Aminoacidi Ramificati (BCAA): benefici ed effetti

Gli aminoacidi ramificati (BCAA, da branched-chain amino acids) sono forse ancora oggi tra i supplementi più popolari nel fitness e nell’attività fisica in generale. Ma questo è probabilmente anche il caso più emblematico in cui esiste una larga discrepanza tra la popolarità di un supplemento e la sua inefficacia.

I BCAA sono 3 aminoacidi essenziali: leucina, isoleucina, valina sono famosi in campo sportivo perché da soli compongono il 40% degli aminoacidi di un muscolo e perchè bypassano il fegato venendo metabolizzati direttamente dalle fibre muscolari.

In questo articolo  vedremo di approfondire gli eventuali effetti, se e a cosa servono, come e quando funzionano, per concludere con le linee guida su come utilizzarli in maniera intelligente, nel caso si scelga di assumerli.

BCAA inversione di rotta

Gli aminoacidi ramificati (BCAA) godono di una grande popolarità da almeno un paio di decenni, ma in anni recenti, nella ricerca e tra molti esperti di nutrizione sportiva,  ha avuto luogo un’inversione di rotta (1,2,3,4).

Ad oggi i BCAA non sono riconosciuti come un supplemento particolarmente utile o importante per l’attività sportiva, che questa sia finalizzata alla crescita muscolare, alla perdita di grasso o alla performance (1,2,3,4); alcuni importanti ricercatori li hanno addirittura giudicati controproducenti per l’anabolismo (3).

Ma è comprensibile che questo aggiornamento tecnico tardi ad arrivare alle persone e a molti operatori, in buona parte perché influenzati dalle credenze popolari fortemente radicate dei tempi passati, in parte perché non tutti stanno al passo con i continui aggiornamenti della ricerca e le più recenti evoluzioni del settore.
Questo senza considerare l’opposizione di chi, in una posizione di conflitto di interessi, comprensibilmente ignora questo cambio di direzioni per poter continuare a promuoverne la vendita.

Presunti benefici degli aminoacidi ramificati

Per come venivano riconosciuti in passato secondo le opinioni più comuni, i BCAA sembravano risultare tra i migliori e più efficaci supplementi per l’attività fisica. I benefici attribuiti andavano dalla crescita muscolare, al dimagrimento, al miglioramento di vari tipi di performance, al recupero fisico, al migliore focus mentale.

Ad oggi, quantomeno la maggior parte di questi benefici sono stati fortemente messi in discussione tra scienziati ed esperti, e se proprio bisognasse riconoscere un possibile e potenziale effetto positivo, questo risulta limitato a situazioni particolari che in genere non riguardano chi si allena in palestra, soprattutto con un piano alimentare mirato (vedi pazienti ricoverati o anziani).

Effetto anabolico dei BCAA

Uno dei tipici benefici attribuiti ai BCAA è quello di agente anabolico, ovvero che dovrebbe favorire una maggiore crescita muscolare. In realtà, i BCAA isolati dimostrano di per sé al massimo deboli capacità di stimolare la sintesi proteica muscolare (MPS) post-ingestione rispetto alle proteine con una pari quantità di BCAA (2), e non risulta un chiaro effetto a lungo termine sulla crescita o il mantenimento muscolare in associazione all’allenamento con i pesi (5,6).

Cosa più importante, assumere una quantità di proteine ottimale per gli sportivi già apporta molti BCAA contenuti nel cibo, e dato che spesso chi si allena in palestra assume giornalmente ben più proteine di quelle che sarebbero necessarie (>2.2 g/kg), l’apporto di BCAA con il cibo eccede i livelli minimi per ottimizzare l’anabolismo che si otterrebbero con un apporto proteico di almeno 1.6 g/kg (1,7).

Effetto anti-catabolico dei BCAA

Se dal punto di vista dell’anabolismo i BCAA non risultano chiaramente utili, spesso vengono proposti come supplemento anti-catabolico durante l’esercizio. In primo luogo, l’effetto anti-catabolico è stato messo in discussione da alcuni scienziati (4), anche se alcuni studi hanno raccolto degli indizi a supporto di questa idea (8,9).

