Fabbisogno proteico e sintesi proteica

(Aggiornato al 02/03/2022)

• Che funzioni hanno le proteine?
• Che differenza c’è tra anabolismo e catabolismo?
• Quanti grammi di proteine andrebbero assunti ogni giorno?
• Qual è il fabbisogno proteico di uno sportivo?
• Quando è necessario introdurre proteine?
• Quando le proteine sono troppe?

Sono solo alcune delle domande (per niente banali) che sportivi o persone attente all’alimentazione possono farsi riguardo al fabbisogno di proteine durante la giornata. In questo post cercheremo di rispondere a questi quesiti, partendo dai presupposti fisiologici che stanno alla base della sintesi proteica e riferendoci sempre alla letteratura scientifica internazionale; come sempre, cercheremo di avere un linguaggio il più facile comprensibili a tutti; buona lettura!

COSA SONO LE PROTEINE

Già nel nostro post dedicato all’alimentazione abbiamo visto come le proteine siano formate da diversi aminoacidi (che sono i “mattoni” che le compongono) uniti da legami detti peptidici; la sequenza di aminoacidi delle proteine presenti nel nostro corpo, è determinata dal codice genetico ed è definita come struttura primaria. Com’è possibile vedere dall’immagine a fianco, ogni proteina poi assume nello spazio caratteristiche geometriche date dalle interazioni degli stessi aminoacidi a formare la struttura secondaria e terziaria che le permette di avere la funzione (strutturale, enzimatica, regolatoria, ecc) biochimica per la quale è stata sintetizzata. Le proteine possono poi unirsi tra di loro (sempre per assolvere funzioni di tipo biochimico) a formare le strutture quaternaria, come ad esempio l’emoglobina. Nella slide sotto, tratta da una presentazione di Vittoria Patti, è possibile vedere le varie funzioni delle proteine.

Esistono 20 tipi di aminoacidi diversi che compongono le proteine, alcuni dei quali possono essere sintetizzati dal nostro corpo, mentre altri no; quest’ultimi sono 9, e sono detti essenziali, proprio perché devono essere “essenzialmente” introdotti con la dieta. Più avanti, vedremo l’importanza di questi nel considerare il fabbisogno proteico e il valore biologico. Alcuni degli altri 11 aminoacidi (quelli non essenziali) possono diventare “essenziali” in alcune condizioni patologiche o fisiologiche. È importante comprendere come le proteine ingerite con l’alimentazione vengano scomposte nell’apparato digerente in aminoacidi (o piccoli gruppi di essi); gli aminoacidi saranno poi assorbiti nell’intestino, fungendo da “mattoni” delle proteine sintetizzate “ex-novo” all’interno del nostro corpo. Esiste un continuo consumo e risintesi delle strutture proteiche del nostro organismo, che è definito turnover proteico; come vedremo di seguito, questo determina il catabolismo e l’anabolismo.

ANABOLISMO E CATABOLISMO

Prima di parlare di sintesi proteica, è necessario approfondire la differenza tra catabolismo ed anabolismo.

In parole più semplici, non è altro che il processo attraverso il quale i macronutrienti (carboidrati, grassi e proteine) permettono di ripristinare l’ATP (energia), cioè la molecola che consente la contrazione muscolare, la vita e la funzionalità delle cellule. Questo processo provoca una scissione/consumo dei macronutrienti.

Non è altro che il processo inverso del catabolismo, in grado di “ri-costruire” le sostanze disgregate durante il catabolismo.

Basandosi sulle definizioni di sopra, il catabolismo scinde i macronutrienti per ottenere energia (ad esempio per una corsa o per una partita di calcio), fungendo da stimolo all’anabolismo che, una volta finita l’attività fisica, permette di ripristinare le scorte energetiche. Attenzione, perché la semplificazione di sopra, ha bisogno di almeno 2 importanti precisazioni:

