Carboidrati, insulina e sintesi proteica

Mentre l’ingestione di amminoacidi si prospetta come determinante per avviare la sintesi proteica muscolare, i soli carboidrati hanno effetto minimo su questo processo. Sono state effettivamente attribuite all’insulina delle proprietà anaboliche sul muscolo scheletrico in vitro e in vivo, tuttavia questa funzione è stata dibattuta. I carboidrati stimolano l’insulina analogamente agli amminoacidi, e anche se questa viene riconosciuta come un importante regolatore della sintesi proteica, essa ha solo un ruolo permissivo sulla MPS, ma sembra avere una funzione più importante nell’inibizione del catabolismo delle proteine muscolari (MPB).

Proprio per questa interessante capacità, alcuni ricercatori hanno suggerito che l’ingestione di proteine e carboidrati sia in grado di creare un effetto sinergico sulla sintesi proteica, a significare che la risposta all’ingestione di aminoacidi e glucosio è superiore alla somma dei loro effetti dati dalla loro assunzione singola.

Anche se l’ingestione di amminoacidi e carboidrati porta ad una maggiore secrezione di insulina favorendo potenzialmente un miglioramento del bilancio proteico netto e della sintesi proteica, l’insulina secreta in risposta all’assunzione di soli carboidrati (cioè senza la presenza di proteine/amminoacidi) sembra essere inefficace per stimolare la sintesi proteica, indipendentemente dalla quantità secreta. Per questo motivo i ricercatori hanno fatto riferimento all’effetto dell’insulina nel promuovere il bilancio proteico netto (NPB) svolgendo un ruolo permissivo più che è stimolatorio.

Altre ricerche suggeriscono che, anche con l’iperaminoacidemia, l’insulina migliora il bilancio proteico solo inibendo la proteolisi. Quindi, mentre l’insulina ha un potenziale effetto stimolante sulla sintesi proteica muscolare umana, è richiesta un’adeguata disponibilità di aminoacidi per fare in modo che tale potenziale si possa esprimere in un effettivo aumento del tasso di sintesi proteica. È stato visto che l’insulina enfatizzi di per sé la sintesi proteica solo quando, per via endovenosa, raggiunge un’elevazione di 1000 volte i valori basali.

Si tratta tuttavia di livelli non raggiungibili mediante la stimolazione mediata dall’ingestione orale di nutrienti. Alcune ricerche (Koopman et al., 2007) hanno dimostrato che la co-ingestione di carboidrati con le proteine durante il recupero dall’esercizio coi pesi non stimola ulteriormente la sintesi proteica muscolare post-esercizio quando sono ingerite sufficienti quantità di proteine.

Mentre un’altra ricerca recente (Staples et al., 2011), ha rilevato che una dose consistente di carboidrati (50g di maltodestrine) aggiunta a 25g di proteine ​​del siero di latte non era in grado di aumentare ulteriormente il bilancio proteico netto (NPB) post-esercizio rispetto alla dose di sole proteine ​​senza carboidrati. In altre parole, l’aumento della secrezione di insulina favorita dall’aggiunta di carboidrati non ha avuto alcun effetto aggiuntivo sulla sintesi proteica. Ricerche ben più datate indicarono che l’iperinsulinemia (l’aumento dei livelli ematici di insulina) diminuisce la proteolisi ma non stimola la proteosintesi, mentre l’iperaminoacidemia (l’aumento dei livelli ematici di amminoacidi) di per sè stimola la proteosintesi, ma non sopprime la proteolisi endogena. Sono i due effetti combinati ad avere presumibilmente un effetto cumulativo sull’accumulo di proteine ​​corporee.

In conclusione l’insulina non ha propriamente un effetto diretto sulla sintesi proteica, ma piuttosto un effetto permissivo, inibendo il catabolismo proteico, direzionando il metabolismo verso i processi anabolici, e favorendo un bilancio azotato positivo.

Proteine

Le proteine sono un altro nutriente fondamentale da assumere nel post-esercizio. Le proteine ​​sono essenziali per innescare l’anabolismo muscolare indotto dall’esercizio. Esso ​​forniscono gli aminoacidi, i quali vengono utilizzati per ricostruire i tessuti danneggiati, nonché fornire enzimi e proteine ​​carrier (trasportatrici) necessarie per ciò che avvenga l’adattamento indotto dall’esercizio. Senza l’apporto di proteine​​, che forniscono gli amminoacidi essenziali per la sintesi proteica muscolare, la capacità del corpo di adattarsi all’attività fisica viene significativamente ridotta.

Ricerche hanno dimostrato che dopo l’inizio di un programma di allenamento non abituale, si verifica un periodo di 12-14 giorni in cui il bilancio azotato, cioè il rapporto tra ritenzione e la perdita di proteine​​, è negativo. Qualsiasi studio che analizza il fabbisogno proteico in supporto all’esercizio fisico deve tenere conto di questo aspetto. Il bilancio azotato in questo periodo sembra non essere influenzato dal totale apporto calorico, ma può essere migliorato con un elevato consumo di proteine ​​se le calorie assunte sono adeguate. Anche se l’assunzione di proteine ​​supplementari impedirà che il bilancio azotato diventi negativo, durante le prime settimane di allenamento esso sarà ancora negativo nonostante l’eventuale alto apporto proteico.