Ad ogni modo l’esercizio fisico non espone a catabolismo muscolare nel contesto della normale alimentazione. L’eventuale processo di catabolismo muscolare viene enfatizzato nell’esercizio a digiuno, ma questo non è un indicatore della perdita di massa muscolare (10,11). Il fatto che in un momento della giornata (come nel digiuno notturno o negli allenamenti a digiuno) si verifichi un leggero catabolismo muscolare, non è indice di una perdita di massa muscolare (10,11).

Cosa più importante, ingerire cibo ha di per sé un effetto anti-catabolico (12), quindi anche se i BCAA agissero in tal senso, l’effetto verrebbe sopraffatto dal cibo ingerito.

Effetti sul recupero

Tra i vari proposti benefici, i BCAA favorirebbero il recupero accelerando il ripristino di vari parametri come l’indolenzimento muscolare (DOMS), il danno muscolare, la performance e la funzionalità muscolare temporaneamente deteriorate dagli allenamenti estenuanti o dai nuovi stimoli di allenamento (13,14,15).

Per quanto sia stato stabilito un effetto benefico per alcuni aspetti del recupero, anche in questo caso lo si osserva in condizioni in cui l’apporto proteico risulta subottimale per lo sportivo, o in cui i BCAA assunti a ridosso dell’allenamento vengono paragonati a un placebo (zucchero). Alcuni ricercatori infatti sottolineano che i BCAA potrebbero agire positivamente sul recupero se l’apporto proteico è al di sotto di 1.6 g/kg di proteine (16), cioè inferiore alle soglie minime ottimali per chi si allena con i pesi (1,7).

Effetti ergogenici

Uno dei più citati effetti dei BCAA è il ruolo ergogenico, cioè di miglioramento della performance sportiva. L’ipotesi originale verteva sul ritardo della fatica a carico del sistema nervoso centrale: per farla breve, impedendo l’accesso del triptofano al cervello per sintetizzare serotonina, un neurotrasmettitore implicato nell’affaticamento, i BCAA avrebbero limitato o ritardato la fatica a livello centrale.

Ma da molti anni l’ipotesi dei BCAA per la fatica centrale è stata messa in discussione data anche l’assenza di reali prove sperimentali (17,18,19), sollevando dei dubbi sulla sua validità. Inoltre, la fatica centrale risulta molto più influenzata dalla durata che non dall’intensità dell’esercizio (20), e non a caso questi effetti dei BCAA vengono trattati nel contesto dell’endurance prolungata più che dell’allenamento con i pesi (18).

Questo da una parte potrebbe validare l’utilizzo dei BCAA come potenziale ergogenico per l’endurance prolungata, dall’altra pone ulteriori dubbi sull’utilità negli sport con i pesi, per caratteristica intensi e di durata breve o moderata. Ma anche i carboidrati assunti nel pre-allenamento aerobico, in quantità attorno a 1.5 g/kg, sono capaci di ritardare la fatica centrale rispetto a un pasto meno glucidico (0.8 g/kg) con le stesse proteine (21). Quindi rimane discutibile che i BCAA abbiano un effetto unico in tal senso che non può essere ottenuto con il cibo o con i carboidrati.

Effetti brucia grassi

Uno dei presunti effetti secondari degli aminoacidi ramificati, spesso promossi nel fitness e nel bodybuilding sarebbe quello di agente “brucia grassi” (fat burner). L’unico studio spesso citato come presunta prova di questo effetto, osservò che chi li assumeva per ben 65 g al giorno perse più grasso rispetto a chi instaurava la stessa restrizione calorica con più proteine ma senza BCAA isolati (22).

Bisogna però considerare le importanti limitazioni dello studio (qui non approfondite), il fatto che i risultati non sono mai stati replicati, e soprattutto che le quantità di BCAA assunti erano comunque irrealistiche e esageratamente elevate (0.9 g/kg/die). Quindi ad oggi non ci sono basi a documentare un effetto “brucia grassi” dei BCAA.

Effetto “energetico”

Una proprietà che viene spesso attribuita ai BCAA nel contesto sportivo è quella di agire come supplemento energetico, un ruolo che potrebbe essere usato per supportare un’ulteriore presunta funzione ergogenica aggiuntiva al ritardo della fatica centrale.

I BCAA risultano un substrato energetico come tutti i nutrienti calorici, e dato che vengono ossidati (impiegati come energia) preferenzialmente dal muscolo scheletrico bypassando la metabolizzazione da parte del fegato (18,19) (come accade invece per gli altri amminoacidi), questo dettaglio decontestualizzato potrebbe essere messo in risalto per poterne valorizzare il ruolo energetico per il muscolo sotto sforzo.

