AMINOACIDI: LA GUIDA DEFINITIVA, COSA SONO A CHE SERVONO E MOLTO ALTRO

Nel vasto universo della biochimica, gli aminoacidi emergono come elementi cruciali. Sono i mattoni fondamentali delle proteine e svolgono un ruolo determinante nella biologia umana. Per comprendere appieno la loro importanza, dobbiamo esplorare la loro struttura chimica e la loro varietà nel corpo.

La Dualità Chimica: D- e L-Aminoacidi

Iniziamo esaminando una caratteristica peculiare degli aminoacidi: la loro dualità chimica. Gli aminoacidi possono presentarsi in due forme, D- e L-. Nel corpo umano, predomina l’utilizzo della forma L-. Tuttavia, è importante notare che alcune eccezioni, come la D-carnitina, possono dimostrarsi tossiche per l’organismo.

Struttura Chimica degli Aminoacidi

Le proteine sono costituite da una catena di singoli componenti chiamati aminoacidi. Mentre ce ne sono 20 che si trovano comunemente negli alimenti, il corpo è in grado di sintetizzarne alcuni internamente. La struttura chimica di base di un aminoacido comprende un atomo di carbonio centrale, legato a un gruppo carbossilico (-COOH), un gruppo amminico (-NH2), un atomo di idrogeno e una catena laterale nota come “gruppo R”. Questa catena laterale varia tra gli aminoacidi, influenzandone la struttura, le dimensioni e la carica e, di conseguenza, le loro funzioni biologiche.

Dal Singolo Aