Beta-Alanina come ergogenico precompetizione nello sport (tampone intracellulare)

Bicarbonato per aumentare l'effetto tampone extracellulare durante l'attività fisica

Succo di barbabietola o nitrati alimentari come ergogenici per la prestazione in acuto e cronico

Per conoscere la Clearance (smaltimento) dell'accumulo del lattato seguire il collegamento

La Beta-Alanina (β-A) e la L-Istidina sono entrate nell’elenco delle sostanze che possono aumentare la prestazione nelle attività ad alta intensità. Infatti, il motivo principale è che sono precursori e fattori limitanti della sintesi della carnosina (CARN) (1,2). Di conseguenza, permettono di aumentare i livelli di carnosina intramuscolare che ha come funzione la capacità tampone intracellulare degli ioni H⁺ durante l’esercizio fisico ad alta intensità (3)(4). Si ritiene che la β-A possa sequestrare fino a 7 mmol^-H^+.kg^-1 nei muscoli (8% degli H⁺) (5).

Livelli di carnosina nei muscoli. La carnosina è in quantità variabile nei muscoli umani in relazione a molteplici fattori quali: tipo di fibra muscolare, genere e abitudini alimentari. Infatti, le fibre di Tipo II hanno più carnosina rispetto alle fibre di Tipo I (Tipo II = 23,2 mmol^.kg^-1 vs Tipo I = 10,5 mmol^.kg^-1) (6); i maschi hanno più CARN rispetto alle donne (uomini = 21,3 ± 4,2 mmol/kg vs donne = 17,5 ± 4,8 mmol/kg) (7) e gli onnivori hanno maggiori livelli di CARN rispetto ai vegetariani (anche del 26%) (8). Inoltre, si ritiene che un allenamento cronico e gli sport di potenza e velocità aumentino la concentrazione di carnosina nei muscoli per i loro adattamenti fisiologici (tra cui un aumento delle fibre di Tipo II) (9).

Effetto ergogenico. Un’ottima sintesi dell’argomento l’hanno scritta Brisola & Zagatto (2019). Loro, mostrano come la β-A (10):

Ø Non incrementa il massimo consumo di ossigeno (VO_2max), ma aumenta la soglia ventilatoria e soglia lattacida (spostando la curva potenza-lattato o velocità-lattato verso destra);

Ø Non aumenta il massimale negli esercizi con sovraccarico [1RM], ma aumenta il volume totale dell’allenamento che speculativamente permette di migliorare i guadagni sul lungo termine;

Ø Ha un effetto ergogenico nelle attività ad alta intensità e/o di sforzi ripetuti di >30 secondi con recupero di >3 minuti, mentre non ci sono benefici nelle attività (sopra)massimali di <6 secondi con brevi recuperi (<60 secondi);

Ø Aumenta la prestazione dello scatto finale durante la conclusione di una prestazione di 30-60 minuti ad esaurimento.

Per concludere, l’effetto ergogenico della β-A permette di migliorare le prestazioni che si basano sul meccanismo anaerobico-lattacido con particolare rilevanza per attività di minimo 30 secondi fino a 10 minuti ad esaurimento (11). Le principali evidenze, infatti, si hanno sulle seguenti gare e sport: 4km ciclismo (inseguimento), 2000m di canottaggio, 100-200m di nuoto, 400-1500m di atletica e sport da combattimento. Ad esempio, in vogatori d’élite c’è un consistente miglioramento di 2,7-4,3 secondi nei 2000m (12–14) o di 2-3% con una dimensione dell’effetto media di 0,37 [range 0,14-0,74] (11). Inoltre, si può speculare che possa essere utile per ogni sport intermittente come rugby, calcio, futsal, pallamano, ecc. (10)(15) dove è possibile un miglior recupero tra gli sforzi ad alte intensità (2).

Dose-risposta della β-A. Solitamente, in letteratura, i protocolli di supplementazione con la β-A variano da 1,6 g^.g^-1 a 6,4 g^.g^-1 per 2-10 settimane (2). Si ritiene che inizialmente ci sia una relazione lineare tra assunzione di β-A e accumulo di carnosina intramuscolare (16), anche se non tutti i soggetti seguono un tale andamento (17). Introdurre 6 g^.g^-1 di β-A (tre dosi di 2g) per 4-6 settimane permette di aumentare del 50% le riserve di CARN rispetto al valore basale (16). Da una recentissima indagine si conosce, però, che i “soliti” protocolli di 6,4 g^.g^-1 protratti fino a 24 settimane non arrivano minimamente a saturare i magazzini di carnosina, infatti i muscoli umani possono raggiungere le 140-160 mmol^-kg^-1 di CARN e i valori basali dei soggetti nelle ricerche sono 22,9±8,7 mmol^.kg^-1 CARN. Inoltre, se si assume una doppia dose (12 g^.g^-1 vs 6 g^.g^-1) si ha un dimezzamento del tempo per raggiungere lo stesso incremento di carnosina nel muscolo (18). Dalle seguenti considerazioni e da una recente ricerca, si conosce che la durata del protocollo di accumulo dovrebbe essere anche fino a 18-24 ad una dose di 6,4 g^.g^-1 se non oltre (17). Ad oggi, non si conoscono effetti collaterali da un protocollo cronico di β-A di >6,4 g^.g^-1 per 18-24 settimane in quanto non è mai stato utilizzato e non si conosce nemmeno se ne valga la pena in quanto a beneficio della risposta prestativo rispetto a protocolli più contenuti, di conseguenza rimane solo un’ipotesi speculativa da validare prima in letteratura (17). Ciò che è sicuramente necessario è il parere di un medico specialista prima di intraprendere questa strada.