L’RNA messaggero (mRNA) muscolare successivo all’allenamento ha un’emivita di sole 4-5 ore. È così breve perché mRNA non ha alcun meccanismo di “controllo di qualità” incorporato nella codifica. Mantenendo un’emivita molto breve, qualsiasi errore in questa sequenza non sarà in grado di produrre abbastanza proteine ​​difettose per danneggiare irreparabilmente la cellula o l’organismo. Questo permette anche uno stretto controllo del metabolismo delle proteine​​.

I tempi di assunzione (Timing)

I tempi di assunzione o Timing delle proteine ​​è importante. Se lo stimolo anabolico indotto dall’esercizio è massimizzato, un flusso costante di aminoacidi deve entrare a contatto col muscolo mentre il contenuto di mRNA è elevato.

Tuttavia, contrariamente a quanto viene spesso indicato, l’aumentata proteosintesi non si riscontra nell’immediato, infatti nella prima mezz’ora questa rimane ai livelli basali. La sintesi proteica aumenta sensibilmente a partire solo dalle 2-4 ore successive al termine dell’attività, raggiungendo un aumento fino al 50% in 4 ore, e del 109% circa nelle 24 ore successive, per poi tornare ai livelli basali entro le 36, o al massimo 48 ore.

Altri studi riconoscono un aumento della sintesi proteica del 112% dopo 3 ore, del 65% dopo 24 ore, e del 34% dopo 48 ore dal post allenamento. Ciò significa che entro poche ore dal termine di una sessione di resistenza, la capacità di sintesi ed elaborazione delle proteine aumenta progressivamente fino ad arrivare a più del doppio rispetto ai valori basali, mantenendosi piuttosto elevata per 24 ore, ed estendendosi fino a 48 ore.

Le conclusioni che si possono trarre da questi studi, sono che a seguito di un periodo di allenamento coi pesi, la sintensi proteica muscolare aumenta rapidamente raggiungendo elevati livelli dopo 3 ore, è risulta più che raddoppiata entro 24 ore, per poi declinare rapidamente in modo che a 36-48 ore torni ai livelli iniziali. Anche in questo caso, come per i carboidrati, emerge che non vi sia una maggiore capacità di sintesi proteica entro i tempi della Finestra anabolica.

Effettivamente, alcuni studi riconoscono che l’aumento della sintesi proteica muscolare avvenga solo 2-4 ore dal termine dell’attività fisica, altri che aumenti di solo il 50% entro 4 ore e più del doppio in 24 ore. Ad ogni modo, da questa serie di risultati è possibile comprendere che l’aumento della sintesi proteica può coindere solo in parte con i tempi di durata della Finestra anabolica, e che questo incremento in realtà si protragga per tempi ben superiori, arrivando ad estendersi anche fino a 48 ore.

Secondo alcuni risultati, è evidente che la sintesi proteica fosse stata rilevata superiore dopo 24 ore piuttosto che nelle prime 4 ore nel post-esercizio, e questo smentirebbe la teorizzata capacità di un maggiore anabolismo muscolare limitato solo nei tempi della Finestra anabolica, mettendo in discussione l’assoluta necessità di consumare il prima possibile una bevanda al termine dell’esercizio.

Questo spiegherebbe i risultati incrociati delle ricerche di Tipton et al. (2001) e di Rasmussen et al. (2000). Confrontando le ricerche che somministravano ai soggetti delle bevande a base di amminoacidi a carboidrati consumate immediatamente dopo l’allenamento (Tipton et al, 2001) rispetto a quelle ingerite un’ora dopo l’allenamento (Rasmussen et al., 2000), sembra che l’ingestione del pasto nell’immediato post-allenamento si traduca in realtà in una sintesi proteica inferiore del 30% rispetto all’ingestione dopo un’ora. Per di più i risultati di Rasmussen suggerivano che l’assunzione della bevanda dopo 1 o 3 ore dopo l’allenamento producevano effetti simili.

Per concludere, una recente ricerca di Hoffman et al. (2009) analizzò l’effetto dell’integrazione di bevande proteiche subito prima e subito dopo l’esercizio con i pesi. Nello specifico si trattava di un protocollo di forza e potenza (esercizi al 100% 1-RM e 80% 1-RM). Dopo un periodo di 10 settimane, non venne notata alcuna differenza nel cambiamento nella massa corporea, nella percentuale di massa grassa, e alcun miglioramento nelle prestazioni, tra i gruppi che assumevano l’integratore proteico e quelli che non lo assumevano.

Le attuali raccomandazioni per l’assunzione totale di proteine ​​per gli atleti è compresa tra 1,6-1,8 grammi per chilo di peso corporeo, ma non è raro che per i bodybuilder venga raccomandato un consumo in eccesso di 2 grammi per kg di peso corporeo senza effetti dannosi. Va ricordato che il corpo non ha la capacità di depositare efficacemente gli aminoacidi. Le proteine ​​dovrebbero essere consumati almeno ogni 3-4 ore. Il pasto serale dovrebbe contenere proteine a lenta digestione, ​​che permetterebbero un rilascio costante di aminoacidi durante la notte.

