Che Cos'è

La beta alanina (β-alanina) è un piccolo aminoacido non proteinogenico; significa che non partecipa alla sintesi proteica, come avviene invece per la maggior parte degli altri amminoacidi.

Nell'organismo umano, la sintesi epatica di beta alanina va a sommarsi all'apporto alimentare; questo amminoacido si trova in particolare negli alimenti proteici di origine animale, come carni rosse o bianche o pesce, dove non è presente in forma libera ma come componente di determinati peptidi, primo fra tutti la carnosina (P-alanil-L-istidina), ma anche anserina e omocarnosina.

La funzione biologica di maggior interesse della beta-alanina è collegata proprio alla carnosina, di cui rappresenta una molecola precorritrice. A livello muscolare, infatti, associandosi all'aminoacido istidina, la beta-alanina dà origine a quello che è uno dei principali sistemi tampone per l'acido lattico posseduti dalle cellule muscolari.

Grazie a tale proprietà, l'integrazione di beta-alanina permette di aumentare le prestazioni fisiche ad elevata intensità, che si svolgono nell'intervallo 60-240 secondi con notevole produzione di acido lattico.

Degne di nota sono anche le presunte proprietà antiossidanti e anti-invecchiamento della carnosina, con attività protettiva a livello neurologico (potenziale trattamento per l'autismo) e contro la glicazione proteica.

Grandi dosi di beta-alanina possono causare una sensazione di formicolio, chiamata parestesia. Si tratta di un effetto collaterale benigno, abbastanza comune ma del tutto innocuo, che può essere evitato utilizzando formulazioni a rilascio prolungato o suddividendo la dose giornaliera (2-5 grammi) in dosi più piccole (0,8-1 g) più volte al giorno.

A Cosa Serve

L'integrazione di beta alanina può risultare particolarmente utile negli sportivi, grazie alla capacità di:

• aumentare la resistenza muscolare; in base ai risultati di una meta-analisi, garantirebbe un aumento medio della performance del 2,85% in termini di aumentata resistenza muscolare a sforzi di durata compresa tra 60 e 240 secondi. Un incremento che può sembrare modesto ma che ad altissimi livelli può fare molta differenza.
  I benefici diminuirebbero per sforzi di durata superiore ai 240 secondi e non sarebbero significativi per sforzi inferiori al minuto (per i quali la creatina si rivela più adatta), dato che in entrambi i casi la letteratura mostra dati discordanti.
  La beta alanina potrebbe avere effetti favorevoli anche nel ridurrela percezione della fatica ¹
• Favorire il dimagrimento: diversi studi hanno dimostrato i potenziali effetti positivi dell'integrazione di beta-alanina, associata a un allenamento adeguato, in termini d riduzione della massa grassa ^{2, 3} e soprattutto di aumento della massa magra ^{3, 4}.

Un'integrazione di beta alanina sarebbe quindi utile per:

• bodybuilder e chi si allena in palestra: la supplementazione di β-alanina permette di eseguire più lavoro e più ripetizioni prima di raggiungere l'incapacità muscolare (esaurimento muscolare); questo può quindi tradursi in un aumento del carico allenante che, se adeguatamente compensato da dieta e riposo, si traduce in un aumento della prestazione e/o della crescita muscolare.
  La beta alanina non sembrerebbe invece efficace nell'espressione di forza o potenza massima, sebbene possa dare un contributo positivo in caso di prove massimali ravvicinate ripetute nel tempo.
• Atleti impegnati in sport di resistenza anaerobica o di tipo misto aerobico / anaerobico: ad esempio calciatori, giocatori di basket, giocatori di football americano, atleti di cross-fit, duecentometristi, quattrocentometristi e ottocentrometristi, ciclismo su pista.
• Soggetti anziani: le concentrazioni di carnosina a livello muscolare diminuiscono con l'età, a causa del depauperamento delle fibre veloci ad azione glicolitica o di tipo II (fibre bianche); considerato il potenziale antiaging della carnosina, una sua integrazione potrebbe quindi essere importante nelle strategie alimentari e comportamentali finalizzate a promuovere un healthy aging.
• Vegetariani e vegani: i livelli di carnosina sono più bassi nei vegetariani (rispetto agli onnivori), data la presenza della stessa e dei suoi precursori negli alimenti animali.