• La prima che nell’ambito dello sport, accanto al catabolismo è anche importante introdurre il concetto di “danno muscolare”. Se prendiamo ad esempio un calciatore o un maratoneta, dopo la partita o dopo una gara impegnativa, i loro muscoli degli arti inferiori avranno subito delle microlesioni dovute agli impatti ripetuti con il terreno e alla fatica; questi fenomeni non fanno parte del catabolismo (cioè non sono fenomeni associati al consumo energetico dei macronutrienti), ma sono importanti stimoli per l’anabolismo, cioè per “riparare” i danni creati.
• Il secondo aspetto importante è che l’anabolismo permette di “portare” l’organismo e le sue strutture (energetiche e muscolari) ad un livello superiore di quello di partenza (supercompensazione), a patto che l’alternanza tra carico (catabolismo+danno muscolare) e il recupero (anabolismo) siano corretti. È l’esempio tipico del carico di glicogeno o della teoria dell’allenamento in toto che permette all’organismo di migliorare le proprie prestazioni a seguito di un corretto regime allenante.

Spero che la semplificazione dell’immagine sopra permetta di comprendere al meglio la differenza tra anabolismo e catabolismo, soprattutto in relazione alla corretta metodologia d’allenamento; infatti, se l’alternanza tra carico (allenamento) e recupero non è ottimale, l’organismo non riuscirà a migliorare la propria funzionalità. Nell’immagine sotto riportiamo una semplificazione estremamente chiara (di Stelvio Beraldo tratta da bersport.org) di 3 esempi di perfetta o mancata relazione tra carico e recupero.

Concludiamo questo paragrafo con l’ultima importante annotazione; l’anabolismo indotto dall’allenamento può essere modulato anche da altri stimoli come l’alimentazione, l’ambiente (l’alta quota, l’ipertermia, la disidratazione, ecc.) ed altri fattori di natura psicologica o legati allo stato di salute.

PROTEINE E SINTESI PROTEICA

La sintesi proteica, si colloca all’interno del processo dell’anabolismo, in relazione alla costruzione/ricostruzione delle proteine. Andando a rivedere la seconda immagine di questo post (quella sulle funzioni delle proteine) sono ovviamente i primi 2 punti a cogliere la nostra attenzione cioè la funzione strutturale (muscoli, legamenti, ecc.) e quella enzimatica (metabolismi).

Appare quindi chiaro come le proteine abbiano un ruolo fondamentale nell’attività fisica, sia legato alle componenti neuromuscolari che a quelle metaboliche. Di conseguenza, l’attività sportiva genera quegli stimoli catabolici in grado di indurre successivamente l’anabolismo e migliorare la struttura e la funzionalità dello sportivo.

Ma come avviene la sintesi proteica? Senza addentrarci in approfondimenti che riguardano la biochimica, è sufficiente comprendere come i vari segnali corporei indotti dalla pratica sportiva inducono nel successivo recupero l’attivazione della sintesi proteica; questa, in vari step (in sinergia con altri sistemi come quello nervoso ed ormonale) e in presenza di un pool di aminoacidi sufficiente (ottenuti dalle proteine ingerite con l’alimentazione), indurrà la “ricostruzione” delle proteine consumate o danneggiate. Nell’immagine a fianco (tratta Proud 2008) è possibile vedere uno schema estremamente semplificato dell’interazione dei segnali che stanno alla base della sintesi proteica

Ma facciamo un esempio legato alla sintesi di proteine contrattili muscolari; per indurre ipertrofia muscolare, è necessario sollevare pesi con una o più metodiche che abbiamo queste caratteristiche:

• Elevata tensione MM per tempi sufficientemente prolungati, comunque tali da non esaurire precocemente le riserve di natura nervosa; in questo caso l’elevata tensione muscolare prolungata è un importante segnale per incrementare la massa muscolare.
• Micro-danno muscolare adeguato: tensioni elevate soprattutto in regime eccentrico (mentre il muscolo si allunga) provocano delle microlesioni che fungono anch’esse da segnale per la sintesi proteica.
• Stress metabolico: la concentrazione di diverse molecole (come l’acido lattico) ottenute dall’attivazione dei metabolismi (in particolar modo quello anaerobico) per produrre il lavoro muscolare necessario per lo spostamento dei pesi, rappresenta un ulteriore stimolo per la sintesi proteica.

