Introduzione:

Detesto parlare di argomenti già largamente dibattuti in altra sede, ma in questo caso, parlare in modo dettagliato di proteine vegetali e tasso di sintesi proteica correlato mi è sembrato in un certo senso doveroso. D’altra parte, non tollero gli slogan universalistici dei “nazivegani” e nemmeno quelli dei “paleonazi”. Indi per cui, eccomi qui, ad usare una recentissima e ottima review intitolata “The Anabolic Response to Plant-Based Protein Ingestion”, realizzata da Philippe J. M. Pinckaers, Jorn Trommelen, Tim Snijders & Luc J. C. van Loonche, la quale ci fornisce la bibliografia scientifica corretta per trattare nel migliore dei modi l’argomento in questione.

Il fatto che ci sia una palese e crescente tendenza globale di interesse verso le diete a base vegetale non è oggetto di dubbio alcuno. Ciò include un aumento del consumo di proteine ​​di origine vegetale a scapito delle proteine ​​di origine animale. Le proteine ​​di origine vegetale sono ora frequentemente utilizzate anche nell’alimentazione sportiva. Finora, sappiamo che l’ingestione di proteine ​​di origine vegetale, come le proteine ​​della soia e del grano, determina una riduzione delle risposte di sintesi proteica muscolare post-prandiale rispetto all’ingestione di una quantità equivalente di proteine ​​animali. Le minori proprietà anaboliche delle proteine ​​vegetali rispetto a quelle di origine animale possono essere attribuite alle differenze nella loro digestione ​​e nella cinetica di assorbimento degli amminoacidi che le compongono, nonché alle differenze nella composizione degli amminoacidi tra queste fonti proteiche. La maggior parte delle proteine ​​vegetali ha un basso contenuto di aminoacidi essenziali e spesso è carente di uno o più aminoacidi specifici, come Lisina e Metionina. Tuttavia, ci sono grandi differenze nella composizione degli amminoacidi tra varie proteine ​​di origine vegetale o fonti proteiche di origine vegetale. Finora, solo pochi studi hanno confrontato direttamente la risposta di sintesi proteica ​​muscolare a seguito dell’ingestione di una proteina di origine vegetale rispetto a una proteina di origine animale di alta qualità. Le proprietà anabolizzanti inferiori proposte delle proteine ​​di origine vegetale rispetto a quelle di origine animale possono essere compensate da:

  1. consumando una maggiore quantità di proteine ​​di origine vegetale o fonte di proteine ​​di origine vegetale per compensare la qualità inferiore;
  2. utilizzare miscele specifiche di proteine ​​vegetali per creare un profilo aminoacidico più equilibrato;
  3. fortificare la proteina (fonte) a base vegetale con l’amminoacido/i libero/i specifico/i che è/sono carente/i.

Sono necessari studi clinici per valutare le proprietà anaboliche delle varie proteine ​​di origine vegetale e delle loro fonti proteiche in vivo nell’uomo e per identificare i fattori che possono o meno compromettere la capacità di stimolare i tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale. Tale lavoro è necessario per determinare se la transizione verso una dieta più a base vegetale sia accompagnata da una transizione verso un maggiore fabbisogno di assunzione di proteine ​​nella dieta.

Una singola sessione di esercizio contro resistenza aumenta i tassi di sintesi proteica muscolare e, in misura minore, i tassi di degradazione proteica muscolare [1]. Tuttavia, il bilancio proteico muscolare netto non diventa positivo a meno che non vengano forniti aminoacidi esogeni [2]. L’assunzione di proteine ​​nella dieta aumenta i tassi di sintesi proteica muscolare a riposo [3,4,5] e aumenta ulteriormente i tassi di sintesi proteica muscolare durante il recupero dall’esercizio [2, 6, 7]. Diversi studi hanno dimostrato che oltre alla quantità di proteine ​​[8,9,10,11], la cinetica di digestione e assorbimento [12] e la composizione aminoacidica di una proteina (fonte) [13,14] determinano in gran parte la risposta di sintesi proteica muscolare correlata all’alimentazione. La risposta sintetica delle proteine ​​muscolari all’ingestione di proteine ​​può, quindi, variare sostanzialmente tra le diverse fonti di proteine ​​alimentari [13,14,15,16,17]. La risposta differenziale delle proteine ​​muscolari sintetiche all’alimentazione dipende in gran parte dall’aumento post-prandiale delle concentrazioni plasmatiche di aminoacidi essenziali [5], con particolare importanza delle concentrazioni plasmatiche di Leucina [18,19,20,21,22,23,24] . L’aumento post-prandiale degli amminoacidi circolanti e il successivo aumento della velocità di sintesi proteica muscolare sono regolati su vari livelli, che vanno dalla digestione delle proteine ​​alimentari, all’assorbimento degli amminoacidi, al sequestro degli amminoacidi splancnici, alla perfusione tissutale post-prandiale, all’assorbimento degli amminoacidi da parte del muscolo e l’attivazione del processo di sintesi delle proteine muscolari [4, 25]. Ad oggi, la maggior parte degli studi si è concentrata sulla valutazione della risposta sintetica delle proteine ​​muscolari post-prandiale con fonti quali proteine ​​del latte [15, 17, 21, 26,27,28,29,30,31] e della carne [10, 32,33,34]. Il sostanziale aumento dei tassi di sintesi proteica muscolare osservato a seguito dell’ingestione di queste proteine ​​o fonti proteiche è stato attribuito al rapido aumento post-prandiale delle concentrazioni plasmatiche di aminoacidi essenziali circolanti.

Con la popolazione mondiale che si prevede raggiungerà circa 9,6 miliardi entro il 2050, la produzione di quantità sufficienti di alimenti convenzionali a base animale e ad alto contenuto proteico per soddisfare la domanda globale di proteine ​​alimentari potrebbe non essere più auspicabile o fattibile. Le società occidentali benestanti mostrano una forte tendenza nella transizione verso una dieta più a base vegetale [35]. Ciò include un aumento del consumo di proteine ​​di origine vegetale a scapito delle proteine ​​di origine animale. Sebbene il mercato attuale offra già un’ampia selezione di proteine ​​​​di origine vegetale e fonti proteiche di origine vegetale, vi è una scarsità di studi che hanno valutato la biodisponibilità e le proprietà anaboliche delle proteine ​​​​di origine vegetale [13, 14, 16, 36 ,37,38]. Alcuni [14, 16, 36], ma non tutti [13, 37, 38] di questi studi mostrano che l’ingestione di proteine ​​di origine vegetale, come le proteine ​​della soia e del grano, determina una risposta sintetica delle proteine ​​muscolari inferiore rispetto a l’ingestione di una quantità equivalente di proteine ​​di origine animale. Di conseguenza, le proteine ​​vegetali sono generalmente considerate avere proprietà anaboliche minori. Tuttavia, questo concetto si basa su un numero limitato di confronti e potrebbe non tradursi in tutte le fonti proteiche di origine vegetale. Le proprietà anabolizzanti minori proposte delle proteine ​​vegetali rispetto a quelle animali sono state attribuite alle differenze nella loro digestione delle proteine ​​e nella cinetica di assorbimento degli amminoacidi, nonché alle differenze nella composizione degli amminoacidi tra queste proteine. In precedenza, abbiamo riportato differenze sostanziali nella composizione degli amminoacidi tra varie fonti proteiche di origine vegetale [39]. Sebbene la composizione amminoacidica possa essere piuttosto variabile tra le diverse proteine ​​vegetali, la maggior parte delle proteine ​​vegetali ha un contenuto di amminoacidi essenziali relativamente basso e spesso è carente di uno o più amminoacidi specifici, come leucina, lisina e/o metionina [39]. Finora, solo pochi studi hanno confrontato direttamente la risposta sintetica delle proteine ​​muscolari dopo l’ingestione di una proteina di origine vegetale rispetto a una proteina di origine animale di alta qualità [13, 14, 16, 36,37,38]. Inoltre, si sa ancora meno sulle diverse strategie che possono essere applicate per migliorare le proprietà anaboliche delle proteine ​​vegetali.

