Biochimica

La transaminasi (BCAT)

Gli aminoacidi ramificati hanno una transaminazione comune (abbondante nel muscolo scheletrico); c'è una transaminasi specifica per loro, la BCAT, che sottrae il gruppo amminico NH2. Questo verrà poi trasferito sul glutammato e poi sulla glutammina e l'alanina. Questa (la BCAT) è sempre attiva, ma aumenta se: - Aumentiamo le proteine esogene (dieta/integratori); - Se aumentiamo l'attività fisica prolungata, perché si attiva la degradazione delle proteine muscolari. Tolto l'NH2, si hanno 3 α-chetoacidi ramificati; c'è una deidrogenasi specifica per essi, la cosiddetta BCKDH (α-chetoacido ramificato deidrogenasi), che trasferisce gli aminoacidi sul CoA in modo da poterli ossidare. Tutte le transaminasi fanno questo (staccano gruppo aminico per attaccarlo da qualche altra parte). 3 Vie diverse l'una dall'altra: a) Dalla VALINA otteniamo METACRILIL-CoA -> molecola tossica, la formiamo fisiologicamente.

ma viene immediatamente trasformata da 2 enzimi in SUCCINIL-CoA–intermedio di Krebs, ovvero nel fegato può essere usato per la gluconeogenesi/glicogenesi.–forma

b) ISOLEUCINA un Acetil-CoA, utilizzabile in Krebs per produrre ATP (12) e CO₂–è (2). L’isoleucina forma anche un Succinil-CoA sia chetogenica che glicogenica.–solo –3

c) LEUCINA chetogenica Acetil-–Ciclo –maxCoA di Krebs 39 ATP in teoria (di cui 3 derivati dal NADH nella catena resp. In pratica sono 30 cit. Stefanelli)

N.B. Per questo motivo gli integratori con aminoacidi ramificati, la dose di leucina è doppia rispetto alle altre due, perché ha la resa maggiore a livello energetico.

LA CHETOACIDO DEIDROGENASI (BCKDH) processo in cui il chetoacido ramificato viene trasferito sul CoA–è per essere ossidato, reazione in cui NAD+ diventa NADH un complesso fatto da 3 enzimi (assomiglia alla piruvato deidrogenasi); è presente nei mitocondri (soprattutto del fegato e muscolo); Ha

due forme: una ATTIVA e una MENO ATTIVA. Cosa lo regola? O meglio, cosa favorisce il passaggio da forma meno attiva a forma attiva?

- INATTIVATA con attaccamento di un fosfato da una proteina chinasi

- ATTIVATA se viene staccato un fosfato da una proteina fosfatasi

PRINCIPI REGOLATORI:

È ATTIVATA DA:

- CHETOACIDI RAMIFICATI: (concetto della biodisponibilità). Se ho disponibilità di acidi ramificati la avrò di chetoacidi ramificati e la via si attiva (per averli: atleta + esercizio fisico prolungato)

- BASSI LIVELLI DI ATP: se ho bisogno di energia questa via me la forniscesi

- BASSO pH (acido): attività intense e prolungate attiva già anche se non tanto lunghe

- DEPLEZIONE GLICOGENO: quando i glucidi iniziano a ridursi serve una fonte energetica

Questi fattori (tipici dell’esercizio fisico) collaborano per rendere più o meno attivo questo catabolismo.

È DISATTIVATA DA:

- BASSI LIVELLI DI AMINOACIDI RAMIFICATI: altrimenti verrebbero

degradate proteine sarcomeriche;

DIETA POVERA DI PROTEINE: Stesso motivo, qui si ha un risparmio di aminoacidi; C'è SEMPRE produzione di AMMONIACA tipica dell'attività fisica: CATABOLISMO

In attività intense AMP (rapido aumento livelli ammoniaca) CATABOLISMO urea)

In attività aerobiche AMINOACIDI RAMIFICATI (aumento più graduale gluconeogenesi il CICLO GLUCOSIO ALANINA Durante esercizio fisico prolungato fegato può usare glutammina o alanina (mandate da muscolo insieme ad ammoniaca da espellere con l'urea) per produrre fegato muscolo). glicogeno da mandare al muscolo. Assomiglia al Ciclo di Cori del lattato (muscolo Quindi durante l'esercizio fisico ci dovrà sempre essere un grande scambio tra muscolo e fegato.

Domanda: la supplementazione di aminoacidi ramificati può essere utile dal punto di vista ergogenico e ipertrofico? Dal punto di vista ergogenico sono usate solo come supporto. Non

è mai stato dimostrato il loro ruolo energetico dal punto di vista ossidativo. Però, se ne assumo tanti, posso attivare la via catabolica prima e risparmiare glicogeno. Per questo può esserci affaticamento. Ma non vantaggio prestativo dimostrato.

Dal punto di vista ipertrofico: uso maggiore effetti (specialmente la leucina) queste molecole potrebbero attivare delle vie di segnalazione in t. muscolare per favorire l'ipertrofia. Favoriscono le diete IPERPROTEICHE ipertrofia grazie alla LEUCINA.

LEZIONE 5

METABOLISMO ED ESERCIZIO FISICO (AEROBICO)

Nelle attività particolarmente prolungate oppure quando c'è una disponibilità molto alta di aminoacidi il nostro organismo riesce ad utilizzare questi come substrato energetico (se sono in un regime dietetico - soprattutto dieta chetogenica - utilizzerò di più gli aminoacidi oltre che i grassi per l'attività fisica - ho poca disponibilità lipidica e glucidica -).