Rimane però discutibile che i BCAA siano più efficienti dei carboidrati per apportare energia sotto sforzo, dato che anche questi ultimi vengono prontamente e prioritariamente ossidati dal muscolo contribuendo ad apportare energia immediata (23,24), sopprimendo inoltre l’eventuale ossidazione dei BCAA muscolari (25).
Inoltre a parità di litro d’ossigeno consumato il glucosio produce 5,36kcal mentre i BCAA soltanto 3,33kcal. Sono quindi una fonte di carburante molto meno efficace. 

Per concludere, l’esercizio fisico richiede energia, e se il cibo scarseggia il corpo sarà portato a ricavarla da substrati depositati nel corpo, tra cui in minima parte dai BCAA muscolari; mentre in caso contrario la ricaverà da ciò che viene introdotto dall’esterno, che essi siano carboidrati o BCAA isolati.

BCAA arricchiti di leucina

I normali BCAA presentano un rapporto 2:1:1, cioè la leucina è presente in quantità maggiore del doppio rispetto a isoleucina e valina, o in altri termini il 50% della quantità totale è rappresentato dalla leucina. Dato che quest’ultimo è il principale, e secondo alcuni l’unico aminoacido importante tra i tre per promuovere la sovraregolazione delle vie anaboliche, in anni più recenti sono state presentate sul mercato anche le cosiddette formule “arricchite di leucina” (“leucine enriched”) con proporzioni differenti, come i BCAA 4:1:1, 8:1:1, addirittura si arriva fino alle 20:1:1.

Ma la proposta delle formule “leucine enriched” sembra motivata da scopi puramente commerciali e non risulta avere alcuna reale base scientifica. Recentemente è stato proposto che isoleucina e valina potrebbero interferire con l’assorbimento intestinale di leucina, l’unico tra i tre utile per potenziare la sintesi proteica (MPS), nel caso sia associata a una porzione proteica in quantità non-ottimali (<20 g) (2,3).

Ciò significa che se lo scopo è utilizzare questi aminoacidi per potenziare la MPS, ha più senso usare la leucina isolata, sia per il costo minore rispetto alle sopravvalutate formule arricchite, sia perché si è dimostrata più efficace dei tre BCAA assieme per questi scopi.

Aminoacidi ramificati: dosi e quando assumerli

Performance: se gli scopi di assunzione sono quelli di ottenere un effetto ergogenico dei limitati casi in cui possono avere un razionale, i BCAA andrebbero assunti nel pre- e/o nell’intra-workout per una quantità complessiva di 100 mg/kg (7.5 g per un uomo di 75 kg o 5 g per una donna di 50 kg).
L’assunzione, anche superiore a quella indicata, potrebbe essere sensata negli allenamenti di endurance a digiuno molto prolungati o in scarsità di carboidrati (modalità “training low”).

Recupero: se gli scopi sono mirati a favorire il recupero, i BCAA andrebbero assunti soprattutto nelle ore post-workout per una quantità complessiva di 200 mg/kg (13) (15 g per un uomo di 75 kg o 10 g per una donna di 50 kg).
L’assunzione per questi motivi può essere sensata nel caso si segua una dieta con apporto proteico subottimale per lo sportivo, in particolare se al di sotto dei 1.6 g/kg/die (16).

Sintesi proteica muscolare (MPS): per massimizzare la MPS i BCAA dovrebbero essere associati ad una quantità di proteine alimentari perché da soli non sono sufficienti per consentire il corretto svolgimento del processo, data la necessità di tutti i 9 aminoacidi essenziali (4). Curiosamente i BCAA riescono a stimolare la MPS anche isolati, ma questo incremento è dimezzato rispetto a una quantità di proteine complete con lo stesso contenuto di BCAA (25 g di whey protein) (2). Inoltre, la leucina isolata per 2.25 g dimostra di potenziare la MPS in risposta a una porzione scarsa di proteine più dei BCAA (2), e sarebbe quindi da preferire per questi scopi.

