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Dalla Newsletter del Maggio 2020
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PROTEINE E AMINOACIDI: NUTRIENTI ESSENZIALI PER IL NOSTRO ORGANISMO


Gli organismi viventi, inclusa la specie umana, sono costituiti sostanzialmente da composti inorganici e da composti organici: i composti inorganici per eccellenza sono rappresentati dai minerali; quelli organici, detti anche composti del carbonio, sono i carboidrati, le proteine, i grassi, gli acidi nucleici.

I composti inorganici, cioè i sali minerali, comprendono i macroelementi, il cui fabbisogno giornaliero è nell'ordine di grammi o decine di grammi, gli oligoelementi, il cui fabbisogno giornaliero è inferiore ai 200 mg, i microelementi, il cui fabbisogno giornaliero è inferiore ai 100 mg.

I composti organici comprendono i carboidrati, i grassi, gli acidi nucleici, le proteine.
I carboidrati, definiti anche zuccheri, glicidi o glucidi (dal greco glucòs = dolce), svolgono soprattutto una funzione energetica in quanto sono la prima fonte di energia a cui l'organismo ricorre. Essi forniscono 4,5 Kcal per grammo.
I grassi, definiti anche lipidi (dal greco lipòs = grasso), formano un gruppo disparato di sostanze che svolgono indispensabili funzioni metaboliche, energetiche e strutturali; sono insolubili in acqua, hanno una struttura complessa che richiede un grande impegno da parte dell'organismo per la loro digestione. I grassi forniscono 9 Kcal per grammo (il doppio di carboidrati e proteine), e costituiscono una notevole riserva di energia, in quanto possono essere accumulati nel tessuto adiposo.
Gli acidi nucleici, cioè le molecole del DNA (Acido DesossiriboNucleico) e dell'RNA (Acido RiboNucleico), situate all'interno delle cellule viventi, sono essenziali per la vita poiché intervengono nella sintesi delle proteine, palesano l'informazione genetica che presiede allo sviluppo ed accrescimento di ciascuna cellula (DNA), decifrano l'informazione genetica (RNA) per formare il repertorio degli aminoacidi che costituiranno le proteine di ciascun organismo.
Infine le proteine, o protidi, argomento che intendiamo approfondire in questo articolo, costituiscono la classe più numerosa di molecole organiche in tutti gli esseri viventi, sono presenti in tutte le cellule, svolgono funzioni essenziali per tutti i processi biologici della vita, e forniscono 4,5 Kcal per grammo.
Il termine proteine (dal greco proteios = primario) è stato coniato dal chimico olandese G. Mulder nel 1838.

Le proteine

Struttura delle proteine
Struttura delle proteine
Le proteine sono sostanze organiche dalla struttura molto complessa e di importanza biologica indispensabile per la vita di ogni essere vivente.
Le proteine presenti nel nostro corpo sono costituenti essenziali degli enzimi, e pertanto hanno una funzione enzimatica; degli anticorpi, e quindi possiedono una funzione immunitaria; di molti ormoni (es. insulina) e perciò svolgono una funzione ormonale; fanno parte di tante molecole strutturali come i connettivi, che sono costituiti principalmente da collagene che è una proteina; e ancora hanno una funzione recettoriale e di trasporto fra l'interno e l'esterno delle cellule, e di sostanze nutritive e ossigeno dal sangue ai vari distretti dell'organismo (es. emoglobina, albumina); inoltre svolgono anche una funzione energetica, sebbene essa sia secondaria ai carboidrati, ma in caso di carenza di questi ultimi quali substrati energetici, le proteine possono venire demolite per fornire energia all'organismo.
Le proteine sono molecole biologiche che costituiscono oltre il 50% di tutto il materiale organico presente in ciascuna cellula, sono soggette ad un continuo rinnovamento mediante la loro demolizione e ricostruzione (turnover proteico), attraverso il quale l'organismo rinnova ininterrottamente le proprie proteine usurate, riciclando i loro componenti, gli aminoacidi, rimasti ancora integri, con un rinnovamento pari a 4 grammi di proteine per ogni kg di peso corporeo rinnovati quotidianamente: mediante il turnover proteico l'organismo adegua la sintesi proteica alle sue esigenze, utilizzando gli aminoacidi originati dalla demolizione delle proteine ingerite, e riassemblandoli per ricostituire le proprie peculiari proteine, che necessitano al corpo. Parte degli aminoacidi vengono tuttavia distrutti ed eliminati, insieme a proteine provenienti da vari distretti del corpo: con le feci da cibo non totalmente digerito, dallo sfaldamento costante della pelle e dalla perdita fisiologica quotidiana dei capelli, fino a perdere dai 20 a 80 grammi al giorno.

