SINTESI PROTEICA: COME FUNZIONA

SINTESI PROTEICA: COS’È E COME FUNZIONA

Premessa: ignoriamo ancora moltissimo sul funzionamento del corpo umano. La conoscenza che abbiamo oggi non è la certezza assoluta, solo quello che è stato scoperto attualmente. Domani potrebbe cambiare. Pensiamo alle conoscenze scientifiche di 500 anni fa e immaginiamo quali potranno essere tra 500 anni. Bisogna riconoscere di ignorare ancora moltissimo e quindi restare aperti e flessibili.

Il nostro corpo si è evoluto per milioni di anni in modo molto diverso da come viviamo oggi: ci muovevamo molto, spesso eravamo all’aperto e il cibo non era sempre disponibile. Quindi avevamo una buona massa muscolare, non eravamo in sovrappeso e non vivevamo chiusi in una scatola con luce artificiale. La tecnologia ha facilitato molto la nostra vita ma oggi siamo troppo sedentari. Fino a 100 anni fa la nostra vita era molto più attiva: lavori fisicamente duri, il bucato a mano e si camminava moltissimo. Quindi oggi il nostro corpo si trova in una condizione completamente differente rispetto a quella in cui si è evoluto per milioni di anni: sedentarietà ed eccesso di nutrimento. Il risultato è sotto gli occhi di tutti: malattie metaboliche, sovrappeso e fragilità. Migliorare la situazione è possibile: mangiare quantità di cibo adeguate alle nostre necessità energetiche e muovere il nostro corpo per avere una buona massa muscolare.

Ci farebbe molto piacere sapere cosa ne pensate di questo approfondimento o se avete delle domanda, per favore commentate in fondo.

PROTEIN RENEWAL
Il corpo umano rinnova continuamente tutti gli organi e i tessuti: una parte delle proteine viene degradata (smontata) e poi nuovamente sintetizzata (ricostruita).

I vari tessuti del corpo hanno velocità di rinnovo molto diverse. L’epitelio intestinale si rinnova del 25-30% al giorno, quindi ogni 3-4 giorni è nuovo! L’osso è molto più lento: solo 5-10% all’anno.

Le proteine sono costituite da aminoacidi e per sintetizzarle il corpo utilizza:
aminoacidi ottenuti dalla degradazione delle vecchie proteine
aminoacidi prodotti ex-novo dal corpo (definiti aminoacidi non essenziali)
aminoacidi introdotti con l’alimentazione (definiti aminoacidi essenziali)

Secondo le stime attuali, ogni giorno il corpo rinnova circa 300 g di proteine ogni giorno. La maggior parte degli aminoacidi che provengono dalla degradazione proteica vengono riutilizzati ma alcuni non sono più utilizzabili e devono essere sostituiti da nuovi aminoacidi introdotti con l’alimentazione. Se questi scarseggiano il corpo sacrifica il muscolo scheletrico (1,2,3) perché gli altri organi e tessuti, vitali alla nostra sopravvivenza, ne hanno assoluto bisogno. Quando questo si verifica, si perde massa muscolare.

PROTEIN SYNTHESIS
Quando si parla di sintesi proteica, ci viene in mente il muscolo, ma in realtà la maggior parte della sintesi proteica che avviene giornalmente riguarda altri organi e tessuti.

Affascinante: il 30-40% degli aminoacidi introdotti con l’alimentazione viene trattenuto da fegato e intestino (4). Il resto entra nel flusso sanguigno dove viene prelavato da organi, tessuti e muscoli. Solamente il 10-20% viene usato dai muscoli. (5)

MUSCLE MASS AND LONGEVITY
Oggi il muscolo viene definito “organo della longevità”, più massa muscolare abbiamo più sono le probabilità di vivere a lungo e in salute. (6)

Purtroppo con il passare degli anni si perde massa muscolare (sarcopenia) in quanto:
1) il muscolo è meno sensibile agli stimoli che fanno partire sintesi muscolare (resistenza anabolica)
2) aumento della degradazione proteica, dovuto all’età e accentuato da:
– infiammazione cronica di basso grado
– alimentazione povera di proteine
3) riduzione degli ormoni che stimolano la crescita e il rinnovo dei tessuti: testosterone, estrogeno, ormone della crescita, IGF-1. Quando diminuiscono, il nostro corpo si rinnova meno e quindi invecchia.
4) aumenta la percentuale di aminoacidi che vengono trattenuti da fegato e intestino, quindi ce ne sono meno disponibili nel flusso sanguigno per sintetizzare muscolo.