Riferimenti:

1. Jäger R et al. International Society of Sports Nutrition Position Stand: protein and exercise. J Int Soc Sports Nutr. 2017 Jun 20;14:20.
2. Kerksick CM et al. ISSN exercise & sports nutrition review update: research & recommendations. J Int Soc Sports Nutr. 2018 Aug 1;15(1):38.
3. Wolfe RR. Branched-chain amino acids and muscle protein synthesis in humans: myth or reality? J Int Soc Sports Nutr. 2017 Aug 22;14:30.
4. Tipton KD. Branched-chain amino acid supplementation to support muscle anabolism following exercise. Sports Sci Exch. 2017 Sep;
5. Spillane M et al. The effects of 8 weeks of heavy resistance training and branched-chain amino acid supplementation on body composition and muscle performance. Nutr Health. 2012 Oct;21(4):263-73.
6. Dieter BP et al. The data do not seem to support a benefit to BCAA supplementation during periods of caloric restriction. J Int Soc Sports Nutr. 2016 May 11;13:21.
7. Morton RW et al. A systematic review, meta-analysis and meta-regression of the effect of protein supplementation on resistance training-induced gains in muscle mass and strength in healthy adults. Br J Sports Med. 2018 Mar;52(6):376-384.
8. Tang FC. Influence of branched-chain amino acid supplementation on urinary protein metabolite concentrations after swimming. J Am Coll Nutr. 2006 Jun;25(3):188-94.  
9. MacLean DA et al. Branched-chain amino acids augment ammonia metabolism while attenuating protein breakdown during exercise. Am J Physiol. 1994 Dec;267(6 Pt 1):E1010-22.
10. Helms ER et al. Evidence-based recommendations for natural bodybuilding contest preparation: nutrition and supplementation. J Int Soc Sports Nutr. 2014 May 12;11:20.
11. Schoenfeld BJ et al. Body composition changes associated with fasted versus non-fasted aerobic exercise. J Int Soc Sports Nutr. 2014 Nov 18;11(1):54.
12. McGlory C et al. The impact of exercise and nutrition in the regulation of skeletal muscle mass. J Physiol. 2019 Mar;597(5):1251-1258.
13. Fouré A, Bendahan D. Is branched-chain amino acids supplementation an efficient nutritional strategy to alleviate skeletal muscle damage? A systematic review. Nutrients. 2017 Oct; 9(10): 1047.
14. Rahimi MH et al. Branched-chain amino acid supplementation and exercise-induced muscle damage in exercise recovery: A meta-analysis of randomized clinical trials. Nutrition. 2017 Oct;42:30-36.
15. Fedewa MV et al. Effect of branched-chain amino acid supplementation on muscle soreness following exercise: A meta-analysis. Int J Vitam Nutr Res. 2019 Apr 2:1-9.
16. VanDusseldorp TA et al. Effect of branched-chain amino acid supplementation on recovery following acute eccentric exercise. Nutrients. 2018 Oct 1;10(10).
17. Williams M. Dietary supplements and sports performance: amino acids. J Int Soc Sports Nutr. 2005 Dec 9;2:63-7.
18. Meeusen R, Watson P. Amino acids and the brain: do they play a role in “central fatigue”? Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2007 Aug;17 Suppl:S37-46.
19. Blomstrand E. Branched chain amino acids. In: Burke LM et al. BJSM reviews: A-Z of nutritional supplements: dietary supplements, sports nutrition foods and ergogenic aids for health and performance Part 4. Br J Sports Med. 2009 Dec;43(14):1088-90.
20. Thomas K et al. Central and peripheral fatigue in male cyclists after 4-, 20-, and 40-km time trials. Med Sci Sports Exerc. 2015 Mar;47(3):537-46.
21. Khong TK et al. The effect of quantity and quality of pre-exercise carbohydrate meals on central fatigue. J Appl Physiol (1985). 2018 Oct 1;125(4):1021-1029.
22. Mourier A et al. Combined effects of caloric restriction and branched-chain amino acid supplementation on body composition and exercise performance in elite wrestlers. Int J Sports Med. 1997 Jan;18(1):47-55.
23. Naderi A et al. Timing, optimal dose and intake duration of dietary supplements with evidence-based use in sports nutrition. J Exerc Nutrition Biochem. 2016 Dec; 20(4): 1–12.
24. Jeukendrup AE. Nutrition for endurance sports: marathon, triathlon, and road cycling. J Sports Sci. 2011;29 Suppl 1:S91-9.
25. Colombani PC et al. Metabolic effects of a protein-supplemented carbohydrate drink in marathon runners. Int J Sport Nutr. 1999 Jun;9(2):181-201.

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