• Non ci sono risultati.

 

I  BCAA  svolgono  un  ruolo  importante  nel  cervello  sia  nel  regolare  il  metabolismo  dell’azoto,  sia  nella  sintesi  della  glutammina.  I  BCAA  passano  rapidamente  la  barriera  emato‐encefalica  scambiandosi  con  la  glutammina  e  sono  i  maggiori  donatori  di  azoto  per  la  formazione  di  glutammina  e  glutammato  nel  cervello  (Yudkoff  et  al.,  1994,  Yudkoff,  1997,  Daikhin  and  Yudkoff, 2000, Hutson et al., 2001, Yudkoff et al., 2005). Gli astrociti ossidano i  BCAA per formare i BCKA, in questo modo forniscono azoto amminico per il  pool  di  glutammato  delle  cellule  gliali  (Bixel  et  al.,  1997,  Bixel  et  al.,  2001).  I  BCKA traslocano nel citosol dei neuroni dove vengono riconvertiti in BCAA e  corpi  chetonici  (Bixel  and  Hamprecht,  1995).  Il  neurotrasmettitore  glutammato  è  rimosso  dal  liquido  extracellulare  dagli  astrociti  e  metabolizzato  a  glutammina  mediante  l’enzina  glutammina  sintetasi, 

36

responsabile  della  regolazione  della  concentrazione  di  questo  neurotrasmettitore.  La  glutammina  è  quindi  rilasciata  dagli  astrociti  e  riassorbita dai neuroni nei quali viene idrolizzata a glutammato e ammoniaca  dall’enzima  glutaminasi.  L’ammoniaca  così  prodotta  viene  utilizzata  per  la  sintesi di BCAA a partire dai BCKA. I BCAA sono successivamente rilasciati  nello  spazio  extracellulare  e  riassorbiti  dagli  astrociti,  completando  il  ciclo  BCAA‐Glutammato  (BCAA  –  shuttle;  Fig.  10).  Questo  ciclo  permette  la  regolazione della concentrazione del glutammato (Platell et al., 2000). È stato  osservato  che  eccessi  di  BCAA  o  dei  loro  derivati,  quali  l’ammoniaca,  sono  tossici  per  lo  sviluppo  del  sistema  nervoso  centrale  (Bachmann  et  al.,  2004,  Kasinski  et  al.,  2004).  Infatti,  questi  autori  hanno  dimostrato  che  in  coltura  cellulare un’esposizione all’ammoniaca prima del completo differenziamento  induce  un  alterato  sviluppo  assonale  colinergico  accoppiato  ad  un  decremento della creatina e della fosfocreatina, mentre un’esposizione di una  coltura già differenziata non porta agli stessi risultati.       Fig.10  Relazione che intercorre tra i BCAA, BCKA e la Glutammina tra i vari organi. (Da Hutson et  al., 2001) 

37

I BCAA funzionano da importante substrato energetico nel cervello (Hutson  et  al.,  2005)  e  sono  rapidamente  metabolizzati  dalle  cellule  neuronali  in  coltura  anche  quando  altri  substrati  energetici,  come  ad  esempio  il  glucosio,  sono presenti in abbondanza.  

L’integrazione  dei  BCAA  è  stata  considerata  importante  soprattutto  per  due  aspetti: 

• riduzione della fatica centrale causata da un allenamento intenso;  • riduzione  della  degradazione  proteica  del  muscolo  in  seguito 

all’allenamento. 

Un  aspetto  sicuramente  interessante  è  il  ruolo  che  diversi  ricercatori  attribuiscono  ai  BCAA  nel  determinare  una  riduzione  della  sensazione  di  fatica  durante  un  esercizio  fisico  prolungato  (Blomstrand  and  Saltin,  2001).  Fisiologicamente la fatica può essere definita come l’incapacità di mantenere  uno  sforzo  prolungato  e  può  essere  indicata  come  periferica  e  centrale.  Per  fatica periferica si intende la diminuzione della capacità di svolgere un lavoro  muscolare. Questo tipo di fatica coinvolge sia la trasmissione neuromuscolare,  sia  l’interazione  actina‐miosina  (Green  et  al.,  1995,  Davis  et  al.,  1998).  Sono  stati  identificati  diversi  fattori  responsabili  della  fatica  periferica,  come  la  diminuzione  nel  muscolo  del  glicogeno  e  della  fosfocreatina,  l’accumulo  di  protoni, la difficoltà di trasmissione neuromuscolare e l’aumento del lattato a  livello muscolare.  