Gli aminoacidi (o amminoacidi) sono i costituenti base delle proteine e rappresentano le "tessere" o i "mattoni", che assemblandosi in vario modo costituiscono le diverse proteine che andranno a formare pelle, muscoli, tendini, capelli, unghie, ossa, ecc.

Anche la struttura portante delle singole cellule, chiamata citoscheletro (dal greco cytos = cellula), è formata da proteine, ne determina la forma, che è variabile, e ne consente il movimento.
Nell'organismo le proteine svolgono svariate funzioni, da quella enzimatica, indispensabile per la scomposizione e la trasformazione di altre molecole, a quella energetica, al pari dei glucidi e dei lipidi, ma con una importanza secondaria, come già detto, rispetto alla funzione strutturale, in quanto la funzione energetica è attivata solo in caso di carenza di altre fonti, e solo in condizione di necessità, anche per la sua minore efficienza dal costo energetico rilevante rispetto all'energia fornita da glucidi e lipidi.

Senza addentrarci troppo nella complessa struttura chimica delle proteine, accenniamo soltanto che dal punto di vista chimico le proteine sono composti organici quaternari, cioè formati da 4 elementi, Carbonio, Idrogeno, Ossigeno e Azoto.
Esse contengono sempre Azoto, a differenza dei glucidi e lipidi che di norma non lo contengono; inoltre sono definite polimeri (dal greco polymerès = che ha molte parti), cioè costituiti da sub-unità, gli aminoacidi, legate fra loro da un legame definito peptidico, e sono costruite legando fra loro variamente venti tipi diversi di aminoacidi creando i polipeptidi: in biochimica si definisce polipeptide una molecola formata da una sequenza lineare di aminoacidi, da una decina fino ad un numero molto elevato, uniti fra loro da legami peptidici.
Gli aminoacidi sono formati tutti da una identica struttura spaziale di base, ma la loro diversa sequenza produce migliaia di proteine differenti con una rilevante eterogeneità che ha come risultante disparate caratteristiche e funzioni.

In modo schematico possiamo suddividere le proteine, in base alla loro funzione, in:

- proteine di deposito: svolgono la funzione di immagazzinare sostanze utili, come ad esempio la ferritina, la proteina che cattura il ferro originato dalla distruzione dei globuli rossi ormai vecchi, oppure le proteine che alimentano l'embrione nella cellula uovo (es. il tuorlo d'uovo), o nell'embrione dei semi dei vegetali, ecc.

- proteine strutturali: danno struttura e supporto a tutto l'organismo, come il collagene presente nelle ossa, nei tendini, nei tessuti connettivi, o la cheratina di pelle, capelli e unghie, l'elastina che dà elasticità ai tessuti polmonari e alle pareti dei vasi sanguigni, ecc.

- proteine contrattili: come l'actina e la miosina dei muscoli, che consentono la contrattilità delle fibrille muscolari, permettendone l'accorciamento (con successivo ri-allungamento) per compiere il movimento muscolare.

- proteine catalitiche: presenti negli enzimi, sono sostanze indispensabili che agiscono da catalizzatori (= fattori acceleranti o ritardanti le reazioni chimiche) biologici nelle reazioni che determinano la scomposizione e la trasformazione di altre molecole (senza gli enzimi, che sono particolarmente specifici, tali reazioni sarebbero impossibili all'interno di un organismo vivente), come ad esempio gli enzimi digestivi.

