Ossido nitrico e sport: una relazione possibile
Negli ultimi 25 anni, l’ossido nitrico, meglio conosciuto come NO, che è poi la sua sigla, ha senza dubbio guadagnato un posto di rilievo nel campo della ricerca scientifica.
La ragione c’è. Riconosciuto come mediatore di processi biologici vanta non pochi pregi, che vanno dal controllo vascolare alla memoria a lungo termine, dall’infiammazione dei tessuti ai deficit di erezione, all’azione antiossidante. Non è finita qui. L’NO endoteliale è anche un potente vasodilatatore capace di regolare la pressione sanguigna, ritardare il processo aterosclerotico, inibendo il reclutamento delle citochine pro-infiammatorie e l’aggregazione piastrinica.
Che cos’è l’ossido nitrico?
In sostanza, che cos’è l’ossido nitrico? In maniera semplice possiamo dire che è un radicale libero. Se vogliamo essere più scientifici, precisiamo che è un radicale libero sintetizzato in modo enzimatico dalle NO-sintasi (NOS), una famiglia di ossigenasi che ricorda strutturalmente il Citocromo P450. Tali enzimi, partendo dall’aminoacido L-arginina, sintetizzano NO.
L’ossido nitrico si “fregia” anche di un prestigioso premio. Nel 1998, gli studi sulla sua azione hanno valso al professor Salvador Moncada addirittura il premio Nobel.
L’ossido nitrico e il muscolo scheletrico
Negli ultimi tempi i ricercatori hanno posto l’accento sull’importanza funzionale dell’ossido nitrico nel muscolo scheletrico.
Non solo. Le funzioni muscolo-scheletriche regolate da NO o da molecole a esso correlate, includono la produzione di forza (sinergia tra eccitazione e contrazione), la regolazione del flusso sanguigno, la differenziazione dei miociti, ovvero le fibre muscolari, la respirazione, e l’omeostasi del glucosio.
Una tabella per conoscere da vicino il NO
La tabella qui sotto elenca le caratteristiche delle tre isoforme (ovvero, molecole proteiche dotate della stessa funzione sebbene presentino delle differenze nella struttura n.d.r.) di NOS che sono state identificate.
L’espressione e la localizzazione delle isoforme di NOS sono dipendenti da numerose variabili: l’età, il periodo dello sviluppo, l’innervazione e l’attività del muscolo, l’esposizione a citochine e fattori di crescita, il tipo di fibra del muscolo e, infine, la specie.
Isoforme di ossido nitrico sintetasi (NOS) nel muscolo scheletrico
| Isoforma NOS | Tipo I | Tipo II | Tipo III |
| Nome alternativo | Neuronale | Inducibile | Endoteliale |
| Peso molecolare | 160 kDal | 130 kDal | 130 kDal |
| Stimolo per la produzione | Esercizio | Citochine | Esercizio |
| Localizzazione sul miocita | Sarcolemma | Citosol | Mitocondrio |
| Specificità per tipo di fibra | Fibre veloci | Non testato | No |
| Espressione su altri tipi cellulari | Assone neurale | Macrofagi | Endotelio vascolare |
| Regolazione dell’attività enzimatica | Ca2+ – Calmodulina | Trascrizione | Ca2+ – Calmodulina |
| Pattern di sintesi di NO | Basso tasso, intermittente | Alto tasso, continuata | Basso tasso intermittente |
| Ruolo fisiologico | Mediatore della contrazione muscolare
Interazioni cellula cellula |
Azione antimicrobica | Modulatore della respirazione mitocondriale (?) |
Gli effetti dell’ossido nitrico sull’energetica muscolare tendono a conservare le riserve di energia intracellulare. E ciò influenza il metabolismo dei miociti a più livelli, promuovendo il trasporto di glucosio mentre inibisce la glicolisi, la respirazione mitocondriale e la rottura della fosfocreatina.
In realtà, l’NO può essere sintetizzato anche in una maniera “NOS indipendente”. Questo nasce dall’esigenza di avere disponibili precursori fondamentali della sintesi di NO da introdurre con i cibi o sotto forma di integratori. In questo senso, i primi a dare notevoli risultati sono stati i nitrati e i nitriti.
