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STRESS OSSIDATIVO, SPORT E ANEMIA

Il ferro è un elemento fondamentale per molte funzioni vitali sia negli organismi eucarioti sia per gli organismi patogeni procarioti.

La sua elevata capacità di accettare o donare elettroni, fa del ferro un prezioso cofattore dei processi metabolici. Tuttavia, ciò gli dona la possibilità di  reagire con l’ossigeno per generare delle specie reattive radicaliche, che possono danneggiare cellule e tessuti.

Pertanto, per il nostro organismo è fondamentale mantenere un controllo rigoroso sia sull’assorbimento, sia sulla sua distribuzione per far si che sia mantenuto il giusto livello del minerale per gli scopi vitali organici, ma prevenendo gli eventuali danni da stress ossidativo o la proliferazione microbica durante  i processi infiammatori.

Ovviamente L’aspetto che interessa noi per gli scopi di questo scritto è la possibile carenza di ferro rinvenuta in molti atleti assoggettati a sforzi intensi e prolungati in cronico. Ricordiamo per inciso che il mitocondrio è uno degli organelli cellulari più importanti per la generazione di radicali liberi.

La carenza di ferro può derivare da una serie di molteplici cause, tra cui la perdita di sangue, le carenze nutrizionale dovute ad un’insufficienza nell’assunzione dello stesso o all’inibizione nell’assorbimento di ferro da parte di determinati alimenti e/o composti quali calcio, fitati, tannini e inibitori della pompa protonica. La carenza di ferro che colpisce innanzitutto le riserve organiche di deposito del minerale , porta a sintomi aspecifici quali vertigini, debolezza e stanchezza.

Lo stress ossidativo, appare spesso come una co-morbidità alla carenza di ferro. Perché? Perché ad esempio durante l’infezione e/o l’infiammazione, quindi duranti episodi che accendono la via stressogena di risposta cellullare, il corpo tende ad assorbire meno ferro per privare i batteri invadenti di questo minerale fondamentale per il loro ciclo vitale.  Questo potrebbe condurre ad una condizione anemica e successivamente l’ipossia risultante,può peggiorare lo stress ossidativo attraverso cambiamenti pro-ossidanti, portando così ad una maggiore produzione di radicali liberi e stress ossidativo in generale. Un circolo vizioso.

Le specie reattive si formano come risultato dei normali processi metabolici lo abbiamo messo per inciso sopra, e il corpo umano è fortunatamente dotato di tutta una serie di meccanismi di disintossicazione che regolano la generazione dei ROS riuscendo a riparare anche gli eventuali danni indotti. Se però le specie radicaliche non riescono ad essere neutralizzate,come abbiamo già detto esse, possono danneggiare proteine, lipidi, acidi nucleici e altri importanti componenti cellulari.

Da dove parte il tutto?

Dalla reazione di  Haber-Weiss, una reazione chimica che produce radicali idrossilici (·OH)

innescata durante il processo di infiammatorio dopo il rilascio di ferro da parte della ferritina.

La reazione complessiva, catalizzata da ioni ferro, è la seguente:

  • O2 + H2O2 → ·OH + OH + O2

Si divide in due differenti fasi, in cui nella prima si ha la riduzione degli ioni ferrici a ioni ferrosi

Fe3+ + ·O2 → Fe2+ + O2

mentre nella seconda fase, nota come reazione di Fenton, si ha la formazione della specie altamente reattiva ·OH:

Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH + ·OH

 

Lo capiamo molto bene da questo schema il ruolo cruciale del ferro nella formazione dei ROS come donatore di elettroni. Ecco perché il corpo durante un evento infettivo/infiammatorio o nel momento in cui rileva elevate concentrazioni di radicali liberi organiche tanto da superare le proprie difese antiossidanti, reagisce e combatte cerando di privare il nostro organismo di questo importante minerale.

La regolamentazione negativa della ferroportina da parte dell’epcidina è ritenuta responsabile della carenza di ferro.

L’epcidina agisce come regolatore negativo sul rilascio di ferro da parte delle cellule, legandosi alla ferroportina, unico “exportatore” noto per il ferro, e provocando la sua’internalizzazione e degradazione.

