Cos’è il bilancio dell’azoto?

Cos’è il bilancio dell’azoto?

Il Bilancio dell’Azoto è un termine utilizzato per descrivere il rapporto tra sintesi e degradazione proteica che subisce il nostro organismo

Cos’è il Turnover Proteico?

Il metabolismo proteico è un complesso di processi metabolici che possiamo ridurre al concetto di “turnover o ricambio proteico”

Il turnover proteico è la relazione che esiste tra la sintesi e la degradazione proteica, un bilancio positivo per la sintesi sarebbe categorizzato come “anabolismo”, rispetto a un maggior peso della degradazione che sarebbe considerata come “catabolismo”.

La realtà è che nelle cellule di tutti i tessuti organici entrambi i processi si alternano, sintesi/degradazione proteica come processo RED-OX (Riduzione-Ossidazione); il risultato netto finale di un periodo di tempo indeterminato concluderà con un risultato finale del processo.

Per molti anni è stato utilizzato il “bilancio dell’azoto” come metodo per quantificare il turnover proteico

Aminoacidi e Azoto

Gli aminoacidi costituenti le proteine e i peptidi possiedono atomi di Azoto, che è la misura più comunemente utilizzata per quantificare il contenuto proteico degli alimenti, infatti, l’AECOSAN utilizza spesso quantificazioni di proteine per volumetria applicando il metodo Kjeldahl che si basa sulla quantificazione della carica di azoto presente nell’alimento.

Questo porta indubbiamente a equivoci, poiché esistono molecole azotate non proteiche, semplicemente è un vuoto normativo.

Metodo Kjeldahl

Figura I. Reazioni che avvengono in ogni fase del metodo Kjeldahl per la determinazione del contenuto proteico negli alimenti

La tecnica del bilancio dell’azoto è stata utilizzata grazie alle sue caratteristiche non invasive, dove la procedura si riduce a quantificare l’azoto ingerito – l’azoto escreto; dove un bilancio positivo risulterebbe in PS (protein synthesis) > PB (protein breakdown), un bilancio neutro sarebbe PS=PB, e un bilancio negativo PS<PB.

Tuttavia, questa tecnica presenta forti limitazioni, come la validità della quantificazione dietetica, comportamenti non riportati, errori di misurazione e raccolta incompleta delle urine in 24h. (Halliday & Rennie, 1982)

È per questo che universalmente, più che altro da persone poco esperte nel campo, si riduce il turnover proteico al concetto di bilancio dell’azoto, essendo quest’ultimo un semplice metodo in più per cercare di stimare il metabolismo proteico.

Poortmans et al. (2012) ci mostrano che esistono più tecniche per quantificare questo:

  1. Non invasive
  • Somministrazione di 2H2O
  • Bilancio dell’azoto a corpo intero
  1. Invasive
  • Misurazioni del turnover proteico a corpo intero tramite la diluizione di marcatori di aminoacidi nel plasma (marcatori isotopici stabili)
  • Stima della misurazione della sintesi proteica del tessuto tramite la differenza artero-venosa
  • Altri metodi recenti poco validati.
Come possiamo vedere, esistono molteplici tecniche a questo scopo, essendo stato ridotto al bilancio dell’azoto per motivi pratici

Anabolismo e Catabolismo

La relazione tra sintesi proteica e degradazione proteica risulta nei processi anabolici/catabolici

Entrambi si alternano, per esempio, durante l’esercizio fisico estenuante predomina un processo catabolico, rispetto al periodo di recupero post-allenamento dove il processo anabolico prevale se c’è stata una nutrizione adeguata post-allenamento.

Il consumo proteico risulta cruciale per poter assicurare questo processo anabolico

Allo stesso modo, produrre un’aminoacidemia prolungata risulta nettamente superiore a produrre un rilascio acuto di aminoacidi nel plasma dove una percentuale di essi sarà ossidata, transaminata, e non utilizzata per funzioni plastiche

Cioè, il rapporto di digestione e assorbimento della proteina consumata risulta di grande importanza per produrre un bilancio proteico positivo

Assorbimento della proteina e rilascio di aminoacidi

Esiste un grande errore di concetto riguardo all’assorbimento proteico

Dove una grande percentuale della popolazione assicura che la coingestione di proteine con grassi e/o carboidrati produca un rilascio più prolungato di aminoacidi nel plasma. Qualcosa di completamente errato estrapolato dalla riduzione dell’IG dei carboidrati nella loro coingestione con altri nutrienti.

La realtà è che la digestione e l’assorbimento possono essere leggermente alterati, ma questo non produce alcun tipo di release nel rapporto di rilascio di aminoacidi, la loro biodisponibilità né la sintesi proteica miofibrillare.

