Gli amminoacidi sono molecole organiche che nella loro struttura recano un gruppo amminico (-NH2) ed uno carbossilico (-COOH).
In biochimica il termine amminoacidi si riferisce in particolare agli L-α-amminoacidi, di formula generica NH2CHRCOOH, cioè quelli il cui gruppo amminico e il cui gruppo carbossilico sono legati allo stesso atomo di carbonio (chiamato appunto carbonio α) in configurazione L che è la configurazione naturale biologica.
Con l'eccezione della glicina, in cui la catena laterale è un atomo di idrogeno, gli amminoacidi sono molecole chirali: di ciascuno di essi esistono due enantiomeri, ovvero due forme speculari tra loro convenzionalmente chiamate L e D per motivi di spettrometria. Quelli prodotti in natura dagli organismi viventi sono quasi tutti di forma L.
Ogni amminoacido presenta uno specifico gruppo o catena laterale (gruppo R). Questa catena è responsabile delle proprietà chimiche dell’amminoacido ed in funzione di queste proprietà chimiche possiamo classificare gli amminoacidi in acidi, basici, polari e apolari.
L'ingombro, le proprietà dei vari gruppi R, l'affinità reciproca tra gruppi polari e tra gruppi apolari, l'attrazione tra gruppi basici e gruppi acidi sono forze che concorrono a modellare e a determinare la conformazione della proteina nello spazio, dalla quale dipende l'attività biologica della proteina stessa.
Gli amminoacidi sono, gli elementi che formano le proteine.
Per eliminazione di una molecola di acqua (reazione di condensazione con eliminazione), il gruppo amminico di un amminoacido può legarsi al gruppo carbossilico di un altro formando il cosiddetto legame peptidico.
Gli amminoacidi che compaiono nelle proteine di tutti gli organismi viventi sono 20 (anche se evidenze recenti suggeriscono che questo numero potrebbe essere maggiore), in quanto 20 sono gli amminoacidi codificati dal DNA. Talvolta, nelle proteine compaiono anche altri amminoacidi, più rari, detti occasionali che vengono prodotti per modifiche biochimiche successive di alcuni degli stessi amminoacidi codificati.
Oltre a formare le proteine, alcuni amminoacidi svolgono importanti funzioni biologiche specifiche:
Alcuni dei 20 amminoacidi codificati dal DNA sono definiti essenziali, in quanto non possono essere sintetizzati direttamente dall’organismo e devono pertanto essere assunti col cibo.
Per l'uomo sono essenziali la lisina, la leucina, l'isoleucina, la metionina, la fenilalanina, la treonina, il triptofano, la valina, e, per i bambini anche l'istidina e l'arginina.
Gli amminoacidi nel corpo svolgono importantissime funzioni:
A causa delle numerose attività svolte dagli amminoacidi nell’organismo, queste sostanze vengono utilizzate come supplemento per migliorare la performance.
Numerosi studi evidenziano come l’integrazione con particolari amminoacidi sia in grado di migliorare diversi parametri delle capacità fisiche dell’atleta, di conseguenza risultano degli ottimi aiuti ergogeni per migliorare la performance e per favorire il recupero.
L’alanina è un amminoacido non essenziale, dato che l'organismo umano è in grado di sintetizzarla. Può venire infatti prodotta nei muscoli a partire dall'acido glutammico, inoltre può essere sintetizzata a partire dall’acido piruvico derivante dal metabolismo del glucosio. Questo amminoacido è coinvolto nel metabolismo del glucosio.
Durante l'esercizio fisico, il ciclo glucosio-alanina rappresenta una via metabolica molto importante, che consente al fegato di ricavare glucosio partendo da un amminoacido, l'alanina, proveniente dal muscolo in attività. L’attività fisica promuove l’utilizzo di amminoacidi (ramificati in particolare) dai quali viene sottratto il gruppo amminico e trasferito in diversi passaggi al piruvato formando così alanina.
Questo amminoacido viene poi portato al fegato dove viene utilizzato per formare glucosio attraverso il passaggio ad acido piruvico, tramite un processo chiamato gluconeogenesi. Il glucosio neoformato viene poi rimesso in circolo.