Per fortuna anche invecchiando è possibile preservare la massa muscolare grazie a:
allenamento di resistenza (fattore dominante 85-90%)
adeguato apporto proteico
terapia ormonale sostitutiva (opzionale, non necessaria)

Per far capire l’importanza del movimento vediamo i risultati di un simpatico studio su 28 uomini giovani sani a cui è stata ingessata una sola gamba per una settimana: in questo breve periodo di immobilizzazione la sintesi proteica muscolare è diminuita del 28% (7).

Immaginiamo l’effetto sul nostro corpo di decenni di sedentarietà…

BENEFICI MASSA MUSCOLARE
Migliore gestione della glicemia, quindi migliore salute metabolica (8)
Maggior dispendio energetico, quindi maggiore possibilità di mantenere il peso forma
Maggiore densità ossea, quindi minor rischio di fratture (9)
Maggiore possibilità di sopravvivenza in caso di malattie gravi, per esempio tumori (10)
Maggiore possibilità di tornare alla normalità dopo una frattura oltre i 65 anni
Maggiore mobilità, equilibrio e indipendenza in età avanzata

SINTESI PROTEICA MUSCOLARE
In merito alla sintesi proteica muscolare esistono numerose false credenze. Andiamo a vedere quali sono le reali evidenze scientifiche attuali.

I ricercatori più rilevanti al mondo sulla sintesi proteica muscolare sono:
Robert R. Wolfe, il padre del campo
Stuart M. Phillips, ha definito le regole partiche dell’assunzione proteica
Luc van Loon, il più concreto, ha creato un ponte tra laboratorio e vita reale

Importante: inizialmente gli studi venivano effettuati solo con miscele di aminoacidi essenziali, poi con proteine in polvere e solo recentemente con cibo vero. Questo ha permesso di capire che il cibo vero è superiore perché richiede più tempo per essere digerito e quindi fornisce aminoacidi per un tempo più lungo.

Le informazioni seguenti si riferiscono alla popolazione normale e sana. Non atleti professionisti. Ricordiamo: queste non sono verità assolute e definitive, semplicemente quello che è stato scoperto fino a oggi.

Quante proteine assumere?
1,2 – 1,6 g per kg di peso corporeo (peso forma)
Donna, peso forma 60 kg: 72 – 96 g proteine
Uomo, peso forma 80 kg: 96 – 128 g proteine

Per la media della popolazione italiana, quindi sono i pesi forma di riferimento: donna altezza media 165 cm, uomo altezza media 178 cm. Spessissimo le persone sovrastimano il loro peso forma e quindi sovrastimando anche le necessità proteiche.

Aumentare l’apporto proteico oltre 1,6 g per kg di peso corporeo porta benefici minimi in termini generali ed in particolare di incremento della massa muscolare (11). Apporti maggiori di proteine (fino a 2g/kg) sono utili solo in condizioni particolari: anziani malnutriti, gravi malattie, recupero post-traumatico, atleti professionisti.
“Andare oltre 1,6 g non ti darà bicipiti più grossi, ma solo una pipì più costosa” Stuart Phillips

Introito proteico: si calcolano solo proteine nobili o tutte?
Tutte le proteine vanno incluse nel calcolo dell’apporto proteico giornaliero: animali, vegetali, di alta o bassa qualità.