Alimenti ricchi di proteine

Questo si traduce nel fatto che la cinetica di assorbimento (concetto estratto dalla farmacologia) proteica si riduce alla fonte alimentare e non alla combinazione di nutrienti in sé

È per questo che, in generale, salvo scopi specifici in momenti determinati come può essere nella nutrizione peri-allenamento, o nella rottura del digiuno notturno, ci interessa consumare proteine con una cinetica di assorbimento più lenta, in modo che il rilascio di aminoacidi sia graduale producendo uno stato di aminoacidemia prolungata e quindi minore ossidazione di aminoacidi

Fattori che determinano la qualità di una proteina

Ciò che determina la qualità di una fonte proteica, secondo quanto esposto nell’ISSNS (2005) da Hoffman & Falvo è:

  • La scala di valutazione proteica
  • Rapporto di efficienza proteica
  • Valore biologico
  • Percentuale di utilizzo netto
  • Digestibilità proteica corretta per punteggio di aminoacidi.

Per determinare la qualità di una fonte proteica si riduce alla ponderazione dei fattori precedenti

È per questo che le proteine vegetali, anche quelle che contengono un aminogramma completo “solitamente ottengono punteggi inferiori nel valore biologico, nell’utilizzo netto proteico, PDCAAS e nel rapporto di efficienza proteica, rispetto alle proteine di origine animale”.

Valutazione qualità delle fonti proteiche

Figura II. Tabella di valutazione della qualità proteica di diversi alimenti. Estratta da Hoffman & Falvo (2005)

È per questo che all’interno della classifica di qualità proteica, l’uovo e i prodotti lattiero-caseari sono quelli che ottengono i punteggi migliori. Tuttavia, quando parliamo di proteine di origine lattiero-casearia, sappiamo che non sono tutte uguali.

Esistono lattosiero (whey) e caseinato (calcio, sodico e caseina micellare, principalmente)

Concentrazioni di leucina nel plasma

Figura III. (A) concentrazioni di leucina nel plasma, (B) arricchimento del marcatore 2H3 in infusione I.V., e (C) arricchimenti del marcatore 13C somministrato oralmente, dopo un pasto costituito da proteina whey (studio 13C-WP) e caseina (studio 13C-CAS). Estratto da Boirie et al. (1997)

E come puoi immaginare, tutti hanno diversi rapporti di rilascio, essendo la proteina Whey quella che produce un rilascio di aminoacidi più rapido e meno prolungato rispetto alla caseina. (Boirie et al., 1997)

Evonight 2.0 di SportSeries

È per questo che l’uso di una proteina “mista”, conosciuta come proteine sequenziali, risulta una opzione molto adatta da utilizzare:

Beneficiamo del rilascio rapido di aminoacidi nel sangue del lattosiero e dell’aminoacidemia prolungata del caseinato

Per questo noi di HSN, abbiamo lanciato Evonight 2.0, una proteina a rilascio sequenziale le cui fonti sono:

  • Proteina del siero del latte (Concentrato e Isolato)
  • Albumina d’uovo
  • Caseinato e Proteina del latte

Combinando 3 fonti proteiche di altissima qualità, con diverse cinetiche di assorbimento, il che si traduce in una grande utilizzazione netta proteica, da fonti con alto valore biologico.

Il nostro interesse sarà mantenere per il maggior tempo possibile, uno stato di Bilancio dell’Azoto Positivo. Questo fatto è legato alla disponibilità di nutrienti che circolano nel nostro flusso sanguigno, cioè la presenza di aminoacidi.

Per raggiungere questo obiettivo, puntare su un tipo di proteina che ci permetta di fornire aminoacidi durante i periodi in cui non effettueremo alcuna assunzione alimentare sarà una strategia molto fattibile per favorire i nostri progressi e guadagni.

Favorire uno stato di Bilancio dell’Azoto Positivo sarà la chiave per ottenere un recupero ottimale, riparazione e crescita dei tessuti muscolari.

Una proteina che può essere consumata quotidianamente, in qualsiasi momento della giornata e non necessariamente di notte; una proteina tuttofare!

Stati del Bilancio dell’Azoto

Positivo

È lo stato ottimale affinché avvenga la crescita muscolare

È quando l’azoto assunto è maggiore di quello “uscente”. Fondamentalmente indica che il corpo si è recuperato correttamente dall’ultimo allenamento. Più alta è la capacità di trattenere azoto, più veloce è il processo di recupero.

Negativo

È lo stato peggiore per un bodybuilder, e si verifica quando la quantità di azoto persa è maggiore di quella assunta

Non è solo l’azoto ottenuto dai muscoli, necessario per la crescita, ma anche quello preso dagli organi vitali, e per questo può verificarsi un danno importante. Ovviamente, lo stato negativo del bilancio dell’azoto distrugge muscolo e presenta il corpo in stato catabolico.