I glucidi e ilipidi (acidi grassi) sono i più importanti per l'attività fisica. All'aumento dell'intensità dell'esercizio dal riposo al 100% del VO2max (massimale) la percentuale di contributo di carboidrati (CHO) aumenta e invece il contributo energetico dei lipidi diminuisce. La curva del quoziente respiratorio (RER) arriva a 1 quando vengono utilizzati esclusivamente i glucidi ed invece è circa a 0,8 quando vengono consumati un mix di lipidi e glucidi. Quando facciamo un'attività fisica blanda o siamo a riposo mediamente si utilizzano di più i lipidi (70%) rispetto ai glucidi (30%). Man mano che aumenta l'intensità dell'esercizio aumenta il contributo dei glucidi e diminuisce quello dei lipidi, c'è un punto di equivalenza (tra il 50% e il 60% del VO2maX) che nei soggetti allenati corrisponde alla Soglia Anaerobica (anche se qui il soggetto non è molto allenato). Nel punto di equivalenza si vede un

aumento della curva glucidica e un decremento dellacurva lipidica questo perché aumenta il reclutamento delle fibre di tipo 2 (bianche) che sono fibre che sfruttano maggiormente i glucidi come substrato energetico negli esercizi ad alta intensità. I lipidi sono utilizzati anche dalle fibre di tipo 2 ma principalmente nelle attività blande o nel riposo e invece sono utilizzati in massima parte dalle fibre di tipo 1 (rosse) che nelle attività a grande intensità più di tanto non possono contribuire. Questo è quello che vediamo in risposta ad un esercizio negli esseri umani fisicamente attivi a digiuno, perché chiaramente la disponibilità di nutriente che avremo dopo un pasto influirebbe sulla scelta dei substrati. Man mano che si prolunga l'esercizio aumenta sempre di più il ruolo dei lipidi rispetto a quello dei glucidi. Quindi l'uso dei substrati dipende dalla loro disponibilità.

dall'intensità dell'esercizio e dalla durata di quest'ultimo. Aumentando la durata dell'esercizio aumenta l'utilizzo dei lipidi perché ad un certo punto non abbiamo più grandi riserve di glucidi e anche perché aumentano le concentrazioni di una serie di ormoni che favoriscono la LIPOLISI (mobilizzazione di acidi grassi dal tessuto adiposo). La lipolisi viene favorita anche all'interno del muscolo grazie alla mobilizzazione dei trigliceridi intramiofibrillari ma il tessuto che fornisce più acidi grassi è ovviamente il Tessuto adiposo.

La lipolisi è favorita dall'azione dell'ADRENALINA (i suoi livelli aumentano molto rapidamente in risposta all'esercizio) che attiva un enzima trigliceride-lipasi. Al proseguire dell'esercizio aumentano i livelli di GLUCAGONE (cala glicemia), di CORTISOLO - ormone dello stress - (favorisce la lipolisi), TESTOSTERONE e GH (anch'essi ad una

Certa intensità favoriscono la lipolisi). Una volta avviata la lipolisi gli acidi grassi del tessuto adiposo si riversano nel circolo ematico e il muscolo aumenta la captazione per essi grazie ai trasportatori degli acidi grassi muscolari (FABPpm, FAT/CD36, FATP). Quindi la concentrazione di acidi grassi nel sangue tende ad aumentare regolarmente mentre il glucosio all'inizio aumenta (catecolamine stimolano il fegato) ma poi diminuisce quando le scorte di glicogeno epatico si stanno esaurendo (più o meno 1 ora dopo l'attività aumenta di nuovo la gluconeogenesi). Il rilascio continuo di acidi grassi permette quindi al nostro organismo di sostenere attività prolungate più efficacemente.

Quando faccio un'attività aerobica prolungata ad intensità medio-alta (3-4 ore atleti d'élite maratoneti) l'energia deriva dal glicogeno muscolare, dagli acidi grassi del plasma, dal glucosio ematico e dai trigliceridi muscolari.

Inizialmente l'energia deriva circa per metà dai carboidrati (glicogeno muscolare) e per metà dai grassi (FFA plasma e trigliceridi muscolari). All'aumentare della durata dell'esercizio decrescono le concentrazioni di glicogeno muscolare e il glucosio ematico diviene la fonte primaria di energia proveniente dai carboidrati. Alla fine dell'attività la percentuale più grande di energia è fornita dagli FFA del plasma e dal glucosio che arrivano nel muscolo col circolo ematico perché le concentrazioni muscolari di questi due ad un certo punto sono scarse. Con l'aumentare del tempo aumenta anche il contributo di corpi chetonici e aminoacidi (specialmente se sei un soggetto allenato). Quindi con l'allenamento di tipo aerobico si utilizza tutto di più escluso il glucosio che se ne usa meno. DIFFERENZE DI GENERE (METABOLISMO e ESERCIZIO) Ci sono alcune differenze di genere per quanto riguarda i substrati utilizzati durante l'esercizio fisico.l'esercizio dettate dal differente assetto ormonale (ormoni sessuali testosterone – estrogeni). Questi due ormoni ricoprono un ruolo fondamentale nell'esercizio e gli estrogeni ricoprono un ruolo importante non solo nelle femmine ma anche nei maschi. Negli anni 90 negli USA furono iniziati una serie di protocolli dove si assegnavano attività fisiche (protocolli che duravano settimane o mesi) a soggetti con patologie croniche come diabete, sindrome metabolica associate a obesità. In percentuale si è visto che le femmine abbandonavano maggiormente l'attività fisica rispetto ai maschi. Ci si è chiesto se dietro questo abbandono ci siano anche dei motivi biochimici/fisiologici. Nei topi si è visto che la femmina fa più attività fisica volontaria rispetto ai maschi però se alla femmina venivano farmacologicamente o chirurgicamente diminuiti gli estrogeni, la femmina del topo, si eguagliava con il maschio. Ci sono