Quante proteine nel singolo pasto?
25 – 30 g di proteine animali, che contengono 2-2,5 g di leucina. Oltre i 65 anni: per attivare la sintesi proteica sono necessari 3 g di leucina. (12,13)
Proteine vegetali: necessario aumentare la quantità e combinare le fonti. (14,15,16)

C’è un limite di proteine nel singolo pasto?
Una volta si pensava che 20 g massimizzassero la sintesi proteica muscolare, poi è uscito uno studio rivoluzionario di van Loon che ha dimostrato che il corpo può utilizzare per la sintesi proteica muscolare anche 100 g di proteine in un solo pasto. (17) Visto cosa accade in alcuni animali, si ipotizza che questo numero possa essere più alto, ma a oggi non abbiamo ancora evidenze scientifiche a riguardo.

Proteine animali o vegetali: c’è differenza?
Sì c’è molta differenza: le proteine vegetali non contengono gli aminoacidi essenziali nelle quantità adeguate e sono più difficili da digerire. Queste problematiche possono essere superate aumentando il quantitativo (e quindi le calorie) e abbinando le fonti (spiegato dopo).

In uno studio condotto nei Paesi Bassi su 16 anziani sani, si è visto che un tipico pasto onnivoro a base di proteine animali stimolava la sintesi proteica muscolare circa il 47% in più rispetto ad un pasto vegano, a parità di contenuto proteico e di calorie (18)

Pasto vegano                                                             Pasto onnivoro
200 g di quinoa 100 g di carne magra di manzo
95g di soia                                                                 200g di patate
95 g di fave                                                                150 g di fagiolini
95 g di ceci 200 g di mousse alle mele
15 g di salsa di soia 24 g di burro alle erbe

Entrambi i pasti contengono 600 calorie e 36 g di proteine ciascuno.

Interessante: le proteine vegetali in polvere (proteine di soia, pisello, etc) risultano più facilmente digeribili rispetto alle proteine in legumi e cereali e quindi risultano efficienti quanto le proteine animali per la sintesi proteica muscolare (19).

Il digiuno intermittente diminuisce la sintesi proteica?
No, se si assume il corretto quantitativo di proteine (1,2-1,6 g/kg) la sintesi proteica resta uguale.

Bisogna assumere proteine subito dopo l’allenamento?
Mito ormai sfatato: la finestra anabolica dura 24/48 ore (20), qualcuno ipotizza anche 72 ore (21). Quindi non c’è alcun bisogno di assumere uno shaker subito dopo essersi allenati, è sufficiente raggiungere l’introito proteico durante la giornata, senza stressarsi.

Cosa stimola la sintesi proteica muscolare?
Gli stimoli anabolici (che fanno partire la sintesi proteica muscolare) sono due: presenza di 2-2,5 g di leucina nel pasto e allenamento di resistenza.

Se non si assumono 2,5 g di leucina a pasto, non si avvia la sintesi proteica?
Quando non si raggiunge la soglia di 2,5 g di leucina avviene comunque sintesi proteica ma non è ottimale.

I carboidrati servono per la sintesi proteica muscolare?
Un altro falso mito: i carboidrati non vengono mai utilizzati negli studi sulla sintesi proteica muscolare, quindi non sono necessari. Un tempo si pensava lo fossero perché alzano l’insulina che è necessaria per il processo di sintesi muscolare. In realtà le proteine stimolano l’insulina a livelli sufficienti. (22) I carboidrati servono per ripristinare le scorte di glicogeno muscolari. Se non sei un atleta che ha bisogno di una ricarica immediata, basta il cibo ingerito durante la giornata.

Anche i BCAA 2.1.1 stimolano la sintesi muscolare dopo l’allenamento oppure solo EAA?
Entrambi stimolano la sintesi muscolare, ma la stimolazione dei BCAA (aminoacidi ramificati) dura poco perché mancano gli altri aminoacidi necessari (23). Con gli EAA (aminoacidi essenziali) la stimolazione dura più a lungo, perché forniscono anche gli altri aminoacidi. Importante: gli aminoacidi in forma libera (BCAA, EAA) vengono digeriti e assorbiti nel flusso sanguigno molto velocemente. L’ampia disponibilità in un breve lasso di tempo fa sì che non tutti possano essere utilizzati per sintetizzare proteine e quindi una parte degli aminoacidi viene ossidata (24). Quando invece si assume cibo vero l’assorbimento nel flusso sanguigno è più lento e quindi l’ossidazione è inferiore.