Equilibrio

Questo stato sarebbe, per così dire, meno grave del precedente, soprattutto per il fatto di evitare il catabolismo, ma come succede, dove la stessa quantità di azoto escreta è uguale a quella assunta, rimaniamo allo stesso punto. Non ci sono guadagni di muscolo.

Dopo un allenamento, l’organismo assorbirà i nutrienti come una spugna, per questo si parla della finestra anabolica post allenamento, ma tale fenomeno non ha una durata determinata, bensì è il risultato proprio del fatto che il corpo voglia riparare il tessuto danneggiato il prima possibile

Come Ottenere un Bilancio dell’Azoto Positivo

Il principio fondamentale sarà consumare una quantità adeguata di proteine. Infatti, un consumo continuo durante la giornata di questo macronutriente è sufficiente per soddisfare questa premessa.

Se l’idea è mantenere questo bilancio, essendo il nostro obiettivo ottenere il massimo sviluppo, possiamo considerare il seguente schema:

  • Per minimizzare la degradazione muscolare durante l’allenamento, creeremo un aumento dell’insulina (ormone anabolico, che incrementa la captazione di aminoacidi e glucosio nelle cellule muscolari) mediante l’assunzione di una bevanda composta da carboidrati di facile assimilazione e aminoacidi o whey, circa 30-60 minuti prima dell’allenamento
  • Consumare la stessa miscela una volta terminato l’allenamento, favorendo così la sintesi proteica
  • Prima di dormire, rispettando la quantità di proteine giornaliera, assumere una bevanda composta da proteine a rilascio sostenuto
  • Riposare a sufficienza. Durante questo periodo avviene la creazione del tessuto muscolare, una volta terminato lo stimolo (allenamento)

Uomo che solleva bilanciere

Allenarsi in modo “anabolico”

L’allenamento di per sé è anabolico, poiché crea lo stimolo necessario per poi essere processato e indirizzare il corpo alla sintesi proteica, ma il senso di questo punto è organizzare l’allenamento per massimizzare tale stimolo.

L’idea, quando ci alleniamo per massimizzare il bilancio positivo dell’azoto, è stimolare la maggior quantità di fibre muscolari con la minor degradazione muscolare possibile

Una volta terminata la sessione di allenamento, i muscoli dovrebbero essere in stato anabolico, al fine di accelerare il bilancio positivo. Ma sessioni troppo lunghe lasciano il muscolo molto esausto, dando come risultato uno stato catabolico.

Per allenarsi in modo anabolico:

  • Allenarsi quando il corpo è completamente riposato dall’ultimo allenamento, cioè quando si trova in uno stato di bilancio positivo dell’azoto
  • Allenamenti (workout) brevi e intensi, con una durata intorno a 45-60 minuti
  • Prioritizzare esercizi base: squat, deadlift, push press, row, bench press, pull ups, …
  • Tornare ad allenarsi solo quando si è completamente recuperati
Dorian Yates e Mike Mentzer usavano il tipo di allenamento noto come “Heavy Duty”, con risultati che tutti possono apprezzare. Loro sicuramente si trovano in un bilancio positivo dell’azoto...

Fonti Bibliografiche

  1. Boirie, Y., Dangin, M., Gachon, P., Vasson, M. P., Maubois, J. L., & Beaufrère, B. (1997). Slow and fast dietary proteins differently modulate postprandial protein accretion. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 94(26), 14930–14935.
  2. Halliday, D., & Rennie, M. J. (1982). The use of stable isotopes for diagnosis and clinical research. Clinical Science (London, England : 1979), 63(6), 485–496.
  3. Hoffman, J. R., & Falvo, M. J. (2004). Protein – Which is Best? Journal of Sports Science & Medicine, 3(3), 118–130.
  4. Poortmans, J. R., Carpentier, A., Pereira-Lancha, L. O., & Lancha, A. J. (2012). Protein turnover, amino acid requirements and recommendations for athletes and active populations. Brazilian Journal of Medical and Biological Research = Revista Brasileira de Pesquisas Medicas e Biologicas, 45(10), 875–890. https://doi.org/10.1590/S0100-879X2012007500096
  5. Schoenfeld, B. J., & Aragon, A. A. (2018). How much protein can the body use in a single meal for muscle-building? Implications for daily protein distribution. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 15(1), 10. https://doi.org/10.1186/s12970-018-0215-1

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Su Alfredo Valdés
Alfredo Valdés
È specializzato in fisiopatologia metabolica e negli effetti biomolecolari dell'alimentazione e dell'esercizio fisico.
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