Associazioni

Benefici aggiuntivi, seppur con risultati contrastanti in letteratura, potrebbero derivare dall'associazione della beta alanina con:

• creatina (coinvolta soprattutto negli sforzi esplosivi, quindi indicata quando si ricerca una prestazione breve di tipo massimale, come nel powelifting o nei 100 metri)
• bicarbonato di sodio (che in sinergia con la carnosina migliora la capacità tampone a livello muscolare, risultando maggiormente indicato negli sforzi che coinvolgono massimamente il sistema anaerobico lattacido).

La beta-alanina è anche un ingrediente tipico degli integratori ad azione tonico - energetica, indicati nei periodi di stanchezza e intenso impegno psicofisico (ad es. Massigen Pronto Recupero, Sustenium Plus e MGK Vis ricarica Plus).

Caratteristiche

Sintesi di Beta-Alanina

La sintesi endogena di beta alanina avviene a livello epatico, a partire dalla degradazione irreversibile delle pirimidine (citosina e uracile).

Sintesi di Carnosina

Dopo essere stata sintetizzata nel fegato, la beta-alanina viene trasportata alle cellule muscolari, dove avviene la sintesi di carnosina.

L'ingresso della beta alanina nelle cellule muscolari attraverso il sarcolemma avviene mediante dei co-trasporti specifici per le molecole con struttura chimica affine alla beta alanina, quali glicina, taurina e GABA. Ciò ha fatto supporre che la supplementazione di beta alanina possa diminuire l'uptake muscolare di tali sostanze, creando ad esempio un deficit transitorio di taurina; tuttavia, nessuno degli studi condotti sull'uomo che hanno utilizzato l'integrazione di beta-alanina supplementare (fino a 6,4g/die) ha menzionato effetti collaterali che possano suggerire una carenza di taurina (come l'aumento dei crampi muscolari).

Una volta che la beta-alanina è entrata nelle fibre muscolari, la sintesi avviene ad opera dell'enzima carnosina sintasi (ATPGD1), espresso soprattutto a livello muscolare, e in misura inferiore nel cervello.

ATPGD1 catalizza la sintesi di carnosina a partire dall'aminoacido istidina e dall'amminoacido beta-alanina; è proprio la disponibilità di quest'ultima a rappresentare il fattore limitante di tale sintesi, il che significa che una ridotta quantità di beta-alanina riduce la produzione di carnosina muscolare.

Dopo essere stata sintetizzata, la carnosina si conserva soprattutto nelle fibre muscolari veloci, di tipo II (o fibre bianche), rispetto alle fibre di tipo I (rosse). Tali livelli diminuiscono con l'età a causa del depauperamento delle fibre ad azione glicolitica, associato al calo dei ivelli di testosterone che normalmente si verifica con l'invecchiamento.

Carnosina negli Animali

Si ritiene che i grandi mammiferi marini debbano la loro capacità di rimanere a lungo in immersione alle elevate concentrazioni muscolari di carnosina, che andrebbero a contrastare lo stato di acidosi metabolica indotto dai bassi livelli di ossigeno.

Tra le varie specie animali, i livelli più alti di carnosina sono osservati nei cavalli, nei cani da corsa e nella balenottera minore (Balaenoptera acutorostrata).

