Biochimica - parte 2

CICLO DELL’UREA

Avviene per e per

alcune reazioni all’interno del citosol altre all’interno del

.

mitocondrio : Il , che deriva dal catabolismo delle proteine, che

gruppo amminico

NEL CITOSOL che entra nel mitocondrio.

si trasforma in glutammato !

: il -> Se la è un

glutammato entra nel ciclo dell’urea cellula

NEL MITOCONDRIO

. Se è una il

epatocita cellula muscolare glutammato non può venire smaltito

(in quanto non è attivo nei muscoli). Il quindi

tramite il ciclo dell’urea glutammato

viene .

esportato nel sangue per arrivare al fegato

In pratica, nel glutammato

l’azoto accumulato nei tessuti sottoforma di NH deve

2

(come alanina o glutammina)

arrivare nel fegato per essere smaltito nel ciclo

.

dell’urea

ciclo dell’urea

Il quindi .

avviene SOLO NEL FEGATO

Inizia , ma avvengono

all’interno dei mitocondri degli epatociti 3 reazioni nel

.

citosol

In condizioni particolari gli enzimi del ciclo dell’urea devono lavorare più

:

velocemente eccesso di gruppi amminici

= da smaltire

DIETA RICCA DI PROTINE

 demolizione delle proteine del

=

DIGIUNO, ATTIVITA’ FISICA PROLUNGATA

 muscolo e del fegato

per l’energia per nuovo glucosio.

La dell’urea avviene a

regolazione del ciclo livello dell’enzima carbamilfosfato

:

sintetasi I

l’enzima è dal sintetizzato a partire

attivato allostericamente N-acetilglutammato

da acetil-CoA e da glutammato in una reazione catalizzata dalla N-

.

acetilglutammato sintasi

La presenza della molecola che è

N-acetilglutammato indica nel mitocondrio

presente un da smaltire.

eccesso di glutammato

I sono controllati dalla concentrazione dei

rimanenti enzimi del ciclo dell’urea

.

loro substrati

Reazioni del Ciclo dell’Urea Come

Per produrre sono necessari .

una molecola di Urea 2 gruppi amminici

vengono introdotti i 2 gruppi amminici di azoto all’interno del ciclo? : da

Se i gruppi amminici arrivano al fegato

 dai tessuti come glutammina

glutaminase

una reazione di catalizzata dalla -> la

deaminazione

diventa . Quindi il

glutammina glutammato e gruppo ammonio primo azoto

entra nel ciclo come .

carbamilfosfato

L’altro atomo di azoto entra nel ciclo dell’urea che si è

grazie al glutammato

formato dalla glutammina. Il una reazione catalizzata

glutammato subisce

amminotransferasi con un’alfa-chetoacido,

dall’aspartato di transaminazione

che è -> il

l’ossalacetato glutammato trasferisce il suo gruppo amminico

che l’aminoacido corrispondente, ->

all’ossalacetato diventa l’aspartato

perciò scaricandosi del gruppo amminico

il glutammato torna ad essere alfa-

. Quindi il entra nel ciclo

chetoglutarato secondo azoto sottoforma di

.

aspartato : nel

Se i gruppi amminici provengono da una

 dieta o pasto ricco di proteine

fegato l’accettore dei gruppi amminici è il glutammato -> quindi si formano

. Il glutammato entra all’interno del mitocondrio e

alti livelli di glutammato

subisce :

2 destini differenti

1- Una molecola di glutammato glutammato

viene grazie alla

deaminata

deidrogenasi quindi viene strappato il gruppo amminico e si trasforma in

. In questo modo il si in

ammoniaca glutammato trasforma alfa-

.

chetoglutarato

Quindi, il entra nel ciclo dell’urea grazie alla

primo atomo di azoto

deaminazione della prima molecola di glutammato.

2- La seconda molecola amino-

può essere grazie all’aspartato

transaminata

transferasi, per formare

con l’ossalacetato aspartato e alfa-

. .

chetoglutarato Secondo atomo di azoto

Se i gruppi amminici provengono da un

 esercizio prolungato quindi dal

: entra e subisce un processo di

l’alanina nel fegato

muscolo (= trasferisce i gruppi amminici sull’alfa-chetoglutarato

transaminazione

che diventa glutammato e l’alanina si trasforma in piruvato). I due gruppi

quindi . E queste due molecole

amminci formano 2 molecole di glutammato

di glutammato subiscono lo stesso destino ( una deaminata per il primo

).

atomo di azoto, e la seconda transaminata per il secondo atomo di azoto

! entra nel ciclo sempre sottoforma di ,

IL PRIMO AZOTO CARBAMILFOSFATO

mentre entra sempre sottoforma di .