Le cause molecolari della fatica centrale non sono ancora state chiarite ma una  delle  ipotesi  sarebbe  un  incremento  nel  sangue  della  concentrazione  di  triptofano (TRP) e quindi del neurotrasmettitore 5‐idrossitriptamina (5‐HT), o  serotonina,  e  che,  nei neuroni  coinvolti  nel  controllo  dell’attività  motoria  nel  cervello, può essere responsabile della fatica di tipo centrale. Si ritiene che la  variazione di concentrazione della serotonina cerebrale sia dipendente da un  aumento  del  triptofano  libero  plasmatico  e  sia  responsabile  dello  stato  di 

38

fatica  centrale  che  è  caratterizzato  da  sonnolenza,  malumore,  senso  di  stanchezza e difficoltà a proseguire l’impegno (Newsholme and Blomstrand,  2006). Poiché il triptofano è il precursore della sintesi di 5‐HT, un incremento  della  sua  quota  libera  (f‐TRP),  ovvero  non  legata  all’albumina  nel  sangue,  porta  ad  un  suo  maggiore  trasporto  attraverso  la  barriera  emato‐encefalica,  mediata  dal  sistema  di  trasporto  L1  specifico  per  gli  amminoacidi  neutri.  Infatti  la  concentrazione  di  serotonina  nel  cervello  aumenta  quando  vi  è  un  aumento del rapporto tra la concentrazione di f‐TRP e la concentrazione totale  dei  BCAA  nel  plasma  (Mizuno  et  al.,  2006).  È  stato  infatti  osservato  che  l’assunzione  di  BCAA  potrebbe  far  diminuire  il  rapporto  f‐TRP/BCAA  nel  plasma riducendo così la sintesi di 5‐HT (Newsholme and Blomstrand, 1996).   L’incremento  della  serotonina  si  verifica  principalmente  durante  un  allenamento prolungato per due ragioni: 

• i  BCAA  presenti  nel  sangue  vengono  ossidati  per  produrre  energia  durante la contrazione del muscolo scheletrico; 

• nel  plasma  la  concentrazione  di  acidi  grassi  aumenta,  parallelamente  all’incremento del f‐TRP, poiché competono entrambi per il legame con  l’albumina (Davis et al., 2000).  

Poiché  è  stato  osservato  che  l’aumento  degli  acidi  grassi  circolanti,  che  si  verifica  durante  un  esercizio  fisico  submassimale,  può  essere  parzialmente  bloccato da un’alimentazione ricca di carboidrati (CHO), sono state studiate le  conseguenze    dell’integrazione  alimentare  con  BCAA  associati  ai  carboidrati  sulla fatica centrale (Davis et al., 1992).  

È  stata  posta  l’attenzione  sull’integrazione  dei  BCAA  come  mezzo  per  prevenire  la  fatica  di  tipo  centrale  durante  un’attività  prolungate  quali  ad  esempio  lo  sci  di fondo,  le  maratone  o  le partite  di  calcio  (Blomstrand  et  al.,  1991, Newsholme et al., 1991). In una serie di studi e lavori successivi emerge  che: 

39

‐  somministrazioni  di  BCAA  da  7,5  a  21  g  prima  e  durante  l’esercizio  fisico,  inducono  in  alcuni  soggetti  un  miglioramento  nelle  prestazioni  sia  fisiche  (Newsholme et al., 1991) che mentali (Blomstrand et al., 1991).  

‐  non  si  evidenziano  differenze  significative  nelle  prestazioni  fisiche  né  un  miglioramento  della  fatica  di  un  gruppo  di  volontari  durante  attività  fisica  intensa a cui, 70 minuti prima dell’esercizio, sono stati somministrati 20 g di  BCAA,  rispetto  ad  un  gruppo  a  cui  era  stata  somministrata  una  soluzione  zuccherata (Varnier et al., 1994).  

‐  in  uno  studio  su  ratti  si  dimostra  che  la  somministrazione  di  alte  dosi  di  BCAA  causava  l’insorgenza  della  fatica  precocemente  rispetto  alla  somministrazione di sola acqua e glucosio (Verger et al., 1994). 

‐ alte dosi di BCAA possono essere in grado di ridurre la fatica centrale, ma  determinano  un  aumento  delle  concentrazioni  di  ammoniaca,    uno  dei  cataboliti  dei  BCAA,  che  si  sa  essere  tossica  per  il  cervello  e  i  muscoli  (van  Hall et al., 1995a, van Hall et al., 1995b, Kasinski et al., 2004).