Nell’immagine vediamo come il DMT1 sia assolutamente necessario per l’uptake di ferro alimentare di provenienza duodenale.  L’epcidina è prevalentemente prodotta dagli epatociti

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del fegato. Ebbene, la stimolazione della produzione di epcidina conseguente a  infiammazione o infezione causa internalizzazione e degradazione della ferroportina. In questo modo, il ferro può essere sequestrato

e legato alla ferritina, con seguente abbassamento della concentrazione sierica del ferro, proteggendo quindi il sequestramento da parte degli agenti patogeni per i quali come dtto risulta di fondamentale importanza.

Come si nota dall’ultima immagine la citochina pro-infiammatoria IL-6 attiva il segnale STAT 3 il quale in ultima fase promuove la trascrizione di epcidina.

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BCAA utili? Uno sguardo all’evidence based nutrition

Negli ultimi anni gli integratori di aminoacidi a catena ramificata (BCAA) sono diventati prodotti molto popolari. I sostenitori della supplementazione con BCAA sottolineano i numerosi benefici legati al recupero post esercizio intensivo;  Maggiore sintesi proteica (MPS) minore perdita proteica (MPB),protezione del sistema immunitario, aumentata ossidazione dei grassi,diminuzione dei dolori muscolare ecc ecc. Il razionale fisiologico, e le evidenze di studi su umani ben controllati, dietro queste affermazioni è spesso debole, se non addirittura completamente carente. L’infografica dell’ EFSA ci mostra le attuali posizioni circa le ipotesi sopra citate.

 

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Probabilmente l’idea più comune circa l’utilizzo dei BCAA è la maggior crescita muscolare se abbinata ad esercizio contro resistenza. Bene, ora l’immagine sottostante mostra come, il meccanismo metabolico per la crescita muscolare è dato semplicemente dalla differenza tra MPB e MPS. L’equilibrio tra i tassi di MPS e MPB in un determinato periodo di tempo determina se la massa muscolare è aumentata o diminuita. Semplice.Ci sono prove che i BCAA siano efficaci per la stimolazione di MPS e per l’inibizione della MPB provenienti da studi in vitro e su animali (da almeno gli anni ’70). Tuttavia, le prove dell’efficacia dei BCAA per l’ipertrofia muscolare negli esseri umani sono, nella migliore delle ipotesi, deboli e, equivocabili.

È chiaro a tutti che i BCAA o meglio la leucina sia di gran lunga il più importante stimolatore di mTOR, e quindi del percorso molecolare che accende MPS. Questa spesso, è la motivazione citata da chi sostiene la bontà dell’integrazione con BCAA per questi scopi. Ma a questo punto la domanda è.. quanto è efficace l’integrazione BCAA per la stimolazione di MPS in modo che la crescita muscolare sia realmente migliorata? Purtroppo, malgrado il potenziale dei BCAA di poter aumentare l’ipertrofia muscolare e malgrado anche le prove disponibili dagli studi su cellule e animali, vi è una mancanza di dati convincenti di studi su sani e giovani che si allenano contro-resistenze.

 

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Il problema con i supplementi BCAA, è che senza un adeguato apporto degli altri aminoacidi essenziali,non si abbiano tutti i componenti necessari per creare nuove proteine ​, e quindi non sia massima la stimolazione di MPS.

Oltre alla stimolazione di MPS, gli integratori BCAA vengono pubblicizzati come agenti in grado di alleviare i danni e il dolore muscolare. Ci sono alcune prove, tra cui uno studio pubblicato qualche anno fa,tuttavia, in quel studio non vi era alcun impatto sulla funzionalità muscolare. Quindi, con una riduzione anche relativamente modesta del dolore muscolare ma nessun impatto sulla migliorata funzionalità muscolare, non è chiaro come gli integratori BCAA potrebbero essere utili  per il recupero dopo esercizi intensi.

In sintesi, in linea generale, sulla base delle prove disponibili, la migliore raccomandazione nutrizionale per ottimizzare gli adattamenti, inclusa l’ipertrofia muscolare e migliorare il metabolismo ossidativo, resta quella di consumare una quantità di proteine ​​sufficienti di alta qualità (ovviamente inclusi BCAA). Al momento non crediamo che esistano prove sufficienti per raccomandare gli integratori BCAA per migliorare l’anabolismo muscolare o alleviare i danni muscolari o, in tal caso, per qualsiasi altra ragione.