- proteine di trasporto: come l'emoglobina, che nei globuli rossi si lega all'ossigeno o all'anidride carbonica, trasportandoli rispettivamente ai tessuti, o ai polmoni.

- proteine contenute nelle membrane cellulari: regolano selettivamente i flussi fra le sostanze presenti nella cellula e la matrice extracellulare.

- proteine messaggere: come quelle contenute negli ormoni che fungono da messaggeri delle varie attività dell'organismo, mediante segnali biochimici che ne influenzano e regolano l'attività.

Le proteine ingerite con gli alimenti vengono scisse mediante la digestione nei componenti di base, gli aminoacidi, che l'organismo utilizza attraverso il suo metabolismo per sintetizzare le proprie specifiche proteine, peculiari per ciascun organismo e differenti da quelle di ogni altro essere vivente.
La sintesi delle proteine in un organismo avviene in ogni cellula mediante l'unione di vari aminoacidi in successione, secondo uno schema, un modello, predeterminato geneticamente dal DNA cellulare (unico, esclusivo e irripetibile di quell'organismo), che contiene le informazioni genetiche necessarie alla biosintesi di RNA e proteine, molecole fondamentali per l'adeguata crescita e il corretto funzionamento di quasi tutti gli organismi viventi. La sequenza di aminoacidi (polipeptide) generata a seguito dell'informazione genetica fornita dal DNA e "tradotta" dalla molecola intermedia di mRNA (RNA messaggero), forma le proteine distintive e caratteristiche per ciascun organismo. Le proteine possono assumere forme spaziali diverse: a nastro, fibroso, globulare, a spirale.

Gli aminoacidi

Aminoacidi ramificati
Gli aminoacidi dunque sono i costituenti delle proteine, cioè sono molecole organiche le quali, unendosi fra loro, formano le varie proteine di un organismo. Gli aminoacidi codificati dal codice genetico umano sono 20, suddivisi in aminoacidi essenziali e aminoacidi non essenziali.

Gli aminoacidi essenziali sono così definiti perché il nostro organismo non è in grado di biosintetizzarli autonomamente, ma è indispensabile il loro apporto dall'esterno con gli alimenti: una proteina che contiene tutti gli aminoacidi essenziali è definita ad alto "Valore Biologico" (VB), cioè completo e superiore dal punto di vista nutrizionale.
Gli aminoacidi essenziali per un organismo adulto sono 8: fenilalanina, treonina, triptofano, metionina, lisina, leucina, isoleucina, valina.

Fra essi, tre particolari aminoacidi essenziali, cioè leucina, isoleucina, valina, sono definiti "Aminoacidi Ramificati" (BCAA, Branched-Chain Amino Acid), poiché la loro struttura chimica forma delle ramificazioni; essi rappresentano circa il 35% degli aminoacidi essenziali presenti nelle proteine muscolari, ne migliorano il trofismo, poiché pervengono preferibilmente al tessuto muscolare, regolandone le funzioni biosintetiche, caratteristica che ne ha stimolato il grande uso in ambito sportivo per il loro ruolo metabolico, di regolazione sia della fase catabolica e soprattutto di quella anabolica.
Gli aminoacidi ramificati svolgono un ruolo significativo anche in alcune situazioni patologiche, o in caso di grandi traumi e ustioni, per favorire la rigenerazione dei tessuti grandemente danneggiati, visto il loro elevato turnover proteico.

