Sport: acido fosfatidico, mTOR & co.

Sport: acido fosfatidico contro mTOR

La massa muscolare scheletrica comprende circa la metà della massa corporea ed è essenziale per la locomozione, la produzione di calore durante i periodi di stress freddo e il metabolismo generale. La massa muscolare scheletrica può essere aumentata dal carico meccanico come un programma di esercizi di resistenza. La risposta ipertrofica al carico meccanico può essere migliorata utilizzando strategie dietetiche, come l’ottimizzazione dell’apporto proteico e strategie di integrazione, come la fornitura di creatina monoidrato. A livello cellulare, il carico meccanico, l’assunzione di proteine ​​e diversi supplementi sportivi possono regolare il complesso mTORC1. Questo complesso proteico è costituito (principalmente) dalle tre subunità mTOR, Raptor e mLST8. mTOR forma il centro catalitico del complesso, essendo una proteina-chinasi che fosforila proteine cellulari regolatrici di alcune vie metaboliche. mTORC1 agisce come integratore di segnali di vari segnali ambientali e controlla la sintesi proteica, in particolare il processo di inizio della traduzione proteica, attraverso i suoi effettori a valle chinasi ribosomiale S6 (p70S6K1) e la proteina 4E della traduzione eucariotica 1 (4E-BP1).

La fosforilazione, e quindi l’attivazione, di p70S6K1 modula le funzioni dei fattori di inizio della traduzione, promuovendo la biogenesi del ribosoma e conseguentemente aumenta la capacità di sintesi proteica. L’altro substrato, 4E-BP1, inibisce l’inizio della traduzione dell’RNA messaggero prevenendo la formazione del complesso eIF4F che facilita il reclutamento della piccola subunità ribosomiale 40S all’estremità 5′ dell’mRNA. La fosforilazione di 4E-BP1 da mTORC1 provoca la sua dissociazione del filamento di mRNA e quindi allevia l’inibizione che pone sulla formazione del complesso eIF4F. Sono stati identificati diversi input che regolano mTORC1, come fattori di crescita (es. insulina e fattore di crescita  insulino-simile 1 [IGF-I], amminoacidi, stimoli meccanici e stato energetico. È interessante notare che la regolazione dell’attività di mTORC1 da parte di stimoli meccanici è stata suggerito essere mediata dalla formazione di acido fosfatidico (PA). Inoltre, l’amminoacido ramificato leucina, un importante regolatore dell’attività di mTORC1, si è scoperto possa attivare la fosfolipasi D1 (PLD1). Questo enzima scinde che idrolizza la fosfatidilcolina (PC) delle membrane cellulari producendo acido fosfatidico (PA).

Esso è un fosfolipide costituito glicerolo con due acidi grassi e un gruppo fosfato. I due acidi grassi sono attaccati a due atomi di carbonio vicini in posizione sn-1 e sn-2. L’acido grasso in posizione sn-1 è spesso saturo, mentre l’acido grasso in posizione sn-2 è spesso insaturo. La composizione lipidica del PA appare fondamentale nella sua capacità di attivare mTORC1. In particolare, la ricerca ha dimostrato che le specie di PA contenenti una o due catene di acidi grassi insaturi attivano mTORC1 nelle cellule di rene embrionale umano (HEK293), mentre le specie di PA saturo non hanno effetti significativi. Inoltre, in un confronto tra PA derivato dalla soia e PA derivato da uova, il PA derivata dalla soia era più efficace nell’aumentare l‘attività mTORC1, come notato dalla fosforilazione di p70S6K1 in mioblasti C2C12 in coltura. È interessante ipotizzare che il maggiore contenuto di acidi grassi insaturi del PA derivato dalla soia, rispetto al PA derivato dalle uova, sia alla base di questa differenza. Dato il ruolo apparente del PA nella regolazione di mTORC1, i ricercatori hanno valutato in uno studio pilota la sua integrazione in uomini addestrati alla resistenza, al fine di valutare il suo effetto su forza, spessore muscolare e accrescimento dei tessuti magri.

A seguito di questo studio pilota, diversi altri studi sull’uomo hanno anche valutato l’effetto della supplementazione di acido fosfatidico negli atleti. Poiché la ricerca in questo campo si sta evolvendo rapidamente, questa revisione tenta di fornire una panoramica completa della sua biosintesi, della sua farmacocinetica, dei suoi meccanismi di azione e dell’effetto sulla forza e sulla composizione corporea negli individui addestrati alla resistenza. Diversi studi hanno recentemente valutato gli effetti ergogenici del PA in uomini con resistenza allenata. Nel 2012, Hoffman et al. ha condotto uno studio pilota con sedici uomini addestrati alla resistenza. Gli uomini sono stati assegnati in modo casuale ad assumere 750 mg di PA al giorno o un placebo per 8 settimane. Durante queste 8 settimane gli uomini sono stati istruiti a seguire un programma di allenamento di resistenza senza supervisione di routine per 4 giorni a settimana. La composizione corporea (peso corporeo, massa corporea magra [LBM] e grasso corporeo), la forza (panca 1-RM e 1-RM squat) e le misurazioni di ultrasonografia (vasto spessore laterale e angolo di pennata) sono state effettuate prima e dopo il periodo di integrazione. Non è stata trovata alcuna interazione significativa tra i gruppi, sebbene sia stata rilevata una tendenza (p = 0,065) verso un’interazione significativa per il cambiamento della massa magra. Ciò ha indicato un probabile beneficio del PA per l’aumento di 1-RM squat e un beneficio molto probabile per l’aumento della LBM.

