Articolo pubblicato su Olympian's News numero 61. ©2005 by Think Muscle, all right reserved
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Questo è il secondo di una serie di articoli che esaminano nel dettaglio il metabolismo delle proteine nei bodybuilder. La parte 1 ha affrontato alcuni concetti e definizioni fondamentali a proposito delle proteine, della digestione di forme di proteine diverse e dei fabbisogni proteici complessivi degli atleti. La parte 2 di questa serie si innesta sulla parte 1 con una discussione della digeribilità delle proteine e iniziando una discussione sulla qualità delle proteine che sarà approfondita nella parte 3.

Sezione 4. Digeribilità delle proteine

Un aspetto importante del metabolismo delle proteine è in che misura il corpo digerisce una certa proteina. Spesso è detto che le polveri proteiche (specialmente le proteine predigerite o idrolizzate) sono digerite meglio delle proteine alimentari intere. A volte è anche detto che le fonti proteiche vegetali sono più digeribili di quelle animali.

La digeribilità delle proteine è misurata osservando quanto azoto è espulso con le feci in confronto alla quantità di azoto assunta. Nel calcolo è tenuta presente la quantità di azoto normalmente persa con le feci. Perciò, la ricerca sulla digeribilità esamina quanto azoto va perso, oltre i livelli normali, quando è assunta una certa proteina.

Se un individuo assumesse 5 g di azoto (circa 30 g di proteine) e con le feci fosse espulso 1 g di azoto, la digeribilità sarebbe pari all'80% (4 g conservati divisi per i 5 g assunti). La tabella 1 mostra la digeribilità di alcune proteine comuni.

Fatta eccezione per alcune proteine vegetali, vediamo che le proteine mangiate più di frequente (per esempio, quelle mangiate dai bodybuilder) hanno una digeribilità molto alta. Presumendo che normalmente il tratto digestivo di una persona funzioni bene, non c'è motivo di pensare che una polvere proteica sarà digerita molto meglio o avrà un impatto maggiore sulla crescita rispetto alle proteine alimentari intere 2 . Anche se una polvere proteica raggiungesse una digestione effettiva del 100% (difficile, perché nessun processo corporeo è efficiente al 100%), ci sarebbe una differenza di solo il 3% in confronto alle proteine dell'uovo o del latte. In pratica, per ogni 100 g di proteine assunte, ci sarebbe una differenza di 3 g. Se questa differenza può essere rilevante per le assunzioni proteiche basse, con le assunzioni proteiche osservate fra i bodybuilder, difficilmente le piccole differenze nella digeribilità avranno un grande impatto sulla crescita.

Perciò, la differenza principale fra una polvere proteica e una proteina alimentare intera non sarà quanto bene una è digerita rispetto all'altra ma quanto velocemente sono digerite. Come discusso nella parte 1 di questo articolo, la natura predigerita di molte polveri proteiche accelererà la digestione e il rilascio nel sangue.

Sezione 5. Qualità delle proteine

La qualità delle proteine è un argomento di accesa discussione, sia nel mondo della ricerca, sia nel regno degli integratori proteici. È stato detto che una certa proteina è di qualità superiore rispetto a un'altra o che le polveri proteiche sono superiori alle proteine alimentari intere. Dato che il dibattito è così acceso, approfondirò la discussione della qualità delle proteine.

La qualità delle proteine si riferisce, generalmente, a quanto il corpo usa una certa proteina. Più precisamente, si riferisce a quanto il profilo di amminoacidi (AA) essenziali soddisfa i fabbisogni del corpo 3 . Comunque, questo non significa che il contenuto di AA non essenziali di una proteina è irrilevante per la qualità della proteina. Come vedremo in seguito, non è facile risolvere il problema del fabbisogno di AA e ciò rende la discussione della qualità delle proteine ancora più problematica.

Metodi per misurare la qualità delle proteine

Esistono molti modi per misurare la qualità delle proteine. In larga parte, la valutazione della qualità di una proteina dipende dal metodo usato e ciò permette ai venditori di proteine di affermare la superiorità di una proteina rispetto a un'altra. Per esempio, misurata con un metodo, la proteina dell'uovo può essere la proteina con qualità più alta ma usando un altro metodo, quella con qualità più alta può essere la caseina. Inoltre, e forse più importante, la qualità di una proteina è direttamente legata ai fabbisogni fisiologici del soggetto studiato 3 .