Ricordiamo che quella delle proteine contrattili (cioè quelle che determinano l’ipertrofia di un muscolo) è solo una parte della sintesi delle proteine muscolari; altre proteine infatti sono responsabili delle vie metaboliche (enzimi) e delle strutture che permettono alla cellula di organizzarsi dal punto di vista compartimentale e funzionale.

COME SI MISURA LA SINTESI PROTEICA?

È un aspetto estremamente importante dal punto di vista scientifico, perché permette di comprendere e confrontare in ambito sperimentale, quali sono i migliori stimoli allenamenti e i migliori regimi alimentari (e di integrazione) che favoriscano la sintesi proteica. Ovviamente la maggior parte delle ricerche tende ad approfondire gli effetti sulle proteine contrattili (quelle che determinano l’ipertrofia), perché sono quelle più facilmente misurabili. La valutazione può avvenire a diversi stadi, ma quella più importante di tutte è la misurazione della massa muscolare e del diametro dei muscoli; è ovvio che questo tipo di rilevamento è in grado di percepire cambiamenti a lungo termine della composizione corporea e muscolare, quindi ha bisogno di protocolli sperimentali piuttosto lunghi.

Altri tipi di misurazione coinvolgono il bilancio dell’azoto (che vedremo successivamente), la concentrazione di alcuni ormoni (come testosterone o GH) e/o la concentrazione di altre molecole coinvolte nelle catene metaboliche della sintesi proteica; quest’ultime tecniche, sono comunque misurazioni indirette, in quanto non vanno verificare quella che è la crescita effettiva, ma rappresentano solamente un solo dato delle molteplici vie metaboliche che la influenzano; di conseguenza, questo tipo di misurazioni è incompleta, e di conseguenza non sufficiente ad indicare la reale sintesi proteica in atto.

IL FABBISOGNO PROTEICO

Arriviamo finalmente al punto di definire “quante proteine” servono per la sintesi proteica giornaliera* in base alle diverse variabili che possono influenzare questo dato (età, sesso, attività lavorativa, attività sportiva, ecc.). Il primo aspetto importante da definire, è che il fabbisogno proteico si misura in grammi di proteine su Kg di peso corporeo [g proteine / Kg di peso] necessarie al giorno.

*ATTENZIONE: le informazioni contenute sul nostro blog hanno esclusivamente scopo informativo, e in nessun caso possono costituire o sostituire parere e prescrizione medica e specialistica. Si raccomanda di chiedere sempre il parere del proprio medico curante e/o di specialisti prima di modificare il proprio regime alimentare e di integrazione!

Mensilmente vengono pubblicate ricerche in cui viene misurato in maniera diretta o indiretta il fabbisogno proteico in base ad un determinato stile di vita; in particolar modo è l’attività fisica nelle sue sfaccettature ad attirare l’interesse dei ricercatori, anche in virtù delle diverse tipologie di proteine che possono essere ingerite con la dieta e con l’integrazione.

• In ogni modo, è ormai universalmente riconosciuto (EFSA 2015) che per un adulto, sano e sedentario, il fabbisogno proteico (da fonti miste animali e vegetali) è di 0.83 grammi su Kg di peso corporeo. In ogni modo, studi recenti hanno confermato come il fabbisogno potrebbe essere leggermente superiore (1-1.2 grammi su Kg) di peso corporeo.  Visto che il fabbisogno è determinato principalmente dalla massa corporea, ad eccezione di quella grassa, per soggetti obesi è possibile utilizzare come peso di riferimento (per calcolare fabbisogno) quello relativo al peso ideale (normopeso) secondo sesso ed altezza.

Ma la sedentarietà non è la condizione ideale per il proprio stato di salute, in quanto è stato ampiamente dimostrato che tramite la pratica sportiva si migliora lo stile e l’aspettativa di vita. Proprio per questo, è necessario sapere quale debba essere il fabbisogno proteico per chi fa sport. Per quanto riguarda il fabbisogno degli atleti, i maggiori organi mondiali di medicina sportiva e nutrizione, periodicamente pubblicano le linee guida aggiornate in base alle ricerche più recenti. Ad esempio, l’International Society of Sports Nutrition nel 2017 ha stabilito una quota di fabbisogno proteico per atleti di 1.4-2 grammi/Kg di peso al giorno; l’ACSM (American College of Sports Medicine) ha stabilito 1.2-2 g/Kg, come l’ Academy of Nutrition and Dietetics e Dietitians of Canada sempre nel 2017.

