Cosa sono i BCAA?

BCAA è l'acronimo di aminoacidi a catena ramificata. Si tratta di un gruppo di tre aminoacidi essenziali: leucina, isoleucina e valina.

Per chiarire alcuni concetti di base, gli aminoacidi sono i mattoni delle proteine. Il corpo umano utilizza 21 aminoacidi, molti dei quali possono essere sintetizzati dall'organismo stesso. Nove di questi aminoacidi, detti aminoacidi essenziali, non possono essere sintetizzati dall'organismo e devono essere assunti attraverso l'alimentazione. La leucina, l'isoleucina e la valina (ovvero i BCAA) sono tutti aminoacidi essenziali che dobbiamo assumere tramite l'alimentazione e/o gli integratori.

I BCAA si differenziano dagli altri aminoacidi sia per la loro struttura che per il loro metabolismo. Dal punto di vista strutturale, come suggerisce il nome stesso, i BCAA presentano catene ramificate su un lato.

Dal punto di vista del metabolismo, i BCAA sono particolari in quanto vengono metabolizzati prevalentemente nel tessuto muscolare, anziché nel fegato.

PUNTI CHIAVE

• I BCAA (aminoacidi a catena ramificata) sono un gruppo di tre aminoacidi: leucina, isoleucina e valina.

Quali sono le funzioni dei BCAA nell'organismo?

Se ti interessano l'allenamento della forza e l'alimentazione per lo sport, forse ti sei già imbattuto nei BCAA nel contesto degli integratori per la crescita muscolare.

Oltre a stimolare la crescita muscolare, i BCAA svolgono diverse altre funzioni fondamentali nell'organismo, tra cui la regolazione del metabolismo del glucosio nei tessuti e il controllo dei livelli di zucchero nel sangue.

Sintesi proteica

I BCAA fungono da elementi costitutivi delle proteine più grandi, comprese quelle che formano le fibre muscolari. Inoltre, i BCAA stimolano direttamente il processo di sintesi proteica muscolare, il che può portare ad un aumento della massa muscolare.

Ad esempio, la leucina stimola direttamente una cascata di reazioni chimiche nota come via di segnalazione mTOR, che porta alla sintesi proteica muscolare. Per saperne di più su questa via di segnalazione e sull'aumento della massa e della forza muscolare, consulta l'articolo " Sintesi proteica e ipertrofia (mTOR) ".

Oltre a stimolare la sintesi proteica, i BCAA inibiscono anche la degradazione delle proteine (un processo chiamato proteolisi). A questo proposito, si dice che i BCAA abbiano un effetto anabolico nell'organismo: favoriscono la formazione di molecole, cellule e tessuti.

Produzione di energia

I BCAA possono essere utilizzati dai muscoli come fonte di energia, in particolare quando le riserve di glicogeno sono scarse. Grazie a questo effetto, i BCAA diventano un'utile fonte di energia durante gli esercizi di resistenza di lunga durata.

Allo stesso modo, i BCAA forniscono energia in caso di digiuno, traumi e malattie.

Segnalazione cerebrale

I neurotrasmettitori sono molecole che trasmettono segnali nervosi da un nervo (o neurone) all'altro. Gli aminoacidi a catena ramificata (BCAA) vengono trasportati nel cervello e influenzano la produzione di vari neurotrasmettitori, tra cui la dopamina, la noradrenalina e la serotonina.

Allo stesso modo, i BCAA possono ridurre l'appetito influenzando il funzionamento dei circuiti cerebrali che regolano l'assunzione di cibo.

Regolazione del metabolismo del glucosio

I BCAA influenzano il nostro metabolismo del glucosio e il controllo dei livelli di glucosio nel sangue (glicemia). A questo proposito, è stato dimostrato che i BCAA facilitano direttamente l'assorbimento del glucosio nei tessuti, compresi il fegato e i muscoli scheletrici.

Inoltre, i BCAA possono stimolare la secrezione di insulina. L'insulina è l'ormone che permette al glucosio di essere assorbito dal flusso sanguigno e utilizzato dai tessuti.

Favorendo l'assorbimento del glucosio sia direttamente che indirettamente (attraverso il rilascio di insulina), i BCAA possono contribuire ad abbassare i livelli di glucosio nel sangue.