IL SECONDO AZOTO ASPARTATO

Successivamente il una molecola di

reagisce con

carbamilfosfato ornitina

formando . La e l’ escono dal mitocondrio e vanno

citrullina citrullina aspartato

.

nel citosol

Nel citosol la reagiscono insieme e vanno a formare una

citrullina e l’asparto

molecola di . Per essere unite queste due molecole viene

argininosuccinato

consumata l’ATP .

una molecola di ATP rompendo 2 legami fosforici diventa AMP

viene successivamente in e .

scisso

L’argininosuccinato arginina fumarato

all’enzima argininasi

viene grazie e

trasformata in

L’arginina ornitina si forma

.

una molecola di urea

Il rientra nel mitocondrio per -> subisce lo

tornare nel ciclo di Krebs

fumarato = mediante il quale il

Shunt Aspartato-Argininosuccinato meccanismo fumarato

viene che

reintrodotto nel Ciclo del Krebs per produrre la molecola di ossalacetato

serviva all’inizio del Ciclo dell’Urea: il , così

fumarato viene trasformato in malato

può entrare nel ciclo di Krebs, il quale viene trasformato in ossalacetato attraverso

.

l’ultimo passaggio del Ciclo di Krebs

Costo energetico del Ciclo dell’Urea

Il Ciclo dell’Urea ha un per poter smaltire i 2 gruppi amminici in

costo energetico

urea: molecole di nella reazione catalizzata dalla carbamilfosfato-sintetasi

- 2 ATP

 molecole di

- 2 ATP

 (perché anche se l’ATP produce AMP è come se fossero state

nella reazione dell’arginino-succinato sintetasi

usate 2 di ATP) nella reazione in cui il fumarato diventa ossalacetato

+ 1 NADH = + 2.5 ATP

 trasformazione di 1 glutammina o 2 alanine in urea

Il per la è di

consumo netto 1.5

.

ATP Integrazione di Arginina

nell’adulto è un (è solo

L’arginina a.a. semiessenziale essenziale durante lo

). Le sue funzioni sono:

sviluppo

Sintesi delle proteine

 vasodilatatorie

(proprietà * e di stimolazione

Precursore dell’ossido nitrico

 del sistema immunitario) (fegato)

Precursore della sintesi della creatina

 (gluconeogenesi)

Precursore del glucosio

 (in caso di infusione endovenosa o enterale).

Stimola la sintesi del GH



NB: viene prodotte nell’intestino (dai batteri)

rapidamente eliminata dalle arginasi

poco efficace l’integrazione per via orale.

o nel fegato ->

* La indotta dall’ossido nitrico migliora la prestazione sportiva

vasodilatazione

aumentando l’apporto di sangue, e quindi di ossigeno e di nutrienti, ai tessuti

impegnati nello sforzo.

Integrazione di Citrullina

È un (= non è tra i 20 che compongono le

alfa amminoacido non ordinario

proteine) (= può essere sintetizzato dal nostro organismo, non solo

non essenziale

nel ciclo dell’urea ma anche dalla ossido nitrico sintasi – NOS).

Svolge importanti funzioni nell’organismo umano come intermedio del ciclo

, per l’eliminazione dei gruppi amminici proveniente dal catabolismo delle

dell’urea

proteine. : particolarmente ricco il cocomero, soprattutto

Assunta attraverso la dieta

nell’involucro esterno verde.

Questa molecola, come , viene somministrata nella forma salificata con

integratore

-> . Attraverso il

l’acido malico ciclo dell’urea viene trasformata

citrullina malato

che .

in arginina genera NO (ossido nitrico) e determina la vasodilatazione

! più vantaggiosa

è dell’arginina, perché la citrullina non viene degradata a livello

.

intestinale

Recenti evidenze scientifiche suggeriscono come ,

l’integrazione di Citrullina

poiché viene convertita in arginina nel nostro organismo, aumenta i livelli ematici

. viene -> vasodilatatore.

di arginina L’arginina trasformata in ossido nitrico

La vasodilatazione indotta dal NO promuove un miglioramento della prestazione

sportiva aumentando l’apporto di sangue, quindi di ossigeno e nutrienti, ai tessuti

.

impegnati nello sforzo

NB: al contrario dell’arginina è poiché

efficace se somministrata per via orale non

.

viene eliminata nell’intestino e giunge al fegato dove viene convertita in alanina

determina:

L’aumento di biodisponibilità di arginina

Incremento della critical power (= intensità massima di esercizio che un

 atleta può mantenere per periodi di tempo compreso tra 20 e 60 min)

Miglioramento generalizzato della performance

 Aumento dei livelli del GH

 Riduzione dei tempi di recupero

 Riduzione dei marcatori di danno muscolare successivi all’allenamento fisico

 intenso

Integrazione di BCAA

o a catena ramificata (in inglese branched-chain amino acid

Aminoacidi ramificati

- BCAA) è un , ,

gruppo di tre aminoacidi essenziali Leucina, Isoleucina e Valina

che presentano una catena ramificata laterale.