I 12 aminoacidi non essenziali sono sintetizzati dall'organismo "ex novo" a partire da sostanze quaternarie più semplici; essi sono alanina, arginina, acido aspartico, cisteina, acido glutammico, glicina, prolina, serina, tirosina, asparagina, istidina, glutammina.
Due di tali aminoacidi, l'arginina e l'istidina, da alcuni autori sono ritenuti essenziali, ma solo durante la fase della crescita, anche se altri autori li ritengono essenziali anche nell'adulto.
Sono considerati semi-essenziali la cisteina e la tirosina, perché l'organismo li può sintetizzare a partire da altri aminoacidi (metionina e fenilalanina)

Proteine e aminoacidi nell'alimentazione

Alimenti ricchi di aminoacidi essenziali
Gli alimenti di origine animale, come carne, uova, latticini, pesce, contengono tutti gli aminoacidi essenziali; quelli di origine vegetale hanno generalmente una composizione non completa: i cereali, come la pasta, mancano di alcuni aminoacidi, altrettanto ma in grado minore anche i legumi, la frutta a guscio e i semi oleosi.
Una buona strategia consiste perciò nell'associare cereali e legumi, come ad esempio pasta e fagioli, pasta e ceci, nelle classiche ricette della Dieta Mediterranea, oppure mais e fagioli, soia e riso, per raggiungere una completezza nutrizionale di tutti gli aminoacidi essenziali, tenendo però presente l'apporto di carboidrati insito nel consumo di tali alimenti, mentre nel caso dei semi oleosi e della frutta a guscio è da tener presente l'alto contenuto lipidico.
Sarà buona norma essere attenti alla qualità degli alimenti in generale, dando la preferenza a quelli biologici, e scegliere, fra gli alimenti di origine animale, quelli più salutari, come il pesce che contiene acidi grassi essenziali Omega 3, cercando di evitare i cibi troppo elaborati, salati, con troppi grassi, e preferire cotture salubri, oltre a dare la preferenza al pesce e moderatamente alle uova, e alle carni bianche, rispetto alle carni rosse di cui non si deve eccedere nel consumo, senza dimenticare l'eccezionale apporto nutrizionale, anche proteico, di alcune alghe, come Spirulina, Clorella e Klamath, considerate dei veri superfood.
E' buona abitudine inoltre associare alle proteine frutta e abbondanti porzioni di verdure, che apportano al pasto fibre, vitamine, minerali, e numerosi antiossidanti che sono indispensabili per contrastare l'azione deleteria dei radicali liberi, specie negli sportivi, in cui l'allenamento intenso ne aumenta la produzione. Inoltre i vegetali associati alle proteine bilanciano il rapporto acido-base nell'organismo, mediante la loro azione alcalinizzante, dato che le proteine tendono a far virare il corpo verso l'acidità, che non è una condizione salutare.
E' importante inoltre non trascurare un buon apporto di acqua, che aiuta a eliminare le scorie azotate derivanti dal metabolismo proteico, mediante l'emuntorio renale, oltre a reidratare l'organismo dato che l'attività fisica aumenta considerevolmente la sudorazione e la perdita di liquidi e sali minerali, per cui, oltre a incrementare il consumo di vegetali, è talora opportuno inserire l'uso di integratori salini, in particolare magnesio e potassio, anche associati a multivitaminici e antiossidanti.

Le proteine dunque non devono mai mancare nell'abituale alimentazione di ciascuno, siano esse di origine animale e/o vegetale, secondo la nostra filosofia di vita. Oltre che negli sportivi, sono essenziali durante la crescita e anche nell'età avanzata, nella quale si assiste spesso ad una diminuzione delle masse muscolari, in parte a causa di una alimentazione meno variata, anche in relazione a problematiche odontoiatriche, o per la minore attività fisica dell'anziano, che deve essere al contrario avviato verso un buon dinamismo fisico, sostenuto da un'alimentazione completa, anche proteica.

Particolarmente importante è l'apporto proteico e quindi amminoacidico per gli individui che praticano attività sportiva, sia amatoriale e dilettantistica, sia, ancor più, professionistica. L'attività sportiva, specie se intensa, comporta una usura e un deterioramento delle fibre muscolari, e, se l'introito proteico è inadeguato a causa di un'alimentazione non correttamente bilanciata anche con l'apporto di carboidrati, necessari in particolare per l'esercizio fisico prolungato, si può pervenire al rischio di un catabolismo dei tessuti muscolari, cioè alla distruzione dello stesso tessuto muscolare; perciò è fondamentale poter ricostituire con rapidità le proteine, per favorire un veloce recupero, dopo lo sforzo, oltre a osservare i necessari tempi di recupero.

