato un documento intitolato “Evidence that protein requirements have been significantly underestimated” in cui utilizzano il metodo IAAO per dimostrare che il fabbisogno proteico giornaliero è stato grossolanamente sottostimato da altri metodi e che “c’è un urgente bisogno di rivalutare le raccomandazioni per l’assunzione di proteine nell’uomo adulto”. In questo studio hanno trovato che il valore del fabbisogno dovrebbe essere più vicino a 1,2 g/kg al giorno per gli individui sedentari. Pertanto, è lecito supporre che se questa tecnica viene utilizzata per valutare i bisogni degli atleti, le raccomandazioni potrebbero essere più elevate.
Attualmente le linee guida per gli individui che svolgono attività fisica si basano sulle informazioni contenute in un documento di Lemon (1996). Le raccomandazioni per coloro che si impegnano in un regolare esercizio di resistenza sono 1,2-1,4 g di proteine/kg di massa corporea al giorno e per coloro che praticano esercizi di forza, 1,7-1,8 g di proteine/kg di massa corporea al giorno. Pertanto, nei prossimi anni, potremmo vedere queste raccomandazioni salire fino a corrispondere a ciò che gli atleti di forza utilizzano istintivamente, che sembra essere circa 2-2,5 g/kg. A mio parere, negli allenatori che non fanno uso di farmaci, assunzioni di 1,5-2g per chilogrammo sono ben al di sopra di quanto necessario. Assunzioni molto elevate di proteine portano semplicemente a una maggiore ripartizione e produzione di urea (prodotto di scarto), mentre con assunzioni normali, ottimali, di proteine il recupero dell’urea attraverso l’idrolisi dell’urea è più efficiente (Fouillet et al., 2008).
La cosa spiacevole di molti studi è che considerano solo 2-3 livelli di assunzione di proteine per determinare quale sia “migliore” in relazione agli obiettivi che hanno delineato. Gli studi che dimostrano che 2,5g/kg BW di proteine è meglio per la forza e l’aumento delle dimensioni rispetto a 1,2g/kg BW non ci dicono se 2,5g/kg è meglio di 2g/kg o se 3g/kg sarebbe ancora meglio. Uno studio pubblicato solo sei mesi fa, condotto presso lo Human Performance Laboratory di Birmingham, ha esaminato l’effetto dell’aumento delle proteine alimentari sulla tolleranza all’allenamento intenso. Witard e colleghi hanno esaminato l’effetto di una maggiore assunzione di proteine sulle diminuzioni a breve termine delle prestazioni di resistenza durante un blocco di allenamento ad alta intensità. Il gruppo di controllo ha consumato 1,5g/kg di proteine BW mentre il gruppo di intervento ha consumato 3g/kg BW. Il gruppo ha concluso che
“L’assunzione di proteine aggiuntive ha ridotto i sintomi di stress psicologico e può risultare in un utile miglioramento del calo delle prestazioni sperimentato durante un blocco di allenamento ad alta intensità.”
Ancora una volta, il motivo per cui lo includo è che molte persone “si allenano in modo incrociato”, nel senso che corrono, vanno in bicicletta, giocano a calcio e si allenano con i pesi nella stessa settimana!
Alcuni dicono che mangiare una dieta molto ricca di proteine produce un ambiente ormonale anabolico benefico ed è per questo che gli individui dovrebbero consumare più di quanto è raccomandato dagli esperti. Tuttavia, questo non sembra essere il caso e infatti, mangiare troppe proteine a scapito dei carboidrati può ridurre i livelli di ormoni anabolici del corpo come il testosterone. Uno studio del 2007 di Ormsbee e colleghi ha anche esaminato l’effetto dell’aumento dell’assunzione di proteine sui livelli di IGF-1, IGF-I, IGFBP-1 e IGFBP-3, che sono ormoni coinvolti nella costruzione dei muscoli. L’assunzione di 50 g, 100 g o 200 g non ha mostrato differenze nelle concentrazioni sieriche di nessuno degli ormoni. Tuttavia, ciò che è stato notato è che i 50 g/d di proteine hanno portato a un bilancio azotato negativo, mentre 100 g/d e 200 g/d hanno portato a un bilancio azotato positivo con 200 g/d significativamente superiore a 100 g.
Per gli individui che utilizzano metodologie di allenamento appropriate per guadagnare muscoli, compresa la periodizzazione di questo allenamento, l’assunzione di proteine di 2-2,5 g/kg sembra adeguata. Se si utilizzano integrazioni come creatina, leucina e proteine del siero di latte, il fabbisogno proteico può essere aumentato oltre il normale a causa della maggiore capacità di stimolare la sintesi proteica e altri processi anabolici. È anche utile notare che una qualche forma di ciclismo proteico può essere utile. In modo che quando si inizia un nuovo blocco di allenamento, si consumano più proteine. Inoltre, quando l’assunzione di energia o di carboidrati scende, l’assunzione di proteine deve salire in concomitanza.