L’ossido nitrico e gli integratori per lo sport
Che si tratti di atleti amatoriali o professionisti, l’uso di integratori per lo sport è in netta crescita. L’obiettivo? Migliorare la performance, facilitare il recupero. In particolare, la categoria di integratori nota come pre-workout o pre-allenamento, sembra essere il filo conduttore nel regime di molti sportivi, in particolare dei culturisti e degli atleti di forza.
Prodotti che, in genere, contengono una combinazione di più ingredienti, di stimolanti (vedi la caffeina), di agenti di produzione di energia (tipo la creatina) o di sostanze che agiscono come amplificatori di ioni idrogeno (quale la beta-alanina). Oppure, si tratta di nutrienti e di preparati proteici per il recupero (come gli aminoacidi), di antiossidanti e di precursori di ossido nitrico (l’arginina, per esempio).
In questi ultimi anni è stata costituita un’intera classe di integratori sportivi, i booster di ossido nitrico, finalizzati a un aumento (teorico!) di ossido nitrico, il capostipite può essere considerato la “L-arginina”. Questa classe di integratori si basa sulla correlazione esistente tra l’aumento di ossido nitrico in circolo e un miglioramento nella prestazione e nel recupero post-esercizio.
Dalla creatina ai flavanoli del cacao: dove si concentrano gli studi
Sono ormai centinaia gli studi che hanno condotto dei test su ingredienti isolati e comunemente usati nel pre-allenamento. Molti hanno riportato risultati positivi. Prendiamo la caffeina: la sua assunzione prima dell’esercizio è stata segnalata per indurre un miglioramento della prestazione sia nell’esercizio aerobico che in quello anaerobico, anche se i risultati sono controversi. Nella maggior parte degli studi, il dosaggio consumato prima dell’esercizio varia da 3-7 mg/kg. In altri, sono state utilizzate quantità più elevate.
Un altro nutriente ben studiato è la creatina, usata per migliorare le prestazioni nell’esercizio di alta intensità. Nella maggior parte degli studi, il dosaggio è stato di 5 grammi al giorno, presi diversi giorni / settimane, fino all’esecuzione del test ergometrico previsto dal protocollo. Anche la beta alanina desta parecchio interesse. Spesso oggetto di discussione, non tutti gli studi concordano nell’affermare che sia in grado di diminuire l’accumulo di lattato e/o di aiutare la prestazione.
Di recente, è stata segnata la glycine propionil-l-carnitina per migliorare la performance e ridurre la produzione di lattato in risposta all’esercizio in un ciclo di prove ripetute di sprint se consumata in un unico dosaggio di 4,5 grammi. È stato anche riportato un aumento di NO (misurato come nitrati e nitriti) quando un gruppo di soggetti ha preso la glycine propionil-l-carnitina a un dosaggio giornaliero di 4,5 grammi per 4 o per 8 settimane.
Per rimanere in campo naturale, oltre alla categoria dei nitrati organici (a oggi forse il gruppo di sostanze più studiate come induttori di NO), una nicchia di grande interesse se lo stanno ricavando anche i flavanoli del cacao.
In precedenza, era stata evidenziata un’azione specifica sulla funzione endoteliale vasale NO-dipendente, attivata dai flavonoidi, in generale, e dai flavanoli del cacao in particolare.
Bibliografia
- Moncada S, Higgs EA. The L-arginine-nitric oxide pathway. N Engl J Med. Dec 30;329(27):2002-12.
- Brown GC. Nitric oxide regulates mitochondrial respiration and cell functions by inhibiting cytochrome oxidase. FEBS Lett. 1995 Aug 7;369(2-3):136-9.
- Jacobs PL, Goldstein ER, Blackburn W, Orem I, Hughes JJ. Glycine propionyl-L-carnitine produces enhanced anaerobic work capacity with reduced lactate accumulation in resistance trained males. J Int Soc Sports Nutr. 2009 Apr 2;6:9.
- Heiss C, Schroeter H, Balzer J, Kleinbongard P, Matern S, Sies H, Kelm M. Endothelial function, nitric oxide, and cocoa flavanols. J Cardiovasc Pharmacol. 2006;47 Suppl 2:S128-35; discussion S172-6.
- Bailey SJ, Winyard P, Vanhatalo A, Blackwell JR, DiMenna FJ, Wilkerson DP, Tarr J, Benjamin N, Jones AM. Dietary nitrate supplementation reduces the O2 cost of low-intensity exercise and enhances tolerance to high-intensity exercise in humans. J Appl Physiol. 2009 Oct; 107 (4):1144-1155.