Tuttavia, alcuni studi dimostrano anche che un elevato apporto alimentare di BCAA e livelli elevati di BCAA nell'organismo possono compromettere la funzione dell'insulina. Ciò può causare un aumento dei livelli di glucosio nel sangue, con possibili effetti dannosi per la salute nel lungo periodo.

PUNTI CHIAVE

• I BCAA vengono spesso utilizzati come integratori per favorire la crescita muscolare e migliorare le prestazioni fisiche.
• I BCAA stimolano la sintesi proteica nei muscoli.
• I BCAA rappresentano un'importante fonte di energia per i muscoli durante gli esercizi di resistenza di lunga durata.
• I BCAA contribuiscono al controllo dei livelli di zucchero nel sangue.
• Livelli elevati di BCAA potrebbero inibire l'azione dell'insulina.

In che modo livelli elevati di BCAA influenzano il metabolismo del glucosio?

Diversi studi suggeriscono che livelli elevati di BCAA possano causare un fenomeno noto come insulino-resistenza. In questo caso, i tessuti non rispondono correttamente all'insulina e diventano insensibili ai suoi effetti. Di conseguenza, i tessuti hanno difficoltà ad assorbire il glucosio dal flusso sanguigno, il che può portare a livelli elevati di glucosio nel sangue.

L'insulino-resistenza è associata allo sviluppo dell'obesità, del diabete di tipo II e della sindrome metabolica (un insieme di fattori quali ipertensione, glicemia elevata, eccesso di grasso addominale e livelli anomali di lipidi nel sangue).

A questo proposito, è stato dimostrato che le persone affette da queste patologie presentano livelli tissutali di BCAA più elevati rispetto agli individui sani. Inoltre, alcuni studi indicano che livelli più elevati di BCAA sono associati a un rischio maggiore di sviluppare il diabete di tipo II.

Perché livelli elevati di BCAA causano insulino-resistenza?

Non è chiaro in che modo esattamente livelli elevati di BCAA causinol'insulino-resistenza. Sappiamo che i BCAA stimolano la via di segnalazione mTOR. Una stimolazione eccessiva di questa via può compromettere la segnalazione dell'insulina, portando a una minore sensibilità all'insulina.

Un'altra possibile spiegazione è che i BCAA interferiscano con il metabolismo (beta-ossidazione) degli acidi grassi nel tessuto muscolare. Ciò porta ad un accumulo di metaboliti intermedi, che compromettono la funzione dell'insulina e causano l'insulino-resistenza.

PUNTI CHIAVE

• Livelli elevati di BCAA possono causare insulino-resistenza.
• L'insulino-resistenza è una condizione in cui i tessuti sono meno sensibili agli effetti dell'insulina, rendendo loro difficile utilizzare il glucosio presente nel sangue.
• Livelli elevati di BCAA sono associati allo sviluppo del diabete di tipo II e dell'obesità.

Che cos'è il PPM1K?

Il PPM1K è un enzima il cui nome completo è: proteina fosfatasi 1K dipendente da Mg²⁺/Mn²⁺.

Regola l'attività di un altro enzima fondamentale: la BCKD (deidrogenasi degli α-chetoacidi a catena ramificata).

La BCKD è coinvolta nella degradazione e nel metabolismo dei BCAA. Data questa funzione, se l'attività della BCKD è ridotta, la quantità di BCAA degradati diminuisce, determinando un aumento dei livelli tissutali di BCAA.

PUNTI CHIAVE

• Il PPM1K è un enzima che influenza i livelli circolanti dei BCAA.

In che modo le varianti del gene PPM1K influenzano i livelli di BCAA?

L'enzima PPM1K è codificato dal gene PPMK1.

Un SNP (polimorfismo a singolo nucleotide) all'interno del gene PPMK1, identificato con il codice rs1440581, dà origine a due varianti diverse (o alleli): l'allele «T» e l'allele «C».

Alcuni studi indicano che l'allele «C» è associato a livelli più elevati di BCAA.

Il meccanismo attraverso il quale l'allele «C» del gene PPMK1 determini livelli più elevati di BCAA non è chiaro. È possibile che l'ereditarietà di questa variante genetica comporti una ridotta attività dell'enzima BCKD e, di conseguenza, una minore degradazione dei BCAA.

PUNTI CHIAVE

• L'allele "C" (rs1440581) del gene PPMK1 è associato a livelli circolanti più elevati di BCAA.