Integratori di proteine e aminoacidi

Clorella
Clorella
L'assunzione di proteine, con gli alimenti o mediante integratori, necessita della loro demolizione enzimatica per poter avere accesso agli aminoacidi di cui sono costituite, perciò il loro utilizzo da parte del corpo non è rapido, tuttavia la loro azione biologica è più completa, anche per il loro contenuto in sostanze che possono stimolare il sistema immunitario, come ad esempio la lattoferrina contenuta nel siero di latte.
L'assunzione di aminoacidi, proprio perché sono i costituenti base delle proteine, non ha necessità di una ulteriore elaborazione, quindi il loro assorbimento è assai più rapido rispetto alle proteine.

In particolare gli aminoacidi ramificati BCAA passano direttamente dal sangue ai muscoli (tropismo muscolare), poiché non è necessaria la loro elaborazione da parte del fegato in cui manca l'enzima specifico (al contrario nel fegato sono convertiti altri aminoacidi), ma essi sono metabolizzati direttamente nel muscolo scheletrico mediante l'enzima BCAA amino-transferasi, con una funzione plastica, energetica, protettiva, e di riduzione del senso di fatica.
In ambito sportivo gli aminoacidi essenziali ramificati BCAA conquistano grande utilizzazione nella produzione energetica, e perché inibiscono la proteolisi (degradazione delle proteine) che si innesca con l'esercizio fisico prolungato, stimolano la sintesi proteica muscolare potenziando la realizzazione di nuove proteine muscolari e svolgendo una funzione plastica di incremento della massa magra, sono coinvolti nella prevenzione e protezione dei muscoli nella fase di lavoro e superlavoro muscolare, e di ricostruzione e recupero dopo.
La velocità di assimilazione degli aminoacidi ramificati è particolarmente vantaggiosa se essi vengono somministrati subito dopo l'allenamento, poiché nel lasso di tempo di circa 30-45 minuti il muscolo è più ricettivo ad assorbire i nutrienti, ottimizzando il recupero.

Il siero di latte è particolarmente ricco di aminoacidi essenziali, e fra questi è rilevante la percentuale di aminoacidi ramificati utilizzati negli integratori per gli sportivi.

Legumi
Legumi
Tuttavia i soli aminoacidi, ramificati o meno, non forniscono la completezza nutrizionale delle proteine; la composizione di un integratore di aminoacidi deve rispettare il giusto rapporto nelle rispettive quantità dei differenti aminoacidi, sia essenziali, che ramificati, e alcuni dei non essenziali, in base al fabbisogno reale dell'organismo.
Perciò nell'alimentazione completa devono essere presenti le proteine, ed eventualmente per gli sportivi anche gli aminoacidi sotto forma di integratori derivati da siero di latte, o da albume d'uovo, o da fonti algali, come le già menzionate Spirulina, Clorella, Klamath.
L'albume d'uovo rappresenta un alimento dalla composizione proteica molto interessante, indicata infatti per realizzare integratori proteici per gli atleti, anche perché l'albume fornisce anche sali minerali come magnesio, sodio e potassio, vitamine del gruppo B e glucosio, ed è povero di grassi. L'albume d'uovo non deve essere consumato allo stato crudo, per la scarsa digeribilità e il suo contenuto in avidina, una proteina che lega la vitamina H (biotina) impedendone l'assorbimento intestinale.

Nel caso degli sportivi, particolarmente a livello professionale, è buona norma chiedere la consulenza di un medico nutrizionista esperto, che sappia consigliare l'alimentazione e gli integratori adeguati per ciascun tipo di sport.


Trovate il nostro assortimento di integratori di proteine e aminoacidi nelle sezioni:
Aminoacidi, Proteine, Vitamine, Oligoelementi, Sali Minerali
Integratori per gli sportivi


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