• Si può quindi considerare che per gli atleti, il fabbisogno proteico giornaliero si assesti tra un valore di 1.2 e 2 g/Kg, a seconda dell’impegno energetico e anabolico della pratica sportiva. È ovvio che per atleti di un certo livello, è assolutamente necessaria la consulenza di personale qualificato in grado di personalizzare l’intero apporto dietetico in base alle caratteristiche del soggetto e dello sport effettuato.

Queste indicazioni ovviamente vanno prese “cum grano salis”, in quanto solo personale qualificato ( dietologo, dietista o nutrizionista) è in grado, con competenze e strumentazioni adeguate, di stabilire il preciso fabbisogno alimentare di un soggetto. Ricordo che la necessità di proteine può variare in base a situazioni fisiologiche (varie fasi della crescita o dell’anzianità) o patologiche particolari; in questi casi, deve essere il medico curante o lo specialista dal quale si è in cura a fornire le linee guida essenziali.

ALTRI FATTORI CHE CARATTERIZZANO L’ASSUNZIONE

Esistono variabili di cui ogni soggetto (soprattutto se pratica sport) deve tenere in considerazione quando si parla di apporto proteico, cioè la distribuzione della quota proteica per pasto, la qualità delle proteine e la tempistica di assunzione.

• Qualità delle proteine: nel secondo paragrafo abbiamo visto come sia importante accertarsi di assumere tutti gli amminoacidi essenziali in una sufficiente quantità per garantire una sintesi proteica adeguata. Nel prossimo post approfondiremo proprio questo argomento.
• Porzione di proteine realmente disponibile: nell’intestino tenue, in condizioni standard, viene assorbito circa il 95% degli aminoacidi digeriti all’interno dell’intestino, ad una velocità media di 5-10 grammi/ora, a seconda della fonte alimentare. Questi dati sono solamente indicativi, visto che l’intestino e tessuti annessi sono in grado di trattenere il 50% degli aminoacidi presenti nelle proteine ingerite; non solo, nel nostro organismo è presente anche un meccanismo di regolazione che facilita la digestione/assorbimento nel caso in cui il corpo abbia più bisogno di aminoacidi (e viceversa). In linea di massima, comunque è consigliato assumere 20-30 grammi di proteine a pasto e a porzione (quando necessarie; vedi punto successivo).
• Tempistica assunzione e dosaggi “fuori-pasto”: soprattutto per gli sportivi, è importante la distribuzione delle proteine anche nelle finestre temporali in cui la sintesi proteica è maggiore, come dopo lo sforzo e prima di andare a letto. Nel nostro post dedicato alla tempistica di assunzione, potete trovare tutti gli approfondimenti e i consigli necessari.

QUANDO LE PROTEINE SONO TROPPE

Il fatto che il fabbisogno proteico comprenda un limite minimo, è giustificato dal fatto che con quote inferiori a quelle raccomandate, non si riuscirebbe a soddisfare la necessità dell’organismo per il normale equilibrio fisiologico, per il recupero (nel caso si tratti di uno sportivo), per il mantenimento della massa magra e per la crescita. La definizione del limite massimo invece, è fondamentale per evitare che nel breve/medio/lungo termine un apporto eccessivo abbia conseguenze deleterie nei confronti dell’organismo. Essendo una materia molto discussa, abbiamo dedicato all’argomento un post intero, proprio per approfondire le argomentazioni dei detrattori delle diete iperproteiche e di chi invece le sostiene, per poi trarre le conclusioni con i dati provenienti dalla bibliografia scientifica.