La proteina ottimale per un bodybuilder in una fase di massa può non essere ottimale durante una fase di dimagrimento o per un atleta di endurance. La dieta e l'attività possono influenzare il modo in cui il corpo usa gli AA. Per esempio, l'attività aerobica di lunga durata tende a ossidare grosse quantità di amminoacidi ramificati (BCAA) 4 , ciò indica che gli atleti di endurance possono avere un fabbisogno di BCAA più alto rispetto agli atleti non di endurance. Molto probabilmente, non esiste una singola proteina che risulti sempre la migliore in tutte le situazioni.

Quindi, la prima domanda a cui rispondere è quale metodo per classificare le proteine è ideale per l'uomo. La risposta più facile è che non esiste un metodo ideale perché tutti fanno delle previsioni oppure sono basati su modelli che possono o non possono essere accurati. La seconda domanda, che nessuno ha affrontato, è se i fabbisogni di AA di una persona sedentaria sono uguali o diversi da quelli di un bodybuilder che si allena duramente.

Anche se esistono molti metodi diversi per confrontare le proteine, solo pochi sono usati abbastanza frequentemente nella letteratura popolare per necessitare di una discussione. Questi metodi sono: punteggio chimico, valore biologico, tasso di efficienza della proteina, punteggio degli amminoacidi corretto per la digeribilità.

Misurata con un metodo, la proteina dell’uovo può essere la proteina con qualità più alta ma usando un altro metodo, quella con qualità più alta può essere la caseina.

Punteggio chimico

Il punteggio chimico è un metodo di valutazione delle proteine che si basa sulla loro composizione chimica (più precisamente i loro livelli di AA essenziali). Per determinare il punteggio chimico, una proteina è scelta come riferimento e le altre proteine sono classificate in confronto a quella proteina di riferimento. Ciò è concettualmente simile al dare al pane bianco il valore 100 nella classifica dell'indice glicemico e classificare gli altri carboidrati in confronto a questo valore.

Solitamente, come proteina di riferimento è stata usata la proteina dell'uovo ma ciò presuppone che il profilo di amminoacidi dell'uovo sia ideale per l'uomo. Recentemente, in base alle crescenti informazioni sui fabbisogni di AA dell'uomo, sono stati suggeriti altri modelli di amminoacidi per sostituire l'uovo. Nel 1985, una commissione sui fabbisogni di proteine ha indicato un modello ideale di riferimento 6 ma questo modello è stato criticato da molti ricercatori perché troppo basso 7,8 .

Dato che il punteggio chimico è un valore relativo e non assoluto, è possibile avere valori superiori a 100. Se 5 g della proteina di riferimento contengono 800 mg di un certo amminoacido e 5 g della proteina esaminata contengono 1.000 mg dello stesso amminoacido, quest'ultima proteina otterrebbe il valore 125% per quell'amminoacido.

L'amminoacido essenziale presente nella quantità più bassa (relativamente a quanto necessario) è definito come il primo amminoacido limitante (vedere la parte 1 per una discussione sugli amminoacidi limitanti). Il secondo AA essenziale più basso relativamente ai fabbisogni è il secondo amminoacido limitante ecc. In generale, l'amminoacido limitante determinerà quanto una certa proteina è usata dal corpo. Ciò indica che integrare con l'amminoacido limitante (cioè assumere metionina supplementare insieme a una proteina limitata dalla metionina) o combinare le proteine con amminoacidi limitanti diversi potrebbe incrementare la qualità della proteina.

Il punteggio chimico è utilizzabile anche per confrontare una certa proteina con le quantità di cui ha bisogno il soggetto in questione. È un cosa piuttosto utile in quanto prende in considerazione i fabbisogni dell'individuo, presumendo che siano conosciuti. Cioè, se una certa proteina fornisce 100 mg/kg di un certo AA e 150 mg/kg fossero quanto necessario per una persona, il punteggio chimico per quell'amminoacido sarebbe 0,67 (ciò significa che la proteina in questione fornisce solo il 67% della quantità richiesta da quella persona).

Benché il punteggio chimico sia utile per classificare le proteine in base alla loro composizione, presenta un grosso svantaggio: ha poco a che fare con quanto il corpo (umano o no) utilizzerà una proteina alimentare, perché non tiene conto della digeribilità. Per questa ragione, raramente il punteggio chimico è l'unica misura usata per classificare la qualità delle proteine.

Valore biologico (BV)

Il valore biologico (BV) è probabilmente una delle misure della qualità di una proteina usate più comunemente. Il BV di una proteina è dato dalla quantità di azoto trattenuto nel corpo diviso per la quantità di azoto assorbito da quella proteina. È presa quindi in considerazione la digeribilità di quella proteina. Perciò:

BV = (azoto trattenuto / azoto assorbito) x 100

Un BV di 100 indicherebbe l'utilizzo completo di una certa proteina alimentare, in quanto nel corpo è stato trattenuto il 100% delle proteine assunte senza perdere niente.