Carnosina negli Alimenti

La carnosina e la beta-alanina sono più abbondanti nei muscoli scheletrici, quindi nei prodotti a base di carne, come ad esempio:

• Manzo: ne contiene, in base alle fonti, 150mg o 175-196mg per 100 grammi di carne
• Carne di maiale: ne contiene 244 ± 13 mg per 100 grammi di carne
• Pollame: ne contiene 66,6 ± 9 mg per 100 grammi di carne (con tre volte più anserina di carnosina)
• Brodo di pollo
• Pesce

E' interessante notare come gli animali di allevamento presentino livelli inferiori di carnosina rispetto a quelli selvatici; ciò sottolinea come la carnosina sia correlata ai livelli di attività muscolare, essendo richiesta in condizioni di forte impegno muscolare.

Acidosi Muscolare - Cosa Significa?

Per garantire la produzione energetica necessaria a sostenere sforzi brevi e particolarmente intensi (dai 10 secondi ai 60-90 secondi), l'organismo umano fa massiccio affidamento al cosiddetto meccanismo anaerobico lattacido (o anaerobico glicolitico):

• il termine anaerobico sottolinea come la sintesi di ATP sia indipendente dalla presenza di ossigeno; in altre parole, il sistema anaerobico lattacido NON utilizza l'ossigeno per la produzione di energia;
• il termine lattacido indica come, insieme alla produzione di energia all'interno del muscolo, il processo porti alla produzione di acido lattico.
  Se lo sforzo è particolarmente intenso, i sistemi di smaltimento dell'acido lattico non sono in grado di smaltirlo completamente, con conseguente accumulo a livello muscolare ed ematico.

Un accumulo di acido lattico, scisso in ioni idrogeno (H⁺) e lattato, provoca una diminuzione del pH nel muscolo (acidosi muscolare).

L'acidità muscolare causata dall'acido lattico (conseguente all'accumulo in di H⁺) ostacola la contrazione del muscolo e, attraverso un meccanismo protettivo, rende inefficace l'azione dell'1-fosfofruttochinasi (enzima attivo nella glicolisi, quindi coinvolto nello stesso metabolismo anaerobico lattacido e nella produzione di acido lattico).

In seguito a tali eventi, il soggetto sarà quindi costretto a ridurre notevolmente l'intensità d'esercizio (cedimento muscolare) per continuare lo sforzo.

L'organismo possiede dei sistemi tampone e trasportatori che rimuovono l'acido lattico e gli ioni H⁺ dal muscolo. I trasportatori monocarbossilati, quali MCT1 e MCT4, facilitano l'efflusso del lattato e degli H⁺, mentre la carnosina risulta essere il sistema tampone (presenta una capacità tampone del 10-20%) più efficace.

Azione della Carnosina

Come abbiamo ricordato,

• l'integrazione di Beta-Alanina permette di aumentare i livelli muscolari di carnosina in maniera più efficace e più economica rispetto alla carnosina stessa (che non può entrare come tale nelle cellule muscolari, ma dev'essere prima scissa in istidina e beta-alanina);
• L'integrazione con 4,8 grammi di β-alanina per 5 settimane ha mostrato di poter aumentare le concentrazioni muscolari di carnosina fino al 64% quando la dose viene assunta durante i pasti e fino al 41% quando la stessa dose viene somministrata a digiuno ⁷
• durante uno sforzo fisico intenso, la carnosina agisce principalmente come un buffer (una sostanza che ha un effetto tampone), aiutando l'equilibrio del pH a livello muscolare. Ciò consente di prolungare lo sforzo muscolare più a lungo.
  

La carnosina si trova sia nelle fibre muscolari di tipo I sia di tipo II, ma è presente in concentrazioni molto più elevate nelle fibre di tipo II, cioè le più utilizzate negli allenamenti coi pesi ad alta intensità, nonché le più sensibili alla crescita muscolare.

Durante un esercizio fisico strenuo che induce acidosi muscolare, la carnosina agisce come accettore di ioni H⁺, grazie al suo anello imidazolico, con conseguente cambiamento della sua costante di dissociazione acida (pK_a) a 6,83, che permette il mantenimento del pH intracellulare e la riduzione del senso di fatica.

Si stima che la carnosina costituisca il 10-20% della capacità tampone totale nelle fibre muscolari di tipo I e II.