Lo scopo della review che in questa sede viene usata come fonte principale, è quello di fornire una panoramica aggiornata sulla biodisponibilità e le proprietà anaboliche delle proteine vegetali in vivo nell’uomo. Si discuteranno diverse strategie che possono essere applicate per compensare la minore qualità delle proteine vegetali e, come tali, aumentare i tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale. Si tratterà la necessità di far progredire la ricerca nutrizionale estendendo gli studi dal semplice confronto dei tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale in seguito all’ingestione di isolati o concentrati proteici di origine vegetale rispetto a quelli di origine animale alla valutazione dell’impatto dell’ingestione di cibi integrali e pasti misti sul post-prandiale. sintesi proteica muscolare prandiale. Infine, si discuterà sulle credenze attuali riguardo all’uso di proteine vegetali nel campo della nutrizione sportiva e verranno forniti esempi di altre fonti proteiche alternative che possono essere applicate in futuro per supportare il condizionamento muscolare.

Digestione delle proteine e assorbimento degli aminoacidi:

Dopo l’ingestione di cibo, le proteine ​​alimentari devono essere digerite e assorbite affinché gli aminoacidi diventino disponibili nella circolazione sistemica, dove possono modulare la sintesi proteica e il catabolismo del tessuto muscolare. La digestione delle proteine ​​avviene nella bocca, nello stomaco e nell’intestino tenue, dove le proteine ​​subiscono una scomposizione meccanica e chimica in costituenti più piccoli [40]. Quando gli amminoacidi vengono successivamente assorbiti dal lume gastrointestinale, sono considerati, per l’appunto assorbiti, assimilati. Una parte consistente degli amminoacidi assorbiti sarà trattenuta e metabolizzata nella regione splancnica, ma la maggior parte sarà rilasciata in circolo, dopodiché saranno disponibili per l’assorbimento nei tessuti periferici. La valutazione quantitativa della digeribilità delle proteine, dell’assorbibilità, dell’estrazione splancnica e del rilascio di aminoacidi nella circolazione è complessa e solo pochi studi hanno cercato di quantificare la manipolazione delle proteine ​​post-prandiali in vivo nell’uomo [4]. Gli studi hanno riportato differenze sostanziali nella digestione delle proteine ​​e nella cinetica di assorbimento degli aminoacidi in seguito all’ingestione di diverse proteine ​​e fonti proteiche. In generale, gli alimenti integrali di origine vegetale hanno una capacità di assorbimento inferiore rispetto agli alimenti integrali di origine animale. Ad esempio, dati recenti sugli esseri umani hanno dimostrato che ~ 85-95% delle proteine ​​negli albumi, nelle uova intere e nel pollo viene assorbito, rispetto al solo  ~ 50-75% delle proteine ​​​​in ceci, fagioli mung e piselli gialli [41, 42]. La minore assorbibilità delle proteine ​​vegetali può essere attribuita a fattori antinutrizionali presenti nelle fonti proteiche vegetali, come fibre e tannini polifenolici [43]. Ciò sembra essere supportato dall’osservazione che la decorticazione dei fagioli mung aumenta la loro capacità di assorbire le proteine ​​del  ~ 10% [44]. Quando una proteina vegetale viene estratta e purificata da fattori antinutrizionali per produrre un isolato o concentrato proteico di origine vegetale, la successiva assorbibilità proteica raggiunge tipicamente livelli simili a quelli osservati per le fonti proteiche convenzionali di origine animale [45]. Ciò implica che la bassa assorbibilità delle fonti proteiche vegetali non è una proprietà intrinseca di una proteina vegetale di per sé, ma semplicemente il risultato della matrice alimentare integrale della fonte proteica.

Schema figurativo della digestione e assorbimento delle proteine/amminoacidi (immagine di Allison Calabrese)

L’assorbibilità delle proteine ​​è stata a lungo riconosciuta come una componente cruciale della qualità nutrizionale di una fonte proteica [46]. Attualmente, l’Organizzazione delle Nazioni Unite per l’alimentazione e l’agricoltura (FAO) e l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) raccomandano il Digestible Indispensable Amino Acid Score (DIAAS) per quantificare la qualità delle proteine ​​alimentari [47]. Il DIAAS di una proteina si basa sulla sua capacità di soddisfare il fabbisogno di ogni amminoacido essenziale, che si riflette nel profilo amminoacidico e nell’assorbibilità di ogni singolo amminoacido essenziale. Tuttavia, una limitazione del punteggio DIAAS è che tiene conto solo dell’assorbibilità complessiva delle proteine ​​(assorbimento cumulativo) e non della cinetica di assorbimento degli amminoacidi (la velocità con cui vengono assorbiti gli amminoacidi). Diversi studi suggeriscono che un tasso più rapido di assorbimento degli aminoacidi è un fattore indipendente che modula la risposta di sintesi delle proteine ​​muscolari dall’alimentazione [17, 48,49,50], sebbene tale associazione non sia sempre osservata [51, 52]. Sono disponibili pochi dati sulla cinetica di assorbimento degli aminoacidi in seguito all’ingestione di fonti proteiche vegetali o di isolati o concentrati proteici di origine vegetale. Per quanto riguarda l’aumento post-prandiale delle concentrazioni di aminoacidi circolanti come proxy per la digestione delle proteine ​​e l’assorbimento degli aminoacidi, i dati sembrano suggerire che gli isolati o i concentrati proteici di origine vegetale sono rapidamente digeribili [13, 16, 38, 53, 54] e non sembrano differire sostanzialmente dalla maggior parte delle proteine ​​o fonti proteiche di origine animale. È più che probabile che i fattori antinutrizionali nelle fonti proteiche vegetali (alimenti integrali) non solo compromettano l’assorbimento complessivo delle proteine, ma attenuino anche l’aumento post-prandiale dei tassi di assorbimento degli aminoacidi. A causa delle apparenti differenze nell’assorbimento delle proteine, nella digestione delle proteine ​​e nella cinetica di assorbimento degli amminoacidi, dobbiamo fare attenzione quando ci riferiamo alle proteine ​​vegetali per specificarle come fonti proteiche di origine vegetale o piuttosto come isolati o concentrati proteici di origine vegetale.