La loro elevata presenza all'interno delle proteine muscolari, l'assenza di effetti

collaterali degni di nota ed il potenziale ruolo ergogenico e mioprotettivo, hanno

promosso l'uso dei BCAA tra sportivi di diverse discipline, sia di forza che di

resistenza, e tra gli amanti della cultura estetica.

Gli sono molto : carni e carni

alimenti di origine animale ricchi in BCAA

trasformate (affettati), latte di qualsiasi origine animale, formaggi e ricotte, pesce

bianco, pesce azzurro, molluschi, uova. : legumi, cereali (avena,

Gli alimenti di origine vegetale sono più poveri in BCAA

frumento, segale, mais, riso, teff, orzo, farro, sorgo ecc) e pseudocereali

(amaranto, quinoa ecc) apportano BCAA in quantità e rapporto meno rilevanti

rispetto ai cibi di origine animale.

Essendo presenti nel cibo -> .

non sarebbe necessaria l’integrazione

Perché si usano? , i BCAA vengono utilizzati in .

In ambito clinico particolari condizioni patologiche

, l’integrazione

Dato l'elevato turn-over proteico dei tessuti in attiva rigenerazione

di BCAA viene , e in

utilizzata nelle fasi di recupero dopo grandi traumi e ustioni

caratterizzati da un

alcuni stati progressivo decremento della massa magra

(cachessia e sarcopenia).

Interesse dei BCAA nello SPORT

Sono .

 presenti in alta concentrazione nel muscolo scheletrico e cardiaco

Il loro interesse nello sport è legato alla

 incapacità del fegato di

e pertanto essi vengono

metabolizzarli dirottati e catabolizzati nel

muscolo:

I BCAA arrivano nel sangue e grazie al sangue arrivano nel muscolo dove

entrano: = possono essere utilizzate per l’ ANABOLISMO

 FASE POST-ESERCIZIO

. La supplementazione di BCAA dopo l’esercizio con i

delle PROTEINE

pesi ha dimostrato di aumentare l’attività di una proteina coinvolta

quindi nella crescita muscolare.

e

nella sintesi proteica = vengono per essere

transaminati

 FASE PRE O DURANTE ESERCIZIO

trasformati in scheletro di carbonio e glutammato. Perciò i BCAA

vengono utilizzati, in particolare il loro scheletro carbonioso, per

produrre energia (perché il loro scheletro di carbonio entra nel Ciclo di

Krebs), in modo da preservare le proteine muscolari -> quindi,

.

previene il CATABOLISMO

In quindi i vengono :

ambito sportivo BCAA utilizzati *

Come – prima della prestazione

 substrato energetico

Per indotti dall'esercizio fisico intenso – prima,

 ridurre il danno muscolare

durante e dopo la prestazione (il muscolo in mancanza di carboidrati può

consumarli in modo preferenziale per produrre energia, preservando il

tessuto contrattile)

Per – dopo

 accelerare i tempi di recupero e ottimizzare la crescita muscolare

la prestazione

Per – prima, durante e dopo la

 ridurre la sensazione di fatica centrale

prestazione, migliora il carico di lavoro sopportabile

* BCAA come fonte energetica e nel recupero

Il a scopo energetico si verifica

catabolismo degli aminoacidi già nelle prime fasi

e acquisisce dello stesso.

dell'esercizio sempre più importanza con il perdurare

fonte energetica,

Come l‘ integrazione dei BCAA permette di ridurre il consumo

che altrimenti verrebbero impiegate per produrre

delle proteine muscolari

l’energia necessaria alla contrazione.

recupero:

Nel l’integrazione con i BCAA permette il ripristino

dovuto in modo particolare alla leucina

, che

strutturale/funzionale delle miofibrille

potenzia la sintesi proteica in modo proporzionale all'intensità dello sforzo

muscolare affrontato.

In commercio sono presenti integratori di :

BCAA di diverso tipo

del complesso

 Associati a vitamine B

Con differente composizione quantitativa dei singoli aminoacidi:

 • (Leucina:Isoleucina:Valina), con rapporti di Leucina doppi

BCAA 2:1:1

rispetto alla Isoleucina e alla Valina

• , con rapporti quadrupli per la Leucina

BCAA 4:1:1

• , con quantità di Leucina 8 volte superiori a quelle di

BCAA 8:1:1

Isoleucina e Valina.