Per misurare il BV, solitamente ai soggetti è somministrata una dieta senza proteine per misurare le perdite di base di azoto (cioè la quantità di azoto persa normalmente). Poi la proteine esaminata è somministrata in dosi diverse (generalmente 0,6, 0,5, 0,4 e 0,3 g/kg) ed è eseguito uno studio sul bilancio azotato 9 . Alcuni studi usano periodi di digiuno più lunghi e questa è una considerazione importante per valutare i dati.

Per esempio, lo studio spesso citato dai pubblicitari per dimostrare la superiorità della proteina del siero idrolizzata ha misurato il bilancio azotato nei topi dopo tre giorni di digiuno, che nell'uomo corrisponde a un periodo più lungo 10 . In questo studio, la proteina del siero idrolizzata ha prodotto ritenzione di azoto e crescita maggiori rispetto alle altre proteine studiate. Quello che non è detto è che il digiuno influenza quanto il corpo deposita le proteine assunte, producendo valori BV falsamente alti. Questo studio non è molto applicabile a un individuo con un'assunzione proteica solitamente alta. Una discussione approfondita degli effetti di un'assunzione proteica limitata (cioè la ciclizzazione delle proteine) apparirà nella parte 3 di questa serie di articoli.

Anche se la metodologia del bilancio azotato ha i suoi problemi (vedere la parte 1 di questa serie), è un indice generico di quanto una certa proteina soddisfa i fabbisogni del corpo. Se una certa quantità di proteine (o più precisamente, una certa quantità di azoto) pone una persona nel bilancio azotato (ovvero il bilancio azotato positivo), si può dire che la proteina in questione è di qualità sufficiente per sostenere il mantenimento delle riserve proteiche del corpo.

Il principale svantaggio del metodo del bilancio azotato è che non dà informazioni sul metabolismo (e le deficienze) degli amminoacidi specifici o sui tessuti specifici influenzati (per esempio, muscolo vs. fegato), ma solo un indice di quanto succede a livello di tutto il corpo 9 . Secondo i fabbisogni individuali di amminoacidi di un certo tessuto, è possibile che una proteina possa sostenere ottimamente la sintesi proteica in un organo, come il fegato, senza però sostenere ottimamente la sintesi in un altro tessuto, come il muscolo. La questione del metabolismo proteico di tutto il corpo in confronto a quello dei tessuti specifici sarà discussa nella parte 3 di questa serie.

Nonostante quanto detto a volte, è impossibile avere un BV superiore a 100. Per esempio, è stato detto che la proteina del siero ha BV uguale a 157 ma questo significherebbe che per ogni grammo di azoto assunto ne sono depositati 1,57 g. Dato che è termodinamicamente impossibile per il corpo depositare più azoto di quanto ingerito, anche il valore BV di 157 è impossibile. Le pubblicità delle proteine che propongono un BV superiore a 100 andrebbero guardate con sospetto.

Un aspetto della misurazione del BV che può causare problemi di interpretazione dei risultati è che il BV di una proteina è influenzato da molti fattori. Il primo è l'assunzione calorica. Un'assunzione calorica molto alta migliora il bilancio azotato con qualsiasi assunzione proteica e viceversa. Ciò significa che una persona che assume molte calorie (per esempio un bodybuilder che segue una dieta di massa) mostrerà una migliore ritenzione di azoto e il BV “apparente” aumenterà (cioè sarà trattenuto più azoto in confronto alla quantità assunta). Allo stesso modo, se le calorie diminuiscono (per esempio durante la dieta di dimagrimento), il BV scende. Un secondo fattore che influenza il BV è l'attività. L'attività fisica, specialmente l'allenamento con i pesi, aumenta la ritenzione di azoto dando alla proteina un BV apparente più alto.

Un terzo fattore, solitamente ignorato dalla letteratura popolare, è che il BV di una proteina è legato alla quantità di proteina somministrata 9 . Il BV è misurato a livelli inferiori al livello di mantenimento. Quando l'assunzione proteica aumenta, il BV di quella proteina diminuisce. Per esempio, la proteina del latte mostra un BV vicino a 100 con assunzioni di 0,2 g/kg. Quando l'assunzione proteica aumenta fin quasi i livelli di mantenimento, 0,5 g/kg, il BV scende a circa 70 9 .