Composizione amminoacidica delle proteine:

Dopo la digestione delle proteine ​​alimentari e l’assorbimento degli amminoacidi, una grande porzione degli amminoacidi derivati ​​dalle proteine ​​alimentari viene rilasciata nella circolazione. L’aumento post-prandiale della concentrazione di aminoacidi plasmatici attiva i processi di sintesi proteica nel tessuto muscolare scheletrico fornendo anche i precursori necessari per consentire l’aumento dei tassi di sintesi proteica muscolare [5, 7, 55]. Gli amminoacidi essenziali sono considerati i principali responsabili della stimolazione post-prandiale della sintesi proteica muscolare [55]. In accordo, è stata riportata una relazione dose-dipendente tra la quantità di aminoacidi essenziali ingeriti e la risposta di sintesi proteica muscolare post-prandiale [56]. Di conseguenza, le proteine ​​con un contenuto più alto di aminoacidi essenziali sono generalmente considerate proteine ​​di qualità più alta e hanno anche maggiori probabilità di stimolare (fortemente) la sintesi proteica muscolare post-prandiale. In precedenza, abbiamo dimostrato che il contenuto di amminoacidi essenziali delle proteine ​​vegetali è generalmente inferiore rispetto alle proteine ​​di origine animale [39, 57]. Nella review correntemente utilizzata, è stata inclusa una panoramica estesa della composizione amminoacidica di un’ampia varietà di proteine ​​(fonti) che è stata analizzata (Fig. seguente). Tuttavia, ci sono anche proteine ​​di origine vegetale (come proteine ​​di soia, riso integrale, colza, piselli, mais e patate) che hanno un contenuto di aminoacidi essenziali relativamente alto, che soddisfa i requisiti raccomandati dall’OMS/FAO/UNU (United Nations University ) [58]. Infatti, i contenuti di aminoacidi essenziali delle proteine ​​derivate da colza (29%), pisello (30%), mais (32%) e patate (37%) sono paragonabili o addirittura superiori a quelli della caseina (34%) o proteine ​​dell’uovo (32%) [39]. Pertanto, alcune proteine ​​vegetali potrebbero, in teoria, fornire amminoacidi essenziali sufficienti per consentire un significativo aumento post-prandiale del tasso di sintesi proteica del muscolo scheletrico.

Contenuto di aminoacidi essenziali (EAA, pannello a), Leucina (pannello b), Lisina (pannello c) e Metionina (pannello d) (espresso come % delle proteine totali) di varie fonti proteiche alimentari e proteine del muscolo scheletrico umano. Le barre bianche rappresentano le fonti proteiche di origine vegetale, le barre grigie rappresentano le fonti proteiche di origine animale e la barra nera rappresenta le proteine del muscolo scheletrico umano. La linea tratteggiata rappresenta il fabbisogno di aminoacidi per gli adulti (WHO/FAO/UNU Expert Consultation 2007 [58]). Nota: EAA, in questo specifico caso, è riferito alla somma di Istidina, Isoleucina, Leucina, Lisina, Metionina, Fenilalanina, Treonina e Valina, poiché il Triptofano non è stato misurato. I valori ottenuti da più prodotti sono espressi come media (± SEM). Questa figura rappresenta un’estensione dei dati precedentemente presentati da Gorissen et al. 2018 [39], valutati con lo stesso metodo. 1 Farina, 2 Concentrato/isolato proteico, 3 Prodotto crudo liofilizzato.[fonte immagine: The Anabolic Response to Plant-Based Protein Ingestion]

Tra tutti gli amminoacidi essenziali, la Leucina rappresenta l’amminoacido con le più forti proprietà anaboliche. La Leucina viene rilevata dalla sestrina2, che promuove la traslocazione del mTORC1 alla membrana del lisosoma dove viene attivato, con conseguente attivazione delle vie di segnalazione anabolizzanti a valle che controllano la sintesi proteica del tessuto muscolare [59,60,61 ]. L’attuale fabbisogno di Leucina all’interno di una determinata fonte proteica è fissato al 5,9% dall’OMS/FAO/UNU [58]. Mentre le proteine ​​vegetali come la canapa (5,1% di Leucina) e il lupino (al 5,2%) sono inferiori, altre proteine ​​come l’avena (5,9%), la spirulina (6,0%) e le proteine ​​del grano (6,1%) forniscono Leucina in quantità prossime a quelle raccomandate. Inoltre, le proteine ​​vegetali come la soia (6,9%), colza (6,9%), pisello (7,2%), riso integrale (7,4%), patate (8,3%) e mais (13,5%) hanno contenuti di Leucina che superano il requisiti consigliati. Il contenuto di Leucina delle proteine ​​della patata (8,3%) è lievemente più elevato rispetto alla caseina (8,0%) o alle proteine ​​dell’uovo (7,0%). Inoltre, il contenuto di Leucina delle proteine ​​del mais (13,5%) è addirittura superiore alle proteine ​​del siero di latte (11,0%), quest’ultima delle quali è tipicamente considerata la proteina con il più alto contenuto di Leucina e il più forte potenziale anabolico tra le proteine ​​di origine animale ( figura seguente).

Precedenti studi hanno dimostrato che l’ingestione di 20-25g di proteine ​​del siero di latte (che fornisce 2,2-2,7g di Leucina) aumenta notevolmente i tassi di sintesi proteica muscolare [11, 62,63,64]. La quantità di Leucina ingerita necessaria per stimolare al massimo il processo di sintesi proteica muscolare può essere modulata dalla sua matrice proteica (ad es. Digestione e cinetica di assorbimento e disponibilità di altri amminoacidi). Tuttavia, se assumiamo che l’ingestione di 2,7g di Leucina sia sufficiente per innescare al massimo il processo di sintesi proteica muscolare, è evidente che ciò può essere ottenuto anche mediante l’ingestione di fonti proteiche di origine vegetale. Le proteine ​​vegetali possono fornire la stessa quantità di Leucina semplicemente fornendo una quantità equivalente di proteine ​​in base al loro contenuto intrinseco del amminoacido in questione. Ad esempio, per le proteine ​​derivate dal mais (13,5% di Leucina), l’ingestione di soli 20 g di proteine ​​fornirebbe già 2,7g di Leucina. Al contrario, > 25g di altre proteine ​​vegetali dovrebbero essere ingeriti per fornire 2,7g di Leucina. Infatti, l’ingestione di  ~ 33g di proteine delle patate,  ~ 37g di quelle del riso integrale,  ~ 38g di quelle dei piselli,  ~ 40g di quelle della colza,  ~ 40g di quelle della soia e  ~ 45g di proteine ​​del grano sarebbe necessaria per ingerire 2,7g di Leucina [39]. Dalle proteine ​​e dalle fonti proteiche analizzate, la proteina della quinoa sembra avere il contenuto di Leucina più basso (3,8%). Sarebbe necessario ingerire  ~ 71g di proteine ​​della quinoa per fornire 2,7g di Leucina. Naturalmente, questo rappresenta solo la quantità di Leucina che si ritiene attivi completamente il processo di sintesi delle proteine ​​muscolari. Oltre ad attivare le vie di segnalazione che stimolano la sintesi proteica muscolare, possono essere necessari significative quantità di amminoacidi essenziali come precursori per consentire un efficiente accrescimento proteico muscolare [65]. Un apporto insufficiente di uno (o più) aminoacidi essenziali o non essenziali sarebbe teoricamente restrittivo e, come tale, attenuerebbe l’aumento post-prandiale del tasso di sintesi proteica muscolare.

Oltre ad avere un contenuto di aminoacidi essenziali relativamente basso (cioè basso contenuto di Leucina), molte proteine ​​vegetali sono carenti di uno o più aminoacidi specifici. Le proteine ​​vegetali sono spesso particolarmente basse nel contenuto di Lisina e/o Metionina (da 1,4 a 6% e da 0,2 a 2,5%, rispettivamente) rispetto alle proteine ​​animali (da 5,3 a 9,0% e da 2,2 a 2,8%, rispettivamente). Il contenuto di Lisina nel frumento (1,4%), nel mais (1,5%), nell’avena (2,1%), nel riso integrale (2,4%), nei semi di zucca (2,7%), nei semi di girasole (2,8%), nella canapa (2,8%), nella quinoa (3,3%), e nelle proteine ​​della spirulina (3,5%) e del lupino (3,5%) sono ben al di sotto dei requisiti OMS/FAO/UNU (4,5%) e sostanzialmente inferiori rispetto alle proteine della soia (4,6%), colza (5,9%), pisello (5,9%) e patate (6,0%). Un numero considerevole di proteine ​​vegetali non soddisfa inoltre il fabbisogno di Metionina (1,6%), con avena (0,2%), fagiolino (0,2%), fagiolo marrone (0,3%), lenticchia (0,3%), ceci (0,3%). ), pisello grasso di midollo (0,3%), lupino (0,3%), pisello (0,4%), soia (0,4%), quinoa (0,6%) e proteine ​​del grano (0,9%) che forniscono molta meno Metionina. Al contrario, altre proteine ​​vegetali come quelle della patata (1,6%), del mais (1,7%), della spirulina (1,7%), dei semi di girasole (1,7%), dei semi di zucca (1,9%), della canapa (2,0%), della colza ( Il 2,2%) e le proteine ​​del riso integrale (2,5%) tendono a soddisfare i requisiti di contenuto di Metionina. Chiaramente, c’è una notevole variabilità nella composizione degli amminoacidi tra le molte diverse proteine ​​vegetali e le fonti proteiche vegetali.