Le proteine in polvere o gli aminoacidi essenziali servono?
Per la maggior parte della popolazione no, basta raggiungere la quota proteica con il cibo.
Aminoacidi essenziali e proteine in polvere possono essere utili in specifici contesti:
– durante un’importante restrizione calorica
– per anziani o pazienti ricoverati in ospedale che non consumano sufficienti quantità di proteine

Oltre 65 anni il mio corpo usa le proteine?
Oltre una certa età i muscoli non rispondono come prima agli stimoli che determinano la sintesi proteica muscolare (resistenza anabolica). L’allenamento di resistenza e un maggior introito proteico compensano questo fenomeno. Se risulta difficile digerire le proteine, si possono utilizzare proteine in polvere idrolizzate o miscele di aminoacidi essenziali ricche di leucina. (25, 26, 27, 28)

Va bene allenarsi a digiuno?
Sì, va bene. Le evidenze attuali non segnalano differenze nella crescita della massa muscolare. (29)

Nei giorni di riposo dall’allenamento ha senso prendere gli EAA prima di andare a dormire?
Tutti i ricercatori affermano che sia meglio assumere cibo vero piuttosto che proteine in polvere o aminoacidi essenziali e che sia sufficiente assumere l’adeguato apporto proteico durante le 24 ore.

Differenza tra collagene e whey, si possono abbinare?
Si, si possono abbinare, ma non apporta benefici per la sintesi proteica muscolare. A volte viene citato uno studio (30) di van Loon dove 5 g di collagene e 25 g di whey stimolano la sintesi proteica muscolare. C’è un problema però: il gruppo di controllo non assume nulla, solo acqua. Per dimostrare che il collagene fa la differenza, il gruppo di controllo avrebbe dovuto assumere solo whey. Il gruppo del professor van Loon sta attualmente studiando come l’integrazione di collagene influenzi la sintesi proteica di tessuti ricchi di collagene. Il muscolo non è ricco di collagene.

Quando le proteine diventano troppe? Fanno male ai reni?
Se i reni sono sani le proteine non fanno male ai reni, anzi. Abbiamo dedicato un intero capitolo a questo tema per spiegare come nacque questa idea errata.

Qual è la corretta proporzione di aminoacidi?
Il fabbisogno giornaliero umano di aminoacidi essenziali determinato dalla FAO nel 2007 (31) è riportato nella tabella sottostante. ATTENZIONE: questo è il fabbisogno minimo per non avere carenze. Come si può vedere, un’alimentazione con proteine animali supera ampiamente questo fabbisogno minimo. Oggi non è ancora stato determinato quale sia il fabbisogno ottimale. Le proteine del cibo apportano sufficienti quantità non sono necessari aminoacidi essenziali o whey.

Bistecca o macinato?
Il macinato viene digerito meglio e quindi più aminoacidi compaiono sono disponibili nel flusso sanguigno. Importante masticare bene. (32)

Mangiare dritti o sdraiati fa la differenza?
Mangiare diritti facilita la digestione e quindi la quantità di aminoacidi assorbiti. (33)

Queste due ultime considerazioni sono importanti quando ci sono pazienti allettati, che magari consumano poche proteine.

Curiosità: l’immersione in acqua fredda immediatamente dopo l’allenamento riduce la sintesi proteica muscolare perché diminuisce l’afflusso di sangue al muscolo. Oggi non si sa cosa accade quando ci si immergere prima, diverse ore dopo o il giorno successivo all’allenamento. (34)

DIGERIBILITÀ DELLE PROTEINE
Le proteine sono molecole molto grandi che nel processo digestivo vengono “tagliate” fino a ottenere singoli aminoacidi, oppure gruppi di due o tre aminoacidi, che possono essere assorbiti dall’intestino.