Lipidi

L’effetto dei lipidi nel pasto “post-esercizio” è stato poco studiato. Il consumo totale di grassi è probabilmente più importante per un bodybuilder rispetto all’eventuale introduzione nel pasto post-allenamento. L’assunzione di acidi grassi essenziali in quantità sufficienti hanno la capacità di alterare la fisiologia. Gli acidi grassi come gli omega-3 e gli omega-6, se distribuiti in differenti razioni, possono alterare la composizione delle membrane cellulari che altera la produzione di prostaglandine nei muscoli in attività, quindi possono avere la capacità di migliorare diversi processi, dal trasporto del glucosio alla sintesi proteica. Questi effetti sono visibili dopo almeno 5 giorni di consumo di questo tipo di grassi a dosi moderate o elevate. Assumerli immediatamente dopo l’allenamento e in nessun altro momento molto probabilmente non hanno alcun effetto negativo.

Alcune forme di grassi possono ritardare lo svuotamento gastrico, il quale teoricamente potrebbe rallentare la velocità con cui si rendono disponibili i nutrienti ai tessuti. Questo perché i lipidi nel pasto misto tendono a prolungare i processi digestivi e a ritardare di conseguenza l’assimilazione dei nutrienti.

Si può solo ipotizzare che ciò possa influire sui guadagni a lungo termine. La maggior parte delle ricerche indica che il ripristino del glicogeno viene ritardato, ma non ridotto, quando lo svuotamento gastrico viene prolungato (ad esempio, con la concomitante assunzione di lipidi).

Per altro, ricerche evidenziano che, nonostante la disponibilità di acidi grassi sia associata normalmente all’insulino resistenza, aggiungere lipidi nel pasto post-allenamento non causa un’alterazione dell’aumento della sensibilità insulinica a breve termine tipicamente indotta dall’esercizio. Il giorno successivo all’esercizio, i livelli di glicogeno muscolare erano risultati identici tra il gruppo che aveva assunto molti grassi alimentari (165 gr), rispetto a quello che ne aveva assunti pochi. Nel gruppo ad alto apporto di grassi risultò solo un aumento dei livelli di trigliceridi intramuscolari (IMTG). Tuttavia la ricerca era stata effettuata sull’esercizio cardiovascolare in modalità Interval training, il quale comunque presenta una rilevante componente anaerobica. Un’altra ricerca trovò che l’assunzione concomitante di proteine e grassi assieme ai carboidrati non portasse ad un differente accumulo di glicogeno rispetto all’assunzione di soli carboidrati .

Emerge è qualche segnalazione sul fatto che il colesterolo possa essere un importante nutriente da assumere immediatamente dopo l’esercizio coi pesi ad alta intensità. È stato mostrato che i livelli di colesterolo totale sono significativamente ridotti per almeno 90 ore dopo una singola seduta di esercizio di resistenza. Il colesterolo sierico può essere richiesto per la sua incorporazione nelle membrane cellulari danneggiate dopo l’esercizio di resistenza coi pesi. Altri studi hanno rilevato che una dieta ad alto apporto di colesterolo può contribuire ai guadagni di forza muscolare ottenuti con l’esercizio coi pesi, ma non sembra esserci alcuna differenza nei guadagni di ipertrofia.

Altri studi suggeriscono che una dieta con un insufficiente apporto di grassi può portare a delle alterazioni in negativo sul testosterone, e sul testosterone libero durante l’esercizio coi pesi, e ciò può compromettere l’ambiente ormonale anabolico durante un programma di allenamento. Considerando che il colesterolo è la molecola precursore del testosterone e di tutti gli ormoni steroidei, non si esclude che la carenza di colesterolo possa avere delle implicazioni. È stato infatti notato che i livelli di testosterone sierico e libero sono significativamente più bassi per 2 giorni a seguito di una sessione coi pesi. Si può ipotizzare che sia necessario consumare una fonte di colesterolo dopo l’allenamento.

Nell’insieme, la ricerca non ha ancora approfondito la questione del consumo di lipidi a livelli ottimali, e la composizione del pasto post-esercizio in cui questi potrebbero essere introdotti.

Pasto misto

Come accennato in precedenza, l’assunzione di macronutrienti è in grado di modulare la sintesi proteica post-esercizio secondo meccanismi che stanno per essere compresi solo di recente. Le proteine sono necessarie per fornire gli aminoacidi essenziali e fare in modo che avvenga la sintesi proteica, ma sono state analizzate ulteriori possibilità per cercare di capire se questo processo possa essere ottimizzato con l’assunzione concomitante di altri nutrienti come i carboidrati.

Come in altre occasioni, molte delle comuni ipotesi sono state formulate sulla base dei risultati di alcuni studi che analizzavano le risposte all’attività aerobica di endurance, quindi non potrebbero essere allo stesso modo valide nello specifico per l’esercizio anaerobico coi pesi.

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