Solo una manciata di studi ha confrontato direttamente i tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale dopo l’ingestione di proteine ​​vegetali rispetto a quelle di origine animale [13, 14, 16, 36,37,38]. È stato dimostrato che l’ingestione di proteine ​​della soia è meno efficace nello stimolare i tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale rispetto all’ingestione di una quantità equivalente di proteine ​​del siero di latte sia nei giovani che negli anziani a riposo e durante il recupero dall’esercizio [13, 14, 36], ma più efficace delle proteine ​​della caseina [13]. Inoltre, Yang et al. [14] hanno mostrato che l’ingestione di una quantità maggiore (40g contro 20g) di proteine ​​della soia non ha compensato la minore risposta sintetica delle proteine ​​muscolari rispetto all’ingestione di 20g di proteine ​​del siero di latte isolate. Non è stato osservato un significativo aumento post-prandiale dei tassi di sintesi proteica muscolare a seguito dell’ingestione di 35g di idrolizzato proteico di grano in un gruppo di uomini anziani sani [16]. Quando è stato aumentata la quantità di idrolizzato proteico del grano a 60g, fornendo così la stessa quantità di Leucina presente in 35g di proteine ​​del siero di latte, si è osservato un significativo aumento dei tassi di sintesi proteica muscolare. Chiaramente, questi dati sembrano supportare l’ipotesi che le differenze nella composizione amminoacidica possano essere, almeno in parte, compensate ingerendo maggiori quantità della specifica fonte proteica.

Più recentemente, non sono state osservate differenze nei tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale a seguito dell’ingestione di 30g di idrolizzato di proteine del grano o della stessa quantità di concentrato di proteine del latte [38]. In contrasto con il lavoro precedente del gruppo di ricerca responsabile della review utilizzata per questo articolo, questo studio è stato condotto su giovani adulti attivi nel tempo libero. La maggiore sensibilità del tessuto muscolare scheletrico alle proprietà anaboliche degli amminoacidi dovuta al più alto livello di attività abituale negli adulti più giovani e più attivi [66, 67] potrebbe essere stata responsabile dell’assenza di differenze misurabili nella risposta post-prandiale di sintesi proteica in seguito all’ingestione di 30g di proteine del grano rispetto a quelle derivate dal latte. Chiaramente, dobbiamo capire che le differenze nelle risposte anaboliche all’ingestione di fonti proteiche vegetali rispetto a quelle animali dipenderanno anche dalla quantità di proteine fornite e dalla popolazione specifica in cui viene effettuato il confronto.

In breve, la composizione aminoacidica delle fonti proteiche di origine vegetale può essere molto variabile. Pertanto, sono necessari ulteriori studi per valutare le proprietà anaboliche di varie proteine ​​di origine vegetale e animale e fonti proteiche oltre i pochi confronti attualmente disponibili (proteine di soia e grano). Inoltre, va notato che l’esito di questi confronti sarà probabilmente diverso a seconda della quantità di proteine ingerite e della popolazione e dell’ambiente in cui vengono effettuati i confronti.

Migliorare le proprietà anabolizzanti delle proteine vegetali:

Come discusso in precedenza, le proprietà anaboliche minori proposte delle proteine di origine vegetale rispetto a quelle di origine animale possono essere attribuite a differenze nell’assorbimento delle proteine, nella digestione delle proteine e nella cinetica di assorbimento degli amminoacidi e/o nella composizione degli amminoacidi delle proteine. Esistono varie strategie nutrizionali che possono essere applicate per migliorare le proprietà anaboliche delle proteine vegetali a seconda del/i fattore/i responsabile/i della ridotta capacità anabolica proposta.

Rappresentazione categorica della fattibilità del consumo di 20g di proteine fornite dall’ingestione dell’intera fonte di cibo (asse x), con la quantità di cibo che deve essere consumata espressa in porzioni con il concomitante apporto energetico equivalente (asse y). Porzioni: carne/salmone: ~ 100g, uova: ~ 120g (2 uova), soia: ~ 100g, piselli: ~ 150g, ceci: ~ 150g, arachidi: ~ 50g, pane (grano): ~ 70g (2 fette), latte: ~ 200ml, mais: ~ 150g, avena ~ 40g (crudo), quinoa: ~ 75g (crudo), riso integrale: ~ 75g (crudo), patate: 175g. [fonte immagine: The Anabolic Response to Plant-Based Protein Ingestion]

L’assorbibilità di una fonte proteica vegetale è spesso compromessa dalla presenza di fattori antinutrizionali nelle fonti proteiche vegetali, come fibre e tannini polifenolici [43]. La lavorazione di cibi integrali può aumentare fortemente l’assorbibilità delle proteine ​​intrinseche. È stato dimostrato che la decorticazione dei fagioli prima del consumo rappresenta un mezzo efficace per aumentare la capacità di assorbire la proteina intrinseca [44]. L’estrazione di proteine ​​e la purificazione da fattori antinutrizionali per produrre un isolato o concentrato di proteine ​​di origine vegetale migliora ulteriormente l’efficienza con cui le proteine ​​di origine vegetale possono essere assorbite [45]. Inoltre, il trattamento termico e l’idrolizzazione della proteina aumentano ulteriormente la digeribilità e/o migliorano la digestione delle proteine ​​e la cinetica di assorbimento degli amminoacidi [3, 68]. Questi processi sono generalmente applicati nella maggior parte delle fonti proteiche vegetali e animali che acquistiamo come prodotti alimentari (lavorati) o come isolati o concentrati proteici. Chiaramente, quando si tratta di alimenti, i vari processi coinvolti nella raccolta, lavorazione, conservazione, cottura, masticazione e ingestione contribuiscono tutti all’assorbibilità della fonte proteica finale e alla velocità della sua digestione delle proteine ​​e assorbimento degli amminoacidi. Questi processi differiscono anche tra i vari alimenti che insieme formano i nostri pasti compositi. Il lavoro futuro dovrà affrontare le proprietà anaboliche degli alimenti reali e, cosa più importante, la risposta di sintesi delle proteine ​​muscolari all’ingestione di pasti completi.