Le proteine vegetali sono più difficili da digerire perché spesso sono “intrappolate” in matrici cellulari e contengono antinutrienti (fitati, fibre, inibitori enizmatici). Per questo i loro aminoacidi sono meno disponibili per essere assorbiti.

% di assorbimento intestinale (35):
proteine animali 90-98%
proteine vegetali 70-90%

Questi dati dimostrano che il nostro apparato digerente è ottimizzato per digerire proteine animali, contrariamente a quanto viene spesso raccontato. Chiaramente si adatta anche a quelle vegetali ma è meno efficiente.

PROTEIN QUALITY
Il metodo più moderno per valutare la qualità delle proteine è il DIASS, che prende in considerazione il contenuto di aminoacidi essenziali e la digeribilità delle varie fonti proteiche (35).

Sopra a 100 ottima qualità, fino a 75 buona, sotto limitata.
Milk powder 144
Bacon 142
Whey concentrate                             133
Ribeye (costata)                                 130
Uova                                                   122
Jerky di manzo                                   120
Farina di soia                                      105

L’unica proteina vegetale con valore sopra a 100 è la farina di soia, perché è l’unico vegetale con la sufficiente quantità di aminoacidi essenziali. Lista completa here. Se si decide di consumare soia, sceglierla biologica, la soia convenzionale è OGM e viene coltivata utilizzando grandi quantitativi di glifosato.

Per sopperire alla carenza di alcuni aminoacidi essenziali, le proteine vegetali vanno combinate: legumi (carenti di metionina e cisteina) insieme a cereali (carenti di lisina). Questi sono i piatti tradizionali delle popolazioni povere: riso e lenticchie, pasta e ceci, riso e bisi, riso e fagioli.

Il problema di queste combinazioni è che apportano molte più calorie: per raggiungere il contenuto di proteine e leucina in 130 g di petto di pollo bisogna consumare 95 g di lenticchie secche insieme a 122 g di riso. Questa combinazione apporta 710 calorie, contro 130 calorie del pollo.

QUALI PROTEINE CONSUMARE?
Le migliori proteine sono animali perché contengono aminoacidi essenziali nelle quantità e nelle proporzioni adeguate al fabbisogno umano. Inoltre sono ricche di leucina, necessaria per stimolare un’ottimale sintesi proteica.

In questa tabella sono riportati i grammi di alimento (crudo) che apportano 2,5 g di leucina, ordinato per calorie crescenti. Viene riportato anche il contenuto proteico e calorico della porzione.

Le uniche fonti vegetali che apportano quantità di leucina adeguate sono le proteine isolate di soia e la spirulina. Tutte le altre fonti vegetali vanno consumate in grandi quantità per apportare 2,5 g di leucina (circa 450 g di fagioli borlotti o di ceci).

Lista completa here.

LE PROTEINE DANNEGGIANO I RENI?
Questa è una credenza errata e ancora dura a morire. Per comprenderne l’infondatezza analizziamo come si è generata:

– tra fine 1800 e inizio 1900 si osservò che nei pazienti con insufficienza renale diete ricche di proteine aumentavano l’urea nel sangue
– negli anni 50 si osservò che le proteine aumentavano il filtrato glorumerale (GFR)
– negli anni 60 si consolida l’idea che le proteine aumentino il lavoro dei reni
– negli anni 80 Barry Brenner formula un’ipotesi: l’iperfiltrazione (aumento del “normale” GFR) danneggia i glomeruli. È solo un’idea intuitiva non supportata da evidenze, un po’ come la “lipid hypothesis” di Ancel Keys su grassi saturi e malattie cardiovascolari.
– negli anni 90 l’idea si è ormai diffusa: una dieta ricca di proteine può “consumare” il rene
– negli anni 90 iniziano ad arrivare i risultati dei primi studi dove emerge che in realtà le proteine non diminuiscono la funzionalità renale. L’ipotesi inizia a vacillare
– nel 2005 le linee guida americane smentiscono l’ipotesi in quanto l’evidenza dimostra che in realtà sia un minor apporto proteico a diminuire la funzione renale (36)