Citando da Pellet e Young, “…le proteine sono utilizzate meglio a livelli subottimali che ai livelli di assunzione di quasi mantenimento. Di conseguenza, le misurazioni biologiche della qualità delle proteine condotte a livelli subottimali nei soggetti sperimentali umani o animali possono sopravvalutare il valore delle proteine ai livelli di mantenimento” 9 . Perciò, mentre il BV può essere importante per classificare le proteine quando l'assunzione è al di sotto dei fabbisogni, il BV si applica male ai soggetti con assunzioni proteiche bel al di sopra dei fabbisogni. La tabella 2 presenta il BV di alcune proteine comuni.

Viste le alte assunzioni proteiche della maggior parte degli atleti di forza (2,0 g/kg o più), è difficile prevedere che il BV ricopra un ruolo significativo nella classificazione delle proteine per questa categoria di persone. Molto probabilmente, con questi tipi di assunzioni proteiche qualsiasi proteina di qualità decente produrrà gli stessi risultati. Inoltre, anche se le proteine come il siero hanno un valore BV leggermente superiore rispetto alle fonti proteiche come la caseina (latte) o l'uovo, difficilmente queste piccole differenze influenzeranno i guadagni di massa nel lungo termine.

Tasso di efficienza della proteina (PER)

A volte il PER è usato per valutare le proteine e per rappresentare la quantità di peso guadagnata (in grammi) in confronto alla quantità di proteine consumate (in grammi). Per esempio, un PER di 2,5 significa che per ogni grammo di proteine assunte sono guadagnati 2,5 g di peso. Dato che nell'uomo è impossibile misurare il guadagno di peso in grammi, generalmente il PER è misurato negli animali giovani in crescita posti in una dieta il cui peso è composto per il 10% da proteine. Ciò solleva il dubbio se gli animali giovani, in crescita, rappresentino un buon modello per un uomo adulto. Anche se la Food and Drug Administration ha consigliato l'uso del PER della caseina come modello di riferimento per etichettare gli alimenti proteici 12 , alcuni autori hanno criticato l'uso del PER per calcolare i fabbisogni proteici dell'uomo.

Nessun metodo è inteso essere usato per determinare la qualità di proteine diverse per un bodybuilder adulto interessato all’aumento del tessuto muscolare.

Sebbene l'uso del PER per classificare le proteine per l'uomo sia discutibile, andrebbe detto che uno studio recente sugli animali ha scoperto che combinazioni di proteine animali (30%) e vegetali (70%) hanno un valore PER superiore a quello delle proteine animali o vegetali mangiate da sole 14 . Ciò può avere a che fare con la “combinazione” delle proteine per diminuire l'impatto dell'AA limitante. I soggetti che vogliono diminuire l'assunzione di proteine animali possono riuscire a raggiungere valori PER più alti con una combinazione di proteine animali e vegetali rispetto a chi mangia solo proteine animali.

Punteggio degli amminoacidi corretto per la digeribilità (PDCAAS)

Il PDCAAS è il nuovo metodo per misurare la qualità delle proteine. È stato anche indicato come sistema ideale per classificare le proteine in base alla loro capacità di soddisfare i fabbisogni dell'uomo 15 . Simile al punteggio chimico, classifica gli alimenti proteici relativamente a una proteina di riferimento data. In questo caso, il profilo di AA di riferimento è quello considerato ideale per i bambini di 2-5 anni 15 . Ciò ovviamente solleva immediatamente la domanda di quanto sia rilevante questo profilo AA per i bodybuilder adulti.

Comunque, il PDCAAS va oltre il punteggio chimico perché prende in considerazione la digeribilità di una certa proteina, dando al profilo di AA maggiore rilevanza per i bisogni dell'uomo. Cosa interessante, usando il metodo PDCAAS, insieme al modello di riferimento di AA proposto, le proteine precedentemente classificate come di cattiva qualità, come la soia, hanno ottenuto valutazioni qualitative migliori 16 . Ciò è più in linea con gli studi che mostrano che alcune proteine della soia purificate, come il Supro™ possono mantenere gli atleti nel bilancio azotato 3,16 . Anche in questo caso, l'uso del PDCAAS per classificare le proteine per i bodybuilder adulti è discutibile perché la fisiologia dell'allenamento con i pesi può influenzare i fabbisogni di alcuni amminoacidi (cioè glutammina, BCAA).

Riassunto della qualità delle proteine

Benché siano stati proposti molti metodi diversi per misurare la qualità delle proteine, nessuno è perfetto per la classificazione delle proteine per l'uso da parte dell'uomo. Anche se alcuni metodi di classificazione delle proteine si basano su quanto un animale cresce (ovvero il bilancio azotato raggiunto), questi metodi non danno informazioni sui fabbisogni specifici di amminoacidi o sulla sintesi proteica di un certo tessuto. Invece, si ottengono solo dati riguardanti la crescita di tutto il corpo.