FABBISOGNO PROTEICO E PERDITA DI PESO

I regimi dietetici finalizzati alla perdita di peso, implicano un apporto calorico giornaliero leggermente inferiore al proprio fabbisogno energetico, al fine di creare un piccolo gap calorico che nel tempo induca una perdita di peso prevalentemente a carico della massa grassa. Affinchè questo approccio sia efficace, è fondamentale che la dieta sia comunque equilibrata; in particolar modo l’apporto proteico, deve rimanere quello raccomandato in termini di “grammi/Kg di peso”, e non essere ridotto come avviene per le calorie totali. Non solo, una vasta mole di ricerche scientifiche ha dimostrato come incrementando l’apporto proteico in un regime ipocalorico, abbinato ad un lavoro con i pesi, è possibile di migliorare sensibilmente la composizione corporea (rispetto a chi assumeva meno proteine), cioè dimagrire migliorando il rapporto “massa magra/massa grassa”. La maggior parte di queste ricerche (vedi interessante review nel documento dell’Journal of the International Society of Sports Nutrition del 2017) ha utilizzato apporti proteici 2-3 volte superiori a quelli raccomandati per i sedentari, da considerare iperproteici; ricordo che preservare la massa magra in caso di dimagrimento non è solo importante ai fini estetici, ma anche per mantenere la funzionalità muscolare. Inoltre, la massa muscolare è la parte metabolicamente attiva dell’organismo, cioè quella che determina il metabolismo basale, e di conseguenza una parte significativa del consumo calorico giornaliero. Questi apporti proteici particolarmente elevati (superiori alle dosi raccomandate), se possono essere efficaci in termini di miglioramento della composizione corporea a breve termine, è possibile che possano avere effetti collaterali a medio-lungo termine, o addirittura a breve termine se esistono condizioni fisiologiche predisponenti (vedi paragrafo QUANDO LE PROTEINE SONO TROPPE). Lo stesso sito Examine.com, indica come sia fondamentale, nei regimi ipocalorici, preservare la massa magra, ma con un apporto di proteine pari a 2 g/Kg di peso (comunque inferiore ai regimi iperproteici), dando la preferenza a quelle ad alto valore biologico. A mio parere, se si vuole incrementare l’apporto proteico rispetto al proprio fabbisogno (vedi paragrafo specifico), è importante prima chiedere il parere a personale medico o specialistico (dietologo), e considerare l’attività fisica come un elemento fondamentale per il dimagrimento e per il benessere.

È NECESSARIO ASSUMERE INTEGRATORI A BASE DI PROTEINE PER SODDISFARE IL PROPRIO FABBISOGNO?

In base a quanto scritto nel nostro post dedicato all’integrazione, possiamo rispondere “dipende”! Partendo dal presupposto che prima di assumere integratori è sempre meglio sentire il parere di personale qualificato (come un dietologo o personale medico competente sull’argomento), possiamo affermare che se con l’alimentazione non si riesce a coprire il fabbisogno proteico, allora è possibile ricorrere all’integrazione. Prima di fare questo però, è necessario conoscere il proprio fabbisogno (magari chiedendo il parere di un dietologo) e cercare di coprirlo con l’alimentazione, per 2 motivi: il primo, perché in questo modo si instaurano buone abitudini (che partono dalla consapevolezza di quello che si mangia), e il secondo perché in questo modo è più facile coinvolgere e trasmettere queste competenze a chi ci sta vicino. A questo punto è facile intuire che il ricorso all’integrazione proteica diventa utile per motivi relativi alla logistica e alla digestione; in altre parole:

• L’integrazione può tornare utile quando non si riesce a coprire, con la dieta, il fabbisogno proteico giornaliero e/o la distribuzione di esso durante la giornata.
• Oppure quando per motivi legati alla digestione, non si riesce a mangiare una quantità sufficiente di proteine con la sola alimentazione, pur avendo la possibilità di distribuire correttamente i pasti.

Oggi le case produttrici di integratori mettono a disposizione dell’utente anche alimenti (barrette, snack, ecc.) arricchiti di proteine, in maniera tale da non dover usare solamente le polveri. Ma quali sono i prodotti migliori? Quali tipi di proteine è meglio utilizzare nei vari momenti della giornata? Nel post dedicato agli integratori di proteine, potete trovare tutte le risposte.

Andando alla pagina principale dedicata alla nutrizione, potrai trovare l’indice delle nostre risorse su alimentazione ed integrazione.

Autore dell’articolo: Luca Melli (melsh76@libero.it) preparatore atletico AC Sorbolo, istruttore Scuola Calcio A.S.D. Monticelli Terme 1960 ed Istruttore di Atletica leggera GS Toccalmatto.