Quali sono le più solide evidenze scientifiche oggi:
– Il GFR aumenta quando si mangiano più proteine, ma questo non è un problema, è un adattamento fisiologico normale (37)
– le proteine non sono la causa del declino del GFR che si osserva con l’avanzare dell’età (38)
– un consumo proteico più elevato è associato a un rischio ridotto di sviluppare malattia renale cronica (39)

Quarant’anni fa si pensava che l’aumento del filtrato glorumerale (GFR) dovuto a un maggior consumo di proteine potesse danneggiare i reni, oggi invece è considerato un normale adattamento fisiologico, che aumenta la capacità di eliminare urea, creatinina, metaboliti e tossine.

Chiaramente questo discorso è valido solo per reni sani, quando i reni sono malati non riescono a fare il loro lavoro. Nei reni malati la capacità di eliminare l’azoto è ridotta, quindi l’apporto proteico viene spesso modulato per evitare accumulo di urea.

Quindi perché ci sono ancora medici che ritengono che le proteine danneggino i reni? Perché le errate credenze scientifiche ci mettono decenni per correggersi. Il fisico Max Plank diceva “una nuova verità scientifica non trionfa convincendo i suoi oppositori, ma perché questi muoiono e cresce una nuova generazione.”

LE PROTEINE DANNEGGIANO IL FEGATO?
Per quanto riguarda il fegato la storia è simile:
– il fegato è dove gli aminoacidi che non vengono utilizzati per la sintesi proteica vengono “smontanti” e l’azoto in essi contenuti viene trasformato in urea
– da questo meccanismo nacque l’idea: più proteine, più lavoro per il fegato
– nei fegati malati (cirrosi e insufficienza epatica) il fegato non è in grado di gestire correttamente l’urea
– anche in questo caso si estese una caratteristica del fegato malato a soggetti sani

Oggi sappiamo che un fegato sano non ha alcun problema a gestire l’urea e che diete con un adeguato apporto proteico non danneggiano il fegato, al contrario! (40) Il fegato trattiene moltissimi degli aminoacidi che assumiamo con il cibo, perché ne ha bisogno per produrre diverse molecole tra cui albumina, enzimi e ormoni.

I CATABOLITI AZOTATI FANNO MALE?
I cataboliti azotati sono i prodotti di scarto derivanti dal metabolismo degli aminoacidi e delle altre molecole azotate presenti nel corpo. Si chiamano “azotati” perché contengono azoto.

I principali cataboliti azotati sono:
urea, 80-90%, deriva da aminoacidi deaminati (a cui viene tolto l’azoto) dal fegato (41)
ammonio, 5-10%, prodotto nel rene a partire dalla glutammina, utilissimo per bilanciare pH
creatinina, 2-5%, deriva dalla creatina muscolare, poco influenzato dall’alimentazione
acido urico, 1-2%, deriva dalle purine (basi azotate in DNA e RNA, ATP, coenzimi)

Il principale catabolita azotato è l’urea, che deriva principalmente dal rinnovo proteico quotidiano. L’urea è una cosa normalissima, la semplice conseguenza del rinnovo proteico necessario a mantenere il corpo sano. IMPORTANTE: l’urea non è un “rifiuto” in senso stretto, ma l’inevitabile surplus di azoto del metabolismo proteico.

QUANTA UREA PUÒ GESTIRE IL CORPO
Nelle linee guida non esiste un limite massimo di assunzione di proteine (42)

Sappiamo però che il ciclo dell’urea è limitato e dipende dal peso del corpo. Tenendo conto di questo limite, la quantità massima di proteine stimata a oggi è: (43)
Peso 60 kg = 210 – 258 g proteine (3,5 – 4,3 g/kg)
Peso 80 kg = 285 – 365 g proteine (3,5 – 4,6 g/kg)

Nonostante questi numeri i ricercatori oggi ritengono che il limite assolutamente sicuro sia: 3,5 g di proteine per kg di peso (forma).

Knowledge makes one free!
Be informed, be aware, live better

DOWNLOAD PDF

SCARICA METODI

BIBLIOGRAPHY