L’alanina viene utilizzata come ergogeno in quanto capace di promuovere la sintesi del glucosio durante l’attività fisica. Generalmente viene utilizzata insieme agli amminoacidi ramificati prima e durante l’attività in particolar modo negli sport di endurance dove le riserve di glucosio vengono utilizzate in larga misura.
I pochi studi sulla supplementazione di alanina danno risultati contraddittori.
2/5 gr prima della competizione, 1/2 gr ogni ora durante la prestazione negli sport di endurance.
Gli amminoacidi essenziali sono quegli amminoacidi che il corpo non è in grado di sintetizzare e pertanto devono essere assunti con l’alimentazione.
Nell'uomo sono amminoacidi essenziali:
Dagli amminoacidi essenziali il corpo è in grado di sintetizzare gli altri amminoacidi necessari alla sintesi delle proteine. Inoltre per consentire un’ottimale sintesi proteica il corpo ha bisogno di un giusto apporto con proporzioni adeguate degli amminoacidi essenziali. Col concetto di proporzioni adeguate si intende un rapporto di queste sostanze equilibrato al loro utilizzo nella sintesi proteica: il corpo utilizza amminoacidi in proporzioni diverse e queste proporzioni devono essere presenti in termini di disponibilità amminoacidica per consentire una ottimale costruzione di proteine. La carenza di un solo amminoacido essenziale riduce l’utilizzo di tutti gli altri.
La tabella sottostante esprime i fabbisogni teorici di amminoacidi essenziali per una persona adulta secondo gli studi condotti dalla FAO
Gli amminoacidi essenziali possono essere utilizzati sottoforma di integratore per compensarne una mancanza nella normale alimentazione, per esempio chi segue una dieta vegetariana rischia di avere carenze nutrizionali di queste sostanze e pertanto può prenderle come supplemento. Vengono utilizzati anche in stati di malnutrizione o di convalescenza da patologie o altre situazioni di forte disabilitazione per promuovere la guarigione.
Ovviamente il fabbisogno di amminoacidi essenziali per uno sportivo è ben maggiore di quello suggerito dalla FAO. In particolar modo per chi pratica sport di forza o desidera incrementare la propria massa muscolare ha esigenze amminoacidiche ben maggiori della persona sedentaria.
Gli amminoacidi essenziali vengono utilizzati come supplemento in campo sportivo per favorire il recupero dopo l’allenamento e per promuovere crescita muscolare ed incremento della forza.
Diversi studi evidenziano come l’assunzione di queste sostanze prima e dopo l’allenamento promuovano l’anabolismo muscolare migliorando il recupero e l’incremento della prestazione.
Gli amminoacidi essenziali sono particolarmente importanti negli sport di forza dove l’allenamento danneggia le fibre contrattili e pertanto queste sostanze ne promuovono la riparazione aumentando, se usati a lungo termine, anche forza e potenza fisica.
Possono risultare utili anche come integratore per bilanciare i pasti e per coloro che non seguono una dieta bilanciata e si trovano in carenza di proteine alimentari.
10/15 gr prima e dopo l’allenamento per chi pratica sport di forza o cerca di incrementare la propria massa muscolare.
5/10 gr dopo l’allenamento per chi pratica sport di endurance per favorire il recupero.
5/10 gr eventualmente per bilanciare l’apporto proteico di un pasto.
La β-Alanina (o beta-alanina) è un beta amminoacido, ovvero un amminoacido con il gruppo amminico (NH2) in posizione β rispetto al gruppo carbossilico cioè distanziato di 2 atomi di carbonio.
Questo amminoacido non si trova nelle proteine strutturali. Si combina con un altro amminoacido, l’istidina, per formare un dipeptide che serve da tampone nel muscolo. Questa combinazione peptidica di beta-alanina e istidina si chiama L-carnosina ed i suoi effetti sono di antiossidante e tampone dell’acido lattico all’interno delle cellule muscolari.
I livelli di sintesi di carnosina nei muscoli sono limitati dalla concentrazione di beta-alanina, perciò la quantità di carnosina è limitata dalla quantità disponibile di β-alanina.