Carnosina o Carnitina?

A parità di dose somministrata, l'integrazione di beta-alanina si è dimostrata in grado di aumentare le riserve di carnosina muscolare in misura maggiore rispetto alla carnosina stessa (di cui solo il 40% in peso è disponibile come Beta alanina).

Anche se tale differenza tende ad appiattirsi con l'aumento delle dosi somministrate, il maggior costo della carnosina ha spinto l'industria alimentare verso l'utilizzo prevalente di beta alanina a scopo supplementare.

Si ricorda a tal proposito che la carnosina ingerita non è in grado di entrare in modo significativo nelle cellule muscolari, ma dev'essere prima idrolizzata in vivo nei suoi due substrati, la beta-alanina e l'istidina, che a loro volta possono entrare nelle cellule muscolari ed essere utilizzati per la sintesi di carnosina.

Modo d'uso

I dosaggi di beta-alanina suggeriti variano dai 2 ai 5 grammi al giorno, a seconda del peso e dell'attività sportiva.

Uno studio ha dimostrato come, a parità di dose somministrata nei due gruppi, le concentrazioni muscolari di carnosina aumentassero di più quando la beta-alanina veniva assunta prima dei pasti rispetto all'assunzione a digiuno. L'ingresso intra-muscolare della beta-alanina sarebbe quindi favorito dall'insulina, a sua volta stimolata dall'ingestione di carboidrati e/o proteine.

Nel suo libro Alimentazione e integrazione: per lo sport e la performance fisica, il dr. Massimo Spattini suggerisce:

solitamente assumere 6 g al giorno di beta-alanina va bene per un breve periodo di almeno quattro settimane, in modo tale da innalzare repentinamente la concentrazione di carnosina in funzione di una gara (di qualsiasi genere); se invece si opta per un dosaggio più basso di 3-4 g al giorno, allora è consigliabile prolungare la supplementazione per almeno 8-12 settimane, dopodiché è sufficiente un dosaggio di 1,5 g al giorno per mantenere i livelli di carnosina intorno al 50% in più rispetto al valore basale.

Avvertenze

• Non superare la dose giornaliera di Beta Alanina consigliata dal medico o riportata in etichetta e/o nel foglio illustrativo del prodotto.
• Gli integratori di Beta Alanina non vanno intesi quali sostituti di una dieta variata, equilibrata e di un sano stile di vita.
• Tenere gli integratori a base di Beta Alanina lontano dalla vista e dalla portata dei bambini al di sotto dei tre anni.

Controindicazioni

• I prodotti a base di Beta Alanina sono controindicati in caso di allergia (ipersensibilità) alla Beta Alanina o ad uno qualsiasi degli altri componenti del prodotto.
• L'uso di integratori di Beta Alanina dovrebbe essere evitato, o strettamente supervisionato da personale medico, durante la gravidanza e l'allattamento.
• L'assunzione di Beta Alanina in presenza di condizioni patologiche o situazioni particolari, o se si sta seguendo una terapia farmacologica, è consigliata soltanto sotto controllo del medico che, conoscendo approfonditamente il quadro clinico del paziente, saprà dare i migliori consigli.

Effetti Collaterali

• La supplementazione di beta-alanina può causare parestesia, un formicolio della pelle potenzialmente fonte di disagio ma comunque innocuo. In genere, tale formicolio si localizza al viso, ma è stato riportato anche a livello dell'addome, del torace e delle estremità.
  La parestesia si verifica in genere quando una dose troppo elevata di beta-alanina viene assunta in modo acuto.
  Tale fenomeno può essere evitato ricorrendo a formule di beta alanina a rilascio prolungato o più semplicemente suddividendo il dosaggio giornaliero in singole dosi non superiori ad 800/1.000mg, da assumere a distanza di almeno 3 ore tra loro.
• Non sono attualmente noti gli effetti collaterali a lungo termine derivanti dall'assunzione cronica di Beta Alanina.

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