In che modo le varianti del gene PPM1K influenzano il metabolismo del glucosio?

L'allele «C» del gene PPM1K è associato a un maggiore grado di insulino-resistenza e a livelli più elevati di glucosio nel sangue.

Allo stesso modo, alcuni studi associano l'allele C a un aumento del rischio di diabete di tipo II.

Si ritiene che questi effetti sull'insulino-resistenza e sul rischio di diabete derivino dai livelli più elevati di BCAA associati all'allele «C».

Inoltre, i dati disponibili indicano che gli effetti dei BCAA sull'insulino-resistenza risultano più negativi quando si segue una dieta ricca di grassi.

PUNTI CHIAVE

• L'allele "C" (rs1440581) del gene PPMK1 è associato allo sviluppo dell'insulino-resistenza.
• L'allele "C" è associato a un rischio maggiore di diabete di tipo II.

In che modo le varianti del gene PPM1K influenzano la perdita di peso e la risposta alla dieta?

È stato dimostrato che alcune varianti del gene PPM1K influenzano la risposta dell'organismo a diverse diete. Questo fenomeno è noto in biologia come interazione gene-dieta.

Più precisamente, le varianti del gene PPM1K influenzano la perdita di peso e il miglioramento della sensibilità all'insulina in risposta a diete con diverso contenuto di grassi.

In un ampio studio clinico denominato " POUNDS LOST", 734 soggetti in sovrappeso e obesi sono stati suddivisi in diversi gruppi alimentari e seguiti per un periodo di due anni. I gruppi alimentari differivano per i rapporti giornalieri dei macronutrienti e, in linea di massima, potevano essere classificati come segue:

• Un gruppo con dieta ricca di grassi – i grassi rappresentano il 40% dell'apporto calorico giornaliero.
• Un gruppo che segue una dieta a basso contenuto di grassi – i grassi rappresentano il 20% dell'apporto calorico giornaliero.

I ricercatori hanno scoperto che i soggetti reagivano in modo diverso a una dieta ricca di grassi, a seconda delle varianti del gene PPM1K che avevano ereditato.

Come mostra il grafico sottostante, le persone portatrici di una o due copie dell'allele C (ovvero quelle con genotipo CC e CT, rispettivamente) hanno registrato una perdita di peso significativamente inferiore rispetto a quelle con genotipo TT in risposta a una dieta ricca di grassi.

Allo stesso modo, i soggetti con l'allele "C" hanno mostrato un miglioramento minore della sensibilità all'insulina quando hanno seguito una dieta ricca di grassi.

Al contrario, quando seguivano una dieta a basso contenuto di grassi, le persone con l’allele «C» (genotipi CT e CC) hanno reagito molto meglio, perdendo significativamente più peso nel corso di due anni rispetto a quelle con il genotipo TT. Ciò è illustrato nel grafico sottostante.

Inoltre, l’allele «C» è risultato associato anche a maggiori miglioramenti nella sensibilità all’insulina nel gruppo che seguiva la dieta a basso contenuto di grassi.

Un altro studio clinico, noto come studio NUGENOB (Interazioni tra nutrienti e geni nell'obesità umana: implicazioni per le linee guida alimentari), ha rilevato che l'allele «T» era associato a miglioramenti più significativi della funzione insulinica solo in risposta a una dieta ricca di grassi (in cui i grassi rappresentavano il 40-45% delle calorie giornaliere).

Entrambe queste scoperte suggeriscono che le persone con l'allele «C» potrebbero perdere più peso e registrare un miglioramento maggiore della sensibilità all'insulina seguendo una dieta a basso contenuto di grassi.

Al contrario, una dieta ricca di grassi potrebbe rivelarsi vantaggiosa per chi possiede due copie dell’allele «T», poiché queste persone potrebbero potenzialmente perdere più peso e mostrare miglioramenti più significativi nella sensibilità all’insulina.

PUNTI CHIAVE

• Gli studi dimostrano che l'allele «C» è associato a una maggiore perdita di peso e a un miglioramento della sensibilità all'insulina in risposta a una dieta a basso contenuto di grassi.
• È stato dimostrato che le persone in possesso di due copie dell’allele «T» presentano un miglioramento maggiore della sensibilità all’insulina in risposta a una dieta ricca di grassi.

‍