Il vantaggio nell’utilizzo di supplementi di beta-alanina rispetto a quelli di carnosina sta nel prezzo molto più accessibile dei primi, infatti la produzione di carnosina è molto costosa, pertanto è più conveniente utilizzare la beta-alanina che è il substrato che ne limita la sintesi.
I carboidrati semplici come il glucosio possono aumentare l’assorbimento della beta-alanina nel muscolo.
la β-alanina viene usata dagli atleti per le sue proprietà di formare carnosina, un tampone cellulare dell’acido lattico. La supplementazione di beta-alanina ha dimostrato in numerosi studi di migliorare la performance negli sforzi anaerobici lattacidi. Alcuni benefici in termini di minore affaticamento sono stati verificati anche negli atleti praticanti sport di endurance. Mentre non si notano benefici negli sforzi massimali a componente alattacida. Gli effetti più marcati però si verificano nelle capacità di recupero dagli sforzi intensi, infatti, in seguito alla supplementazione per alcune settimane di beta-alanina è stato visto che atleti sottoposti a sequenze di sprint con brevi intervalli di riposo riescono a mantenere meglio la performance proseguendo negli sprint, in quanto questa sostanza consente di ridurre considerevolmente la condizione di affaticamento che si presenta dopo un esercizio ad alta intensità.
Alcuni studi mostrano che la β -alanina promuove anche la crescita muscolare, pertanto può essere utile anche alle persone come i body builder che cercano di sviluppare al massimo l’ipertrofia dei muscoli, tuttavia questo effetto deve ancora essere verificato con assoluta certezza.
Infine altri studi evidenziano che i livelli di carnosina sono più bassi nelle donne e decrescono con l’età, pertanto le persone che possono trarre maggiori benefici dall’integrazione di β-alanina sono proprio i non più giovani e le atlete di sesso femminile.
2/5 gr al giorno da prendere insieme a degli zuccheri ad alto indice glicemico.
Inoltre si possono assumere 2 gr prima dell’allenamento o della competizione.
La citrullina è un amminoacido non codificato dal DNA. Questo amminoacido è stato trovato nelle proteine istoniche necessarie per mantenere l’integrità ed il funzionamento del codice genetico.
Il ruolo principale della citrullina nell’organismo è sicuramente la sua presenza nel ciclo dell'urea, già analizzato per l’arginina, fondamentale per l’uomo per eliminare l’ammoniaca prodotta dal metabolismo degli amminoacidi attraverso la produzione di urea. La citrullina in questa importante ciclo metabolico è il precursore della sintesi dell'arginina stessa.
Inoltre la citrullina viene prodotta nella reazione di sintesi dell’ossido nitrico a partire dall’arginina. L'enzima ossido nitrico sintetasi (NOS) è responsabile di questo processo.
Sostanzialmente citrullina, arginina ed ornitina sono amminoacidi con le stesse funzioni che, partecipando agli stessi processi biologici, sono l’uno il substrato dell’altro e viceversa. Il destino e le proprietà di questi amminoacidi sono pertanto strettamente legati.
L’elevata affinità tra citrullina e arginina è dimostrata da alcuni studi secondo i quali la supplementazione di citrullina garantirebbe una maggiore presenza di arginina nel corpo rispetto all’assunzione di arginina stessa, in quanto la prima sembra venire meglio assorbita rispetto alla seconda se assunte oralmente.
Ovviamente gli effetti benefici sull’organismo presentati nel caso dell’arginina sono tutti riscontrabili anche nel caso della citrullina. In particolare è possibile affermare che questo amminoacido è in grado di contrastare l’affaticamento muscolare, favorendo l’eliminazione dell’ammoniaca prodotta durante l’esercizio fisico e riassorbendo il lattato.
La citrullina ha dimostrato di favorire la ritenzione di azoto e la sintesi proteica in numerosi studi condotti su animali, secondo i ricercatori che hanno condotto questi esperimenti gli stessi effetti si potrebbero verificare nell’uomo, ma la cosa è ancora da definire con certezza.