Le sono indicate per le

formulazioni con maggiori concentrazioni di Leucina

migliorare il recupero muscolare post-esercizio.

per

discipline ad alta intensità

Attività citoprotettiva dei BCAA sulle fibre muscolari

e conseguente rilascio nel sangue di

l'attività fisica intensa determina citolisi

enzimi endocellulari come , che fungono

la lattato deidrogenasi e creatina kinasi

da .

marcatori di danno muscolare

Si è osservato che il assunto

BCAA preallenamento riduce i livelli ematici dei due

e quindi ha una che riduce il danno muscolare

marcatori azione citoprotettiva

indotto dall'esercizio fisico intenso.

Dosaggio dei BCAA

FAO

La consiglia di assumerli in rapporto di 2:1:1

Leucina 40 mg/kg/die

 Isoleucina 23mg/kg/die

 Valina 20mg/kg/die



Fabbisogno giornaliero 83 mg/kg/die

Per una di 70 Kg corrispondono a .

persona normale 6 g/die

Per un il valore viene raddoppiato ( ).

atleta 10-12 g/die

di BCAA viene frazionata

L'assunzione

a. Somministrazioni:

: 0,18 - 0,25 g\kg\die – prima, durante o

Sport di Potenza

dopo l'allenamento; prima del riposo notturno.

b. Somministrazioni:

(Endurance): 0,17 - 0,20 g\kg\die –

Sport di Resistenza

30 - 60' prima dell'attività; ogni 30' di attività; al termine dell'esercizio.

c. Somministrazione:

: 0,15 - 0,17 g\kg\die – prima e dopo

Sport Misti

l'allenamento. - serve a fornire un necessario per

Razione pre-allenamento supporto ergogenico

delle proteine muscolari associato all'allenamento intenso

ridurre il catabolismo

per cui svolge un .

ruolo mioprotettivo e riduce la sensazione di fatica

- efficace nel e la

Razione post-allenamento sostenere la sintesi proteica ripresa

durante la fase di recupero.

funzionale/strutturale del muscolo

Effetti collaterali, Controindicazioni e Precauzioni d’uso

: i BCAA sono .

Effetti Collaterali generalmente sicuri e ben tollerati

NB: un recente studio, tuttavia, indica un aumento di mortalità in pazienti con

sclerosi laterale amiotrofica (SLA) sottoposti a terapia con elevate dosi di BCAA.

: da in caso di

Controindicazioni non assumere ipersensibilità a qualsiasi

nei rari .

componente dell'integratore e casi di deficit enzimatici congeniti

: l'uso dovrebbe avvenire sotto stretta

Precauzioni per l'Uso supervisione medica

durante la gravidanza ed il successivo periodo di allattamento al seno e nei

soggetti con encefalopatia epatica, grandi ustioni, traumi estesi, insufficienza

renale, epatopatie di grado severo e patologie come la SLA.

Nonostante l'ampio uso degli integratori di BCAA in ambito sportivo, una dieta

potrebbe agevolmente anche i più

sana ed equilibrata soddisfare fabbisogni

praticamente inutile la supplementazione aggiuntiva.

esigenti, rendendo

Integrazione di Taurina

La taurina è un , (acido amminoetansolfonico) isolato per la prima

aminoacido Non viene incorporata nelle proteine

volta dalla bile di toro (da cui il nome).

umane.

è essenziale per la (nel fegato), riversato con la bile

sintesi degli acidi biliari

 nell’intestino dove è fondamentale per la digestione dei grassi e delle

vitamine liposolubili. svolge inoltre un

Insieme allo Zinco ruolo protettivo

per il benessere della .

vista

è particolarmente nell’organismo umano a livello del

concentrata tessuto

 retina, nei globuli bianchi e nelle

, nella

nervoso, cardiaco e muscolare

piastrine.

Il nostro è in grado di

corpo sintetizzarla nel fegato a partire da metionina e

(in di vitamina ).

cisteina presenza B6

Viene assunta con l’ attraverso i (uova, carne,

alimentazione cibi di origine animale

pesce, frutti di mare, latte e latticini); negli di origine .

assente alimenti vegetale

In .

condizioni normali non è necessario assumerla con integratori

In caso di o in

carenza degli aminoacidi precursori particolari condizioni

(malassorbimento, ridotta sintesi per patologie di origine genetica,

patologiche

perdita eccessiva di acidi biliari, come in caso di fibrosi ci