Le proprietà anaboliche minori di alcune proteine ​​di origine vegetale possono essere attribuite al contenuto di amminoacidi essenziali (più basso) e/o alle carenze di amminoacidi specifici di quella fonte proteica. Il modo più semplice per compensare la qualità proteica inferiore di una fonte proteica a base vegetale rispetto a quella animale è semplicemente consumare una quantità maggiore della proteina di qualità inferiore. A supporto, abbiamo osservato che l’ingestione di 60g rispetto a 35g di un idrolizzato proteico di grano ha effettivamente aumentato i tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale in un gruppo di uomini anziani sani [16]. Sebbene questa strategia possa non applicarsi a tutte le proteine ​​vegetali [64], l’aumento del dosaggio proteico per compensare il minor contenuto di aminoacidi essenziali o una specifica carenza di aminoacidi dovrebbe teoricamente migliorare la risposta di sintesi proteica post-prandiale. Tuttavia, mentre una tale strategia sarebbe facile da applicare quando si considera l’uso di un isolato o concentrato di proteine ​​di origine vegetale, potrebbe non essere sempre pratica o fattibile quando si considerano gli alimenti (interi) a base vegetale. La minore densità proteica della maggior parte delle fonti proteiche vegetali aumenterebbe notevolmente sia il contenuto calorico totale che il volume del cibo vegetale che dovrebbe essere consumato. Il semplice consumo di 20g di proteine ​​sotto forma di fonte proteica vegetale è già impegnativo, sia dal punto di vista del volume del cibo che del contenuto calorico. La ricerca attuale si è concentrata sulla valutazione delle proprietà anaboliche di isolati proteici o idrolizzati di origine vegetale. L’ingestione di grandi quantità di una singola fonte proteica vegetale sotto forma di alimento intero non sarà sempre fattibile, specialmente in un ambiente più clinico in cui l’assunzione di cibo è generalmente compromessa, o in un ambiente sportivo in cui gli atleti devono aderire a rigide regole quantitative di calorie.

Panoramica di potenziali problemi e soluzioni per ottimizzare la risposta anabolica in seguito al consumo di proteine ​​vegetali. (1) Per gli alimenti a base vegetale con un’elevata qualità proteica, ma un basso contenuto proteico (ad es. patate), l’estrazione di isolati proteici di alta qualità costituisce un metodo efficace per consentire l’ingestione di una quantità desiderata di proteine. (2) Per le fonti alimentari di origine vegetale con carenze di aminoacidi specifici (ad es. mais: a basso contenuto di Lisina), un isolato o concentrato proteico può essere fortificato con l’aminoacido(i) libero(i) carente(i) per migliorare il profilo del contenuto di aminoacidi. (3) Le fonti alimentari di origine vegetale con carenze di specifici aminoacidi essenziali possono essere combinate per migliorare il profilo amminoacidico complessivo della miscela proteica. Ad esempio, i piselli sono poveri di Metionina ma ricchi di Lisina; al contrario, il riso integrale è ricco di Metionina ma povero di Lisina. Una miscela che combina piselli e riso integrale soddisferebbe i requisiti complessivi di aminoacidi. (4) Quando le fonti alimentari di origine vegetale (o gli isolati proteici) sono carenti di uno o più amminoacidi (ad esempio lenticchie, frumento), ciò può essere compensato semplicemente ingerendo una maggiore quantità della fonte proteica vegetale. Illustrazioni: il saldo della bilancia rappresenta la quantità di cibo da consumare per fornire 20g di proteine, se non diversamente indicato. Il peso per riso integrale e lenticchie rappresenta le quantità cotte. La linea orizzontale tratteggiata nei grafici rappresenta il fabbisogno di aminoacidi per gli adulti (WHO/FAO/UNU Expert Consultation 2007 [58]). EAA Aminoacido essenziale.[fonte immagine: The Anabolic Response to Plant-Based Protein Ingestion]
Quantità delle fonti proteiche integrali selezionate da consumare per consentire l’ingestione di 20g di proteine. Sono illustrati carne, soia, piselli, ceci, riso integrale e patate in ordine di contenuto proteico (dall’alto al basso).[fonte immagine: The Anabolic Response to Plant-Based Protein Ingestion]

Una strategia alternativa per aumentare il potenziale anabolico di una fonte proteica vegetale consiste nel combinare diversi tipi di proteine ​​e/o fonti per fornire una miscela proteica con un profilo aminoacidico più equilibrato. Mentre alcune proteine ​​vegetali sono particolarmente carenti di Lisina, altre sono carenti di Metionina [39]. Ad esempio, le proteine ​​del mais, della canapa, del riso integrale, della soia e dei piselli hanno un basso contenuto di Lisina e/o Metionina. Per ogni fonte proteica, questa carenza potrebbe essere compensata consumando 2-4 volte di più della stessa proteina. Tuttavia, la combinazione di proteine ​​di mais, canapa o riso integrale (basso contenuto di Lisina e alto contenuto di Metionina) con una quantità uguale di proteine ​​della soia o dei piselli (basso contenuto di Metionina e alto contenuto di Lisina) fornisce una miscela con un profilo aminoacidico più equilibrato. Tali miscele richiederebbero solo 1,1-1,9 volte più proteine ​​da consumare per compensare carenze specifiche di aminoacidi [39]. Oltre alle esclusive miscele proteiche a base vegetale, anche le combinazioni di proteine ​​vegetali e animali possono svolgere un ruolo importante nella tendenza a ridurre il consumo di alimenti di origine animale senza compromettere la qualità delle proteine. L’avena, il lupino, la quinoa e le proteine ​​del grano hanno un basso contenuto sia di Lisina che di Metionina, che potrebbe teoricamente essere compensato ingerendo da 3 a 8 volte più della rispettiva fonte proteica. Tuttavia, la miscelazione di queste proteine ​​con una quantità uguale di una proteina di origine animale richiederebbe solo 1,05-1,4 volte di più della rispettiva miscela proteica da consumare per fornire quantità sufficienti di tutti gli amminoacidi essenziali [39]. Tali miscele proteiche rappresenterebbero la composizione di una dieta onnivora, in cui ~ 40-50% delle proteine ​​consumate è generalmente derivato da fonti vegetali [69]. A supporto, sono stati riportati robusti aumenti dei tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale in seguito all’ingestione di siero di latte, caseina e miscele di proteine ​​della soia [70,71,72]. Più recentemente, non sono state osservate differenze nella risposta sintetica delle proteine ​​muscolari post-prandiali dopo l’ingestione di 30g di proteine del latte o di una miscela proteica di 30g che combina proteine del grano e ​​del latte [38]. Molte altre miscele proteiche che combinano due o più fonti proteiche in vari rapporti possono essere composte per raggiungere obiettivi particolari in termini di composizione aminoacidica, prezzo, gusto e sostenibilità senza compromettere la capacità di stimolare la sintesi proteica muscolare.