Un'altra strategia per classificare le proteine è confrontare il profilo di AA delle proteine alimentari con una qualche proteina di riferimento. Precedentemente, sono state usate come riferimento le proteine alimentari come l'uovo o il latte ma recentemente per la classificazione delle proteine ci si è mossi verso l'uso di un modello di riferimento idealizzato di AA. Ciò presuppone che i veri fabbisogni di un certo AA siano conosciuti, come discusso nella sezione.

Infine, tutti i metodi per classificare la qualità delle proteine descritti sopra sono insufficienti per classificare le proteine per i bodybuilder. Sono usati principalmente per determinare i fabbisogni minimi per sostenere la crescita ottimale nei bambini (che differisce fisiologicamente dalla crescita vista nei bodybuilder perché gran parte del tessuto sintetizzato sono organi e non tessuto muscolare) o il mantenimento negli adulti. Nessuno di essi è inteso essere usato per determinare la qualità di proteine diverse per un bodybuilder adulto interessato all'aumento del tessuto muscolare (mantenendo altri tessuti del corpo).

Nella parte 3 di questa serie approfondiremo la questione della qualità delle proteine esaminando i fabbisogni di AA. In questo contesto saranno esaminate molte proteine alimentari. La parte 3 vedrà anche lo sviluppo di un modello cinetico fondamentale del flusso degli AA nel corpo, illustrando i vari destini che possono avere gli amminoacidi. Questo modello sarà usato per esaminare gli adattamenti che si verificano con assunzioni proteiche sia alte sia basse affinché sia possibile esaminare le strategie alimentari come la ciclizzazione proteica.

Riferimenti
1 National Research Council. Recommended Dietary Allowances, 10th ed. National Academy Press, 1989.
2 Moriarty, KJ et. al. Relative nutritional value of whole protein, hydrolysed protein and free amino acids in man. Gut (1985) 26: 694-699.
3 Young, VR. Soy protein in relation to human protein and amino acid nutrition. J Am Diet Assoc (1991) 91: 828-835.
4 Wagenmakers, AJM. Muscle amion acid metabolism at rest and during exercise: role in human physiology and metabolism. Exercise and Sports Science Reviews (1998) 26: 287-314.
5 Advanced Nutrition and Human Metabolism, 2nd ed. James L. Groff, Sareen S. Gropper, Sara M. Hunt. West Publishing Company, 1995.
6 Energy and protein requirements. Report of a joint FAO/WHO/UN expert consultation. WHO technical report series 724. Geneva: World Health Organizations, 1985.
7 Young, VR and El-Khoury, AE. Can amino acid requirements for nutritional maintenance in adult humans be approximated from the amino acid composition of body mixed proteins? Proc Natl Acad Sci USA (1995) 92: 300-304.
8 Millward, DJ. Metabolic demands for amion acids and the human dietary requirement: Millward and Rivers (1988) revisited. J Nutr (1998) 128: 2563S-2576S.
9 Pellett, PL and Young, VR. Nutritional evaluation of protein foods. United Nations University, 1980.
10 Poullain, MG et. al. Effect of whey proteins, their oligopeptide hydrosylates and free amino acid mixtures on growth and nitrogen retention in fed and starved rats. J Parenteral and Enteral Nutrition (1989) 13: 382-386.
11 Normal and Therapeutic Nutrition, 17th ed. Corinne H. Robinson, Marilyn R. Lawler, Wanda L. Chenoweth, and Anne E. Garwick. Macmillan Publishing Company, 1986.
12 Henley, EC. Food and Drug Administration's proposed labeling rules for protein. J Am Diet Assoc (1992) 92: 293-294, 296.
13 Young, VR. and Pellett, PL. Protein evaulation, amino acid scoring and the Food and Drug Administrations's proposed food labeling regulations. J Nutr (1991) 121:145-150.
14 Hernandez, M et. al. The protein efficiency ratio of 30:70 mixtures of animal:vegetabls protein are similar or higher than those of the animal foods alone. J Nutr (1996) 126: 574-581.
15 Food and Agriculture Organization and World Health Organization (1990) protein quality evaluation. Report of a joint FAO/WHO expert consultation. Food and agriculture organization of the United Nations, Rome, Italy.
16 Young, VR and Pellett, PL. Plant proteins in relation to human protein and amino acid requirements. Am J Clin Nutr (1994) 59 (suppl): 1203S-1212S.

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