Cinetica della β-A. La perdita della carnosina è del 2-4% ogni settimana dopo la cessazione della supplementazione della β-A (16,19) e le riserve sono al valore basale dopo 9 settimane di totale de-assunzione (20).

Risponder della β-A. Da una review sistematica recentissima si conosce che il 99% dei soggetti sottoposti ad integrazione di β-A rispondono al trattamento aumentando le riserve di carnosina (21).

Effetti collaterali. Solitamente non si utilizzano dosi oltre le 6,4 g^.g^-1 per il rischio di parestesia, formicolio e irritazione della pelle nei 20 minuti post-ingestione (3), anche se non sempre si assistono a tali “sintomi” con dosi superiori se assimilati tramite pastiglie (18) o in dispositivi a basso assorbimento e/o a piccole quantità (es. 8x1 g in un giorno) (2).

Dose e assimilazione consigliata. Si consiglia di assumere la dose quotidiana in quantità di 800-1600 mg ogni 3-4 ore, oppure una dose relativa giornaliera di 80 mg^.kg^-1 di peso corporeo suddivisa in 10 mg^.kg^-1 nell’arco della giornata assunte insieme a cibi solidi per ridurre gli effetti indesiderati e aumentare l’assimilazione (2)(22)(23). Mentre, il protocollo può durare dalle 3 alle 24+ settimane (15). Da notare che, mentre il bicarbonato sarebbe da assumere principalmente in acuto (<3h dalla prestazione), la Beta-alanina è da assumere in cronico.

Limitazioni e futuri sviluppi. Un punto da approfondire è la dose minima per avere il massimo effetto ergogenico perché anche se si riempissero al massimo le riserve (>6,4 g^.kg^-1 per 24+ settimane) non si conosce se ci sia una relazione lineare tra riserve di CARN e aumento della prestazione. Infatti, la fatica non viene solo dall’acidosi, ma è multifattoriale. Inoltre, è da notare che i protocolli per saturare la carnosina sono difficili da sostenere in pratica e non si conosce ancora se possono risultare nocivi per l’uomo (21).

BIBLIOGRAFIA

1. Blancquaert L, Everaert I, Missinne M, Baguet A, Stegen S, Volkaert A, et al. Effects of Histidine and β-alanine Supplementation on Human Muscle Carnosine Storage. Med Sci Sports Exerc. 2017 Mar 1;49(3):602–9.

2. Bellinger PM. β-alanine supplementation for athletic performance: An update. J Strength Cond Res. 2014;28(6):1751–70.

3. Sale C, Saunders B, Harris RC. Effect of beta-alanine supplementation on muscle carnosine concentrations and exercise performance. Amin Acids 2009 392 [Internet]. 2009 Dec 20 [cited 2021 Aug 5];39(2):321–33. Available from: https://link.springer.com/article/10.1007/s00726-009-0443-4

4. Herbert A, Junior L, Salles V De, Bryan P. Nutritional Strategies to Modulate Intracellular and Extracellular Buffering Capacity During High-Intensity Exercise. Sport Med. 2015;45(1):71–81.

5. Mannion AF, Jakeman PM, Dunnett M, Harris RC, Willan PLT. Carnosine and anserine concentrations in the quadriceps femoris muscle of healthy humans. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1992 641 [Internet]. 1992 Jan [cited 2021 Aug 6];64(1):47–50. Available from: https://link.springer.com/article/10.1007/BF00376439

6. Harris RC, Dunnett M, Greenhaff PL. Carnosine and taurine contents in individual fibres of human vastus lateralis muscle. https://doi.org/101080/026404198366443 [Internet]. 2010 Oct [cited 2021 Aug 6];16(7):639–43. Available from: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/026404198366443

7. Baguet A, Everaert I, Achten E, Thomis M, Derave W. The influence of sex, age and heritability on human skeletal muscle carnosine content. Amin Acids 2011 431 [Internet]. 2011 Dec 15 [cited 2021 Aug 6];43(1):13–20. Available from: https://link.springer.com/article/10.1007/s00726-011-1197-3

8. Everaert I, Mooyaart A, Baguet A, Zutinic A, Baelde H, Achten E, et al. Vegetarianism, female gender and increasing age, but not CNDP1 genotype, are associated with reduced muscle carnosine levels in humans. Amin Acids 2010 404 [Internet]. 2010 Sep 24 [cited 2021 Aug 6];40(4):1221–9. Available from: https://link.springer.com/article/10.1007/s00726-010-0749-2

9. Parkhouse WS, McKenzie DC, Hochachka PW, Ovalle WK. Buffering capacity of deproteinized human vastus lateralis muscle. https://doi.org/101152/jappl198558114 [Internet]. 1985 [cited 2021 Aug 5];58(1):14–7. Available from: https://journals.physiology.org/doi/abs/10.1152/jappl.1985.58.1.14

10. Brisola GMP, Zagatto AM. Ergogenic Effects of β-Alanine Supplementation on Different Sports Modalities: Strong Evidence or only Incipient Findings? Vol. 33, Journal of Strength and Conditioning Research. 2019. 253–282 p.

11. Saunders B, Elliott-Sale K, Artioli GG, Swinton PA, Dolan E, Roschel H, et al. β-alanine supplementation to improve exercise capacity and performance: a systematic review and meta-analysis. Br J Sports Med [Internet]. 2017 Apr 1 [cited 2021 Aug 5];51(8):658–69. Available from: https://bjsm.bmj.com/content/51/8/658

12. Ducker KJ, Dawson B, Wallman KE. Effect of Beta-Alanine Supplementation on 2,000-m Rowing-Ergometer Performance. Int J Sport Nutr Exerc Metab [Internet]. 2013 Aug 1 [cited 2021 Aug 5];23(4):336–43. Available from: https://journals.humankinetics.com/view/journals/ijsnem/23/4/article-p336.xml

13. Baguet A, Bourgois J, Vanhee L, Achten E, Derave W. Important role of muscle carnosine in rowing performance. 2021;1096–101.

14. Baguet A, Bourgois J, Vanhee L, Achten E, Derave W. Important role of muscle carnosine in rowing performance. https://doi.org/101152/japplphysiol001412010 [Internet]. 2010 Oct [cited 2021 Aug 5];109(4):1096–101. Available from: https://journals.physiology.org/doi/abs/10.1152/japplphysiol.00141.2010

15. Grgic J. Effects of beta-alanine supplementation on Yo–Yo test performance: A meta-analysis. Clin Nutr ESPEN [Internet]. 2021;43:158–62. Available from: https://doi.org/10.1016/j.clnesp.2021.03.027

16. Stellingwerff T, Anwander H, Egger A, Buehler T, Kreis R, Decombaz J, et al. Effect of two β-alanine dosing protocols on muscle carnosine synthesis and washout. Amin Acids 2011 426 [Internet]. 2011 Aug 17 [cited 2021 Aug 5];42(6):2461–72. Available from: https://link.springer.com/article/10.1007/s00726-011-1054-4

17. Saunders B, De Salles Painelli V, De Oliveira LF, Da Eira Silva V, Da Silva RP, Riani L, et al. Twenty-four Weeks of β-Alanine Supplementation on Carnosine Content, Related Genes, and Exercise. Med Sci Sports Exerc. 2017 May 1;49(5):896–906.

18. Church DD, Hoffman JR, Varanoske AN, Wang R, Baker KM, La Monica MB, et al. Comparison of Two β-Alanine Dosing Protocols on Muscle Carnosine Elevations. J Am Coll Nutr [Internet]. 2017;36(8):608–16. Available from: https://doi.org/10.1080/07315724.2017.1335250

19. Baguet A, Reyngoudt H, Pottier A, Everaert I, Callens S, Achten E, et al. Carnosine loading and washout in human skeletal muscles. https://doi.org/101152/japplphysiol913572008 [Internet]. 2009 Mar [cited 2021 Aug 6];106(3):837–42. Available from: https://journals.physiology.org/doi/abs/10.1152/japplphysiol.91357.2008

20. Baguet A, Reyngoudt H, Pottier A, Everaert I, Callens S, Achten E, et al. Carnosine loading and washout in human skeletal muscles. 2021;837–42.

21. Dolan E. The Muscle Carnosine Response to Beta-Alanine Supplementation : A Systematic Review With Bayesian Individual and Aggregate Data E-Max Model and Meta-Analysis. 2020;11(August):1–11.

22. Perim P, Marticorena FM, Ribeiro F, Barreto G, Gobbi N, Kerksick C, et al. Can the Skeletal Muscle Carnosine Response to Beta-Alanine Supplementation Be Optimized ? 2019;6(August):1–10.

23. S S, L B, I E, T B, Y T, P C, et al. Meal and beta-alanine coingestion enhances muscle carnosine loading. Med Sci Sports Exerc [Internet]. 2013 Aug [cited 2021 Aug 6];45(8):1478–85. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23439427/