Se una specifica carenza di aminoacidi costituisce il fattore limitante per una proteina a base vegetale per aumentare i tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale, un’opzione alternativa sarebbe quella di fortificare la proteina con uno o più aminoacidi (liberi) specifici. Poiché la Leucina è considerata fondamentale per la risposta di sintesi proteica muscolare post-prandiale, la fortificazione con Leucina libera potrebbe rappresentare una strategia fattibile per aumentare i tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale. A supporto, è stato riportato che la fortificazione con Leucina di un bolo di proteine ​​intatte, miscele di aminoacidi o pasti misti aumenta ulteriormente i tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale [18, 20, 73, 74]. In base all’attuale conoscenza, non ci sono molti dati disponibili sull’impatto della fortificazione con Leucina delle proteine ​​vegetali sui successivi tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale. Uno studio sui roditori ha dimostrato tassi di sintesi proteica muscolare inferiori dopo l’alimentazione con frumento rispetto alle proteine ​​del siero di latte [75]. L’arricchimento delle proteine del grano con Leucina libera, per far corrispondere il contenuto di Leucina in una quantità equivalente di proteine ​​del siero di latte, ha aumentato i tassi di sintesi proteica muscolare a un livello che non era più diverso dalla risposta osservata dopo l’alimentazione con proteine ​​del siero di latte. Al contrario, non sono stati osservati tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale più elevati dopo l’ingestione di 20g di proteine ​​della soia fortificate con 2,5g di Leucina libera rispetto a 20g di proteine ​​della soia solo durante il recupero dall’esercizio nei giovani adulti [37]. Infatti, non sono state osservate differenze misurabili nei tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale dopo l’ingestione di 20g di siero di latte, 20g di proteine della soia o 20g di proteine della soia fortificate con 2,5g di Leucina libera per corrispondere alla quantità di Leucina presente in 20g di proteine del siero di latte [14] . Si può solo supporre che in queste condizioni il contenuto di Leucina non fosse un fattore limitante all’aumento post-prandiale dei tassi di sintesi proteica muscolare. Ciò può essere spiegato dall’aumento indotto dall’esercizio della sensibilità del tessuto muscolare scheletrico alle proprietà stimolanti di un aumento della concentrazione di Leucina circolante. Poiché molte proteine ​​vegetali sono carenti di Lisina e/o Metionina, è stato ipotizzato che la fortificazione di queste proteine ​​vegetali con i rispettivi amminoacidi carenti possa amplificare il loro potenziale anabolico. Sebbene la fortificazione con aminoacidi liberi selezionati sia comunemente applicata nei prodotti a base vegetale progettati per sostituire la carne o i latticini, non ci sono studi che abbiano valutato l’efficacia di tale strategia come mezzo per migliorare le proprietà anaboliche dell’ingestione di proteine ​​​​vegetali .

Gestione postprandiale delle proteine dopo l’ingestione di un pasto:

Il lavoro sulle proprietà anaboliche delle proteine ​​vegetali è stato in gran parte limitato al confronto dei tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale dopo l’ingestione di una manciata di isolati o concentrati proteici di origine vegetale rispetto a quelli di origine animale. Tuttavia, le proteine ​​alimentari vengono generalmente consumate sotto forma di alimento intero o prodotto alimentare e come parte di un pasto più completo e composito. Ciò fornisce automaticamente una miscela di diverse fonti proteiche a base vegetale, migliorando la risposta sintetica delle proteine ​​muscolari post-prandiali. Inoltre, quando si consumano proteine ​​come parte di un prodotto e/o pasto, altri nutrienti come carboidrati, grassi, micronutrienti e altri composti (anti-)nutrizionali possono modificare la digestione proteica post-prandiale e la cinetica di assorbimento degli aminoacidi e la successiva sintesi proteica muscolare[76]. A sostegno, [77,78,79] è stato dimostrato che la digestione delle proteine ​​post-prandiale e l’assorbimento degli amminoacidi possono essere ritardati quando carboidrati o grassi vengono ingeriti insieme alle proteine. Tuttavia, questo non sembra avere un grande impatto sui tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale [77, 80]. Inoltre, è stato suggerito che la co-ingestione di carboidrati con proteine ​​potrebbe aumentare i tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale stimolando il rilascio di insulina post-prandiale. Tuttavia, l’impatto del rilascio di insulina endogena sul tasso di sintesi proteica muscolare post-prandiale si è dimostrato permissivo piuttosto che stimolante e il modesto aumento del rilascio di insulina osservato solo dopo l’ingestione di proteine ​​è già sufficiente per consentire alla sintesi proteica muscolare post-prandiale di raggiungere i valori massimi. [81]. A supporto, è stato dimostrato che la co-ingestione di carboidrati con proteine ​​non aumenta i tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale né a riposo [77, 78, 82] né durante il recupero dall’esercizio [79, 83, 84].

Sebbene tali studi forniscano informazioni sull’impatto della co-ingestione di altri macronutrienti sulla digestione delle proteine ​​e sulla cinetica di assorbimento degli aminoacidi e sulla successiva stimolazione post-prandiale della sintesi proteica muscolare, non riflettono necessariamente la risposta anabolica all’ingestione degli alimenti interi da cui sono derivati. Mentre diversi studi hanno valutato i tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale a seguito dell’ingestione di cibi integrali come latte [32], carne [10, 32,33,34] e uova [85], ci sono meno dati disponibili sull’anabolismo in risposta all’ingestione di cibi integrali di origine vegetale. Questo divario di conoscenze ci impedisce di comprendere le vere proprietà anaboliche del consumo di alimenti a base vegetale poiché la matrice alimentare degli alimenti a base vegetale può compromettere la digestione delle proteine ​​e la cinetica di assorbimento degli aminoacidi e, in quanto tale, attenuare l’aumento postprandiale dei tassi di sintesi proteica muscolare. Il lavoro precedente ha mostrato differenze sostanziali nelle risposte degli aminoacidi plasmatici post-prandiali dopo l’ingestione di una colazione a base di uova rispetto a quella a base di cereali, fornendo una quantità iso-azotata di proteine ​​[86]. Le differenze osservate nell’aumento post-prandiale delle concentrazioni plasmatiche di aminoacidi dopo la colazione a base di uova rispetto a quella a base di cereali non hanno determinato differenze nei tassi di sintesi proteica muscolare. Ciò mostra chiaramente che la risposta sintetica delle proteine ​​muscolari all’ingestione del pasto è complessa e non può essere prevista semplicemente valutando la composizione degli aminoacidi proteici o dei profili di aminoacidi plasmatici post-prandiali.

La matrice di cibi integrali, prodotti alimentari e/o pasti composti è, almeno in parte, definita dalla combinazione di una varietà di macronutrienti, micronutrienti e composti (anti)nutrizionali. Tuttavia, la matrice alimentare viene modificata anche dalla trasformazione alimentare commerciale e dalla preparazione alimentare interna, che spesso include il riscaldamento e/o la cottura [3, 87, 88]. Prima del consumo, il cibo viene tagliato o schiacciato e masticato, il che influirà anche sul tasso di digestione delle proteine ​​e sull’assorbimento degli aminoacidi [3, 89, 90]. Numerosi fattori giocano un ruolo nel determinare la risposta sintetica delle proteine ​​muscolari post-prandiali all’ingestione di cibo. Oltre all’impatto delle singole matrici alimentari sulla digestione delle proteine ​​e sulla cinetica di assorbimento degli aminoacidi, è importante considerare che un pasto composto spesso include una varietà di alimenti di origine animale e vegetale, o almeno vari alimenti di origine vegetale. Ci sono attualmente informazioni limitate all’interno della letteratura sulla (potenziale) interazione tra diverse fonti proteiche all’interno di un singolo pasto sulla digestione delle proteine ​​e sulla cinetica di assorbimento degli aminoacidi e sulla risposta sintetica delle proteine ​​muscolari post-prandiali all’alimentazione.

Sebbene siano state acquisite molte informazioni sui vari fattori che modulano l’assorbimento delle proteine alimentari, la digestione delle proteine e l’assorbimento degli aminoacidi e la sintesi proteica muscolare post-prandiale, non si hanno informazioni sulla gestione delle proteine post-prandiali dopo l’ingestione di cibi integrali e pasti misti. Sono necessari studi futuri per valutare le proprietà anaboliche dell’ingestione di pasti composti e l’impatto che questo può avere sul condizionamento muscolare sia in salute che in malattia.

Proteine vegetali nella nutrizione sportiva:

Il passaggio verso una dieta più incentrata su fonti vegetali ha nell’ultimo periodo suscitato molto interesse tra gli atleti. Non sorprende che ciò sollevi anche interrogativi sull’impatto della (inferiore) qualità delle proteine ​​vegetali sul condizionamento muscolare durante il recupero dall’esercizio. Esistono solo pochi studi che hanno confrontato le risposte di sintesi proteica ​​muscolare post-esercizio a seguito dell’ingestione di proteine ​​vegetali rispetto a quelle di origine animale [13, 14, 16, 36,37,38]. In questi studi, la principale fonte proteica di origine vegetale che è stata applicata è rappresentata dalla soia. Alcuni studi [13, 14, 36], ma certamente non tutti [37], hanno riportato un aumento minore dei tassi di sintesi proteica muscolare post-esercizio dopo l’ingestione di proteine ​​della soia rispetto a una quantità equivalente di proteine del latte o proteine ​​del siero di latte. Inoltre, è stato dimostrato che le proteine ​​della soia determinano maggiori tassi di sintesi proteica muscolare durante le 3 ore di recupero post-esercizio rispetto alle proteine ​​della caseina [13]. Poiché l’esercizio rende il muscolo più sensibile alle proprietà anaboliche della somministrazione di aminoacidi o proteine, si potrebbe ipotizzare che l’aumento post-prandiale della concentrazione di Leucina plasmatica in circolo sia di minore importanza quando si consumano proteine ​​dopo l’esercizio. Pertanto, il contenuto inferiore di leucina della maggior parte delle proteine ​​vegetali potrebbe non limitare più i tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale durante il recupero dall’esercizio. Di conseguenza, è più probabile che la capacità di una proteina di stimolare la sintesi proteica muscolare post-esercizio sia determinata dalla quantità di aminoacidi forniti come precursori per la sintesi proteica. Pertanto, un’ampia disponibilità di tutti gli amminoacidi senza carenze di amminoacidi specifici può essere di primaria importanza nel determinare la fonte proteica vegetale ottimale (miscela) per supportare il condizionamento muscolare post-esercizio. Chiaramente, la ricerca è giustificata per confrontare i tassi di sintesi proteica muscolare durante il recupero dall’esercizio mentre si ingeriscono proteine ​​o fonti proteiche diverse da quelle vegetali rispetto a quelle animali. Questi studi forniranno informazioni sulle caratteristiche preferite di una proteina alimentare (miscela) che ottimizzerebbe la risposta adattativa del muscolo scheletrico in risposta allo stimolo dell’esercizio.

Gli studi di intervento a lungo termine che valutano l’impatto dell’integrazione proteica sulla risposta adattativa all’allenamento di tipo di contro-resistenza tendono a mostrare maggiori guadagni di massa muscolare e forza quando si applica l’integrazione proteica [91, 92]. Sono stati riportati aumenti dei tassi giornalieri di sintesi proteica muscolare e/o guadagni di massa muscolare a seguito di esercizi di tipo contro-resistenza durante l’integrazione di fonti proteiche di origine vegetale, come soia [93,94,95,96], piselli [97], riso [98] e proteine ​​della patata [99]. Tuttavia, rimane dubbio se questi guadagni di massa muscolare e forza durante l’allenamento con esercizi contro-resistenza differiscano dai guadagni osservati quando viene integrata una quantità equivalente di proteine ​​animali. Una recente meta-analisi ha concluso che l’origine animale o vegetale della fonte proteica integrata non influisce sui guadagni di massa magra o forza muscolare dopo un allenamento prolungato contro-resistenza [100]. Tuttavia, sembra evidente che questa conclusione dipenderebbe anche dalla popolazione, dal tipo di allenamento, dallo stato di allenamento dei volontari e soprattutto dalla quantità di proteine ​​integrate e dall’assunzione abituale di proteine. Recenti lavori di Hevia-Larraín et al. [101] non hanno riportato differenze nella massa muscolare e nell’accumulo di forza dopo un allenamento prolungato con esercizi contro-resistenza mentre si consumava una dieta esclusivamente vegetale o una dieta onnivora. Questo potrebbe non essere una sorpresa poiché i soggetti non allenati stavano consumando una dieta ad alto apporto proteico (~ 1,6g/kg di massa corporea/giorno) durante il periodo di intervento dell’esercizio, con notevoli quantità di proteine ​​(isolati di proteine ​​della soia o del siero di latte) integrate due volte al giorno.

Sulla base delle differenze descritte nell’assorbimento delle proteine, nella digestione delle proteine ​​e nella cinetica degli amminoacidi e nei tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale in seguito all’ingestione di fonti proteiche vegetali rispetto a quelle animali, potremmo ipotizzare che quando si passa a una dieta con prevalenza di base vegetale, sarebbero necessarie più proteine ​​alimentari per consentire la stessa stimolazione dei tassi di sintesi proteica muscolare. Ciò implicherebbe anche che dovrebbero essere consumate e/o integrate più proteine ​​vegetali per raggiungere lo stesso livello di accrescimento della massa muscolare in risposta ad un allenamento prolungato di tipo contro-resistenza. Tuttavia, la maggior parte degli atleti consuma già grandi quantità di proteine ​​a causa del loro maggiore apporto energetico. Un’indagine a livello nazionale su atleti ben allenati ha riportato un apporto proteico di  ~ 1,5g di proteine ​​per kg di massa corporea al giorno [102]. Sebbene ciò rappresenti un apporto proteico giornaliero ben al di sopra della dose giornaliera raccomandata (RDA) proposta dall’OMS (0,8g/kg/giorno), è stato sostenuto che un apporto proteico di 1,6g/kg massimizzerebbe i guadagni di massa muscolare e forza in risposta ad un allenamento prolungato di tipo contro-resistenza [92]. Di conseguenza, si potrebbe ipotizzare che una dieta che fornisca proteine ​​di bassa qualità potrebbe compromettere la risposta adattativa del muscolo scheletrico in risposta all’esercizio fisico. Tuttavia, quest’ultimo rappresenta più un concetto accademico in quanto piccole differenze nella qualità delle proteine ​​non avranno un grande impatto sulla risposta adattativa all’esercizio fisico quando vengono consumate abitualmente quantità così grandi di proteine. Inoltre, gli atleti onnivori hanno un apporto proteico derivante da fonti vegetali già  > 40% in rapporto al loro apporto proteico giornaliero totale[102].

Più importante è il potenziale impatto negativo di una transizione verso una dieta principalmente basata su fonti vegetali in condizioni in cui gli atleti riducono il loro apporto energetico e, come tale, riducono, in rapporto, il potenziale consumo di proteine e assimilazione amminoacidica. Gli atleti che cercano di ridurre il peso corporeo mediante la restrizione calorica o gli atleti che si stanno riprendendo da un infortunio richiederebbero in realtà un apporto proteico simile o addirittura maggiore (in termini assoluti) consumando meno cibo. In tali condizioni la qualità delle proteine ​​consumate è della massima importanza e il passaggio a una dieta con proprietà meno anaboliche potrebbe compromettere il mantenimento muscolare o attenuare/rallentare il recupero muscolare. Pertanto, è necessario valutare gli aspetti positivi e potenzialmente negativi della transizione verso una dieta a base maggioritaria di fonti vegetali. Inoltre, è necessario valutare se ciò sia accompagnato da una modifica alimentare volta ad un maggiore consumo proteico per aumentato fabbisogno. È quindi richiesta la valutazione dell’impatto del consumo di una dieta composta da cibi integrali a base vegetale in modo particolare sulla massa muscolare e sulla funzione in varie popolazioni, sia in condizioni di salute che in stato patologico.

Fonti proteiche alternative:

Attualmente si stanno facendo enormi investimenti nella ricerca di una produzione più sostenibile di fonti proteiche di alta qualità che non siano derivate da animali. Questo processo si è ora esteso da fonti proteiche a base vegetale a varie altre fonti proteiche, tra cui la crescita di lieviti, funghi, microalghe, l’allevamento di insetti e persino la realizzazione di carne di sintesi in laboratorio come potenziali fonti proteiche per il consumo umano . Sebbene una discussione su queste fonti proteiche alternative e sostenibili vada oltre lo scopo di questo articolo, è utile almeno discutere su due di queste fonti proteiche poiché sono state recentemente valutate per la loro capacità di stimolare i tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale in vivo nell’uomo.