Attualmente questo amminoacido viene esaminato anche nelle cure per l’impotenza causata da disfunzione erettile imputabile a problemi cardiovascolari strettamente correlati alla carenza di ossido nitrico.
Alcuni studi su animali hanno verificato che associazioni di citrullina e arginina, i cosiddetto (NO) booster sono in grado di ritardare l’insorgenza dell’arterosclerosi. Sul genere umano è invece già stato verificato che la citrullina attraverso la via dell’ossido nitrico è in grado di migliorare la regolazione del tono arterioso e di conseguenza del controllo dell’ipertensione e della salute del sistema cardiocircolatorio in genere.
La citrullina viene utilizzata in campo sportivo per le stesse proprietà dell’arginina. Gli studi sui reali benefici di questa sostanza sono ancora pochi rispetto a quelli condotti sull’arginina, pertanto l’industria degli integratori fa riferimento a quest’ultimi per avvalorare l’efficacia della citrullina considerando la stretta correlazione tra le due sostanze ed il loro comune destino nei processi del ciclo dell’urea e di sintesi di ossido nitrico.
Questo analogismo non è sicuramente ortodosso da un punto di vista scientifico, però la correlazione tra i due amminoacidi è decisamente forte e può giustificare questo approccio. Inoltre bisogna aggiungere che invece è dimostrata con sufficiente certezza la maggiore capacità della citrullina di essere assorbita dall’apparato digerente rispetto all’arginina, mostrando come conseguenza all’assunzione della prima un incremento ematico della seconda maggiore rispetto all’assunzione diretta della seconda. Per queste capacità specifiche della citrullina si considera questo amminoacido in grado di dare gli stessi benefici dell’arginina anche con dosaggi inferiori.
2/5 gr prima e dopo l’allenamento negli sport anaerobici per migliorare performance e recupero. Tali effetti vengono ulteriormente migliorati se la citrullina viene associata a creatina ed amminoacidi ramificati.
4/6 gr prima della prestazione nel caso di sport di endurance.
La citrullina malato è ottenuta per salificazione della citrullina con acido malico. L'acido malico è un acido naturale presente in molti frutti e molte verdure, è presente anche nel vino. È usato in cosmesi nelle creme per la pelle.
Questa sostanza è un'intermediario del ciclo di Krebs capace di aumentare le disponibilità energetiche cellulari. In uno studio su ratti l’acido malico ha dimostrato di aumentare la produzione di energia, di aumentare le riserve di carboidrati e di ridurre l’utilizzo di ossigeno nei tessuti degli animali.
L’associazione di acido malico e citrullina dovrebbe migliorare l’assorbimento dell’amminoacido in questione.
La citrullina malato garantirebbe agli atleti gli stessi benefici della citrullina con un maggiore effetto ergogeno negli sport aerobici, per effetto dell’acido malico sui sistemi di produzione energetica. Gli studi in materia sono ancora pochi, però sino ad ora hanno dato risultati incoraggianti.
Secondo alcune ricerche la citrullina malato ha mostrato di favorire la sintesi di ATP e di ridurre la sensazione di fatica durante esercizi aerobici.
Un interessante studio (Peréz-Guisado) ha verificato che l’utilizzo di 8 gr di citrullina malato prima di un allenamento di esercizi di muscolazione ridurrebbe la sensazione di dolore muscolare (DOMS) che generalmente producono questi esercizi nelle 48 ore successive all’allenamento, accelerando pertanto anche il recupero. Lo stesso studio rivela che il gruppo con citrullina malato presenta una maggiore resistenza ad esercizi di forza mantenendo un numero maggiore di ripetizione in una sequenza di serie di panca piana. Inoltre un altro studio la supplementazione di questo composto ha evidenziato un incremento di produzione di Gh in seguito all’allenamento maggiore del gruppo di controllo.1
Infine sembra che questo supplemento migliorerebbe anche le capacità aerobiche riducendo inoltre il senso di fatica nella pratica di esercizi di endurance.
5/8 gr prima del’allenamento per ridurre affaticamento e promuovere il recupero sia in caso di allenamenti aerobici che anaerobici.