A seguito di questo studio pilota, Joy et al. hanno impiegato un disegno di ricerca simile in uomini addestrati alla resistenza (n = 28). Il dosaggio di PA era uguale a quello usato da Hoffman et al. e i partecipanti hanno seguito un programma di allenamento di resistenza ondulatorio di 3 giorni alla settimana, durante un periodo di integrazione di 8 settimane. Inoltre, in questo studio è stato controllato il tempo di assunzione di PA. L’integratore è stato assunto 30 minuti prima dell’allenamento (450mg) e immediatamente dopo l’allenamento (300mg) nei giorni di allenamento. Nei giorni di riposo, l’acido fosfatidico è stato assunto a colazione (450mg) e cena (300mg). Il gruppo PA ha ottenuto una quantità significativamente maggiore di massa magra (+2,4 kg) nel periodo di 8 settimane rispetto al gruppo placebo (+1,2 kg). Non sono state osservate differenze significative tra i gruppi per la pressa delle gambe 1-RM, la panca 1-RM e il cambio di massa grassa, sebbene quest’ultimo abbia mostrato una tendenza verso la significatività (p = 0,068).

Più recentemente, uno studio di Andre et al. ha anche studiato l’efficacia di dosaggi più bassi di PA (250mg e 375mg al giorno) combinati con l’allenamento di resistenza. Un totale di 28 uomini è stato randomizzato a un gruppo PA che ha assunto 250mg al giorno (PA250, n=9), 375 mg al giorno (PA375, n = 9) o un placebo (PLC, n=10). Analogamente alla ricerca precedente, i partecipanti sono stati addestrati alla resistenza e la composizione corporea, le dimensioni dei muscoli e la forza muscolare della parte inferiore del corpo sono state determinate prima e dopo il periodo di integrazione. Tuttavia, non è stata eseguita alcuna prova per la forza muscolare della parte superiore del corpo. L’unica differenza rispetto alla precedente ricerca è stata la tempistica dell’assunzione di integratori. Mentre Joy et al. e Hoffman et al. hanno fornito PA 30m prima e subito dopo l’allenamento, i partecipanti a questo studio hanno preso il supplemento 60 minuti prima dell’allenamento. Anche qui, la massa magra è aumentata quasi significativamente, ma non ci sono state variazioni importanti fra gli atleti ed il gruppo di controllo.

La carenza di significatività statistica può essere dovuta a discrepanza fra i diversi dosaggi utilizzati, possibilmente i più bassi sono stati insufficienti a innescare una risposta muscolare ottimale per la crescita. Sebbene tutti i partecipanti abbiano apportato miglioramenti in ciascuna misura di spessore e forza muscolare, non sono state riscontrate differenze significative tra PA e gruppo placebo. Tuttavia, esistono piccole differenze e Gonzalez et al. ha elencato le seguenti potenziali discrepanze: supervisione dell’esercizio fisico, progettazione del programma di resistenza, aderenza dietetica, selezione degli esercizi per valutare la forza massimale, tempi di ingestione del supplemento, metodi di valutazione dei cambiamenti nell’architettura muscolare e composizione corporea e stato di formazione dei partecipanti allo studio. Va anche notato che a causa delle piccole dimensioni del campione utilizzato in queste prove, un piccolo effetto potrebbe essere facilmente perso. L’arruolamento di coorti atletiche più numerose garantirebbe sicuramente una significatività statistica maggiore.

Sebbene il PA sia un fosfolipide presente nelle membrane delle cellule, la sua presenza nella dieta è trascurabile e sarebbe necessaria un’integrazione per qualsiasi potenziale beneficio ergogenico. Un dosaggio appropriato basato sullo stato attuale della ricerca sarebbe di 750mg integrato giornalmente. Un dosaggio inferiore sembra essere inefficace ad aumentare la massa magra o la forza. Non è ancora stato stabilito un momento ottimale di ingestione. Sembra quindi opportuno raccomandare tempi di ingestione in linea con gli studi che hanno dimostrato i benefici del composto negli atleti. Uno studio pubblicato qualche mese fa ha provato che l’attivazione di mTOR si ha con esercizi di resistenza da attività contrattile primaria sia in atleti nutriti prima dell’esercizio che non. Ma l’attivazione di mTOR è stata maggiore ad un’ora dal recupero per chi aveva mangiato prima dell’attività. Dato che l’PA viene idrolizzato prima dell’assorbimento della mucosa intestinale, e dopo viene riesterificato con gli acidi grassi delle cellule intestinali, la composizione di acidi grassi del pasto con cui viene assunto il PA potrebbe influenzarne l’efficacia.

  • a cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, Medico specialista in Biochimica Clinica.

 

Letteratura scientifica

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Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998. Specialista in Biochimica Clinica nel 2002. Dottorato in Neurobiologia nel 2006. Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hiopkins University, dal 2004 al 2008. Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata. Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sul sito salutesicilia.com.