Recenti lavori hanno esaminato le proprietà anaboliche di una fonte alimentare derivata dalla coltivazione di un fungo (Fusarium venenatum), dando luogo a quella che è stata denominata micoproteina [103,104,105]. È stato riportato che questa fonte proteica ha un alto contenuto proteico (~ 45%) con la proteina che mostra una composizione di amminoacidi che non differisce molto dalle proteine ​​del latte [106]. Il lavoro precedente ha suggerito una buona digeribilità basata sull’osservazione delle concentrazioni di aminoacidi essenziali (soprattutto Leucina) nel plasma post-prandiale le quali erano comparabili dopo l’ingestione di micoproteine ​​ all’ingestione di una quantità equivalente di proteine ​​del latte. Più recentemente, questi ricercatori hanno mostrato che l’ingestione di un singolo bolo di micoproteine ​​(70g, fornendo 31,5 g di proteine) ha aumentato i tassi di sintesi proteica muscolare sia a riposo che post-esercizio nei giovani maschi, con una risposta di sintesi proteica muscolare post-prandiale, che era maggiore della risposta osservata dopo aver ingerito un bolo di proteine ​​del latte abbinato alla Leucina (31g, fornendo 26,2g di proteine) [103]. Questi dati mostrano che i funghi possono fornire una fonte proteica vitale e di alta qualità che è efficace nello stimolare la sintesi proteica muscolare.

Un’altra fonte proteica alimentare alternativa che ha suscitato molto interesse sono gli insetti commestibili. Sebbene tecnicamente gli insetti si classifichino anche come animali, possono essere prodotti su una scala commerciale più praticabile e sostenibile e, come tali, costituiscono un altro candidato promettente per contribuire a garantire la sicurezza alimentare globale [107, 108]. Gli insetti hanno un alto contenuto proteico e le loro proteine ​​hanno una composizione di amminoacidi che ricorda da vicino le proteine ​​animali convenzionali di alta qualità [107]. Recentemente, sono stati prodotti vermi della farina i quali sono stati nutriti con amminoacidi marcati con isotopi stabili [25], consentendo la quantificazione diretta della digestione delle proteine ​​e la cinetica di assorbimento degli amminoacidi e la successiva risposta sintetica delle proteine ​​muscolari a riposo e durante il recupero dall’esercizio dopo l’ingestione di un singolo bolo di vermi della farina. Le proteine derivate dal verme della farina sono state rapidamente digerite e assorbite nella loro componente amminoacidica, aumentando fortemente i tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale. Infatti, la risposta di sintesi proteica muscolare post-prandiale osservata non differiva dalla risposta osservata dopo l’ingestione di una quantità equivalente di proteine ​​del latte [109].

Questi sono solo due esempi di altre fonti proteiche alternative e di alta qualità che possono essere prodotte su scala commerciale praticabile e più sostenibile e che sembrano avere proprietà anaboliche che non differiscono dalle fonti proteiche convenzionali di origine animale. Chiaramente, verrà svolto maggiore ricerca per stabilire la cinetica di digestione e assorbimento di molte di queste nuove fonti proteiche al fine di valutare le loro proprietà anaboliche post-prandiali. Sembrano esserci molte opportunità per la produzione di fonti proteiche alternative per soddisfare con successo la futura domanda globale di proteine alimentari.

Conclusioni:

Ricapitolando, la tendenza globale verso una alimentazione a base vegetale è sempre più preponderante, più per moda che per logica comprensione. Si ritiene generalmente che l’ingestione di proteine ​​di origine vegetale determini una riduzione delle risposte di sintesi proteica muscolare post-prandiale rispetto all’ingestione di una quantità equivalente di proteine ​​di origine animale. Le proprietà anaboliche minori delle proteine ​​vegetali rispetto a quelle di origine animale sono state attribuite alle differenze nella digestione delle proteine in essi contenute ​​e nella cinetica di assorbimento degli amminoacidi e nella composizione degli stessi. La maggior parte delle proteine ​​vegetali ha un contenuto minore di amminoacidi essenziali e, come abbiamo visto, spesso è carente di uno o più amminoacidi specifici, come Lisina e Metionina. Tuttavia, ci sono grandi differenze nella composizione degli amminoacidi tra varie proteine ​​di origine vegetale o fonti proteiche di origine vegetale. Finora, solo pochi studi hanno confrontato direttamente la risposta della sintesi proteica ​​muscolare in seguito all’ingestione di una fonte proteica di origine vegetale rispetto a quella di origine animale. Le proprietà anabolizzanti inferiori proposte delle proteine ​​di origine vegetale rispetto a quelle di origine animale possono essere compensate da:

  • 1) consumando una maggiore quantità di proteine ​​di origine vegetale o fonte di proteine ​​di origine vegetale per compensare la qualità inferiore;
  • 2) utilizzare miscele specifiche di proteine ​​di origine vegetale per creare un profilo aminoacidico più equilibrato; o
  • 3) fortificare la fonte proteica vegetale di base con l’amminoacido o gli amminoacidi liberi specifici che sono in essa carenti.

Sono necessari studi clinici per valutare le proprietà anaboliche delle varie proteine ​​vegetali e delle loro fonti proteiche e per identificare i fattori che possono o meno compromettere la capacità di stimolare i tassi di sintesi proteica muscolare post-prandiale in vivo nell’uomo. Gli atleti sani e attivi in ​​genere consumano una dieta che fornisce ben oltre  ~ 1,5g di proteine per Kg di peso corporeo ​​al giorno . Il consumo di più proteine ​​vegetali, quindi, non dovrebbe necessariamente portare a un apporto proteico non ottimale. Di conseguenza, ci sono ampi dati per dimostrare che l’integrazione proteica con proteine ​​di origine vegetale può (anche) supportare maggiori guadagni di massa muscolare e forza se combinata con un allenamento prolungato di tipo contro-resistenza. In condizioni di basso apporto energetico, come osservato durante interventi dietetici a supporto della perdita di grasso corporeo o in pazienti clinicamente compromessi, si potrebbe ipotizzare che la transizione verso una dieta a base vegetale possa compromettere la stimolazione post-prandiale dei tassi di sintesi proteica muscolare. Di conseguenza, la futura ricerca dovrà stabilire se la transizione verso una dieta più esclusiva a base vegetale sia accompagnata da una transizione verso un maggiore fabbisogno di proteine ​​alimentari.

In base ai dati ad oggi a nostra disposizione, possiamo ipotizzare che, in condizione di dieta vegana, o vegetariana con minima componente di fonti proteiche animali o derivate, la quantità proteica per un bodybuilder che in condizione di dieta onnivora rispondeva positivamente ad una quantità proteica variabile secondo periodo preparatorio (“Bulk” o “Cut”) tra 1,5 e 2,5g/Kg, in caso di shift verso le prima citate condizioni alimentari, debba mantenersi generalmente in range più alti (es. 2g/Kg in “Bulk” e 3g/Kg in “Cut”) onde evitare carenze amminoacidiche per componenti dietetiche e/o per processi di cinetica nell’assorbimento di questi. Ovviamente, si ritengono fattori di “surplus proteico” anche l’inserimento di EAA o di AA specifici per compensare le carenze nutrizionali delle fonti vegetali comunemente consumate.

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

Fonte primaria: The Anabolic Response to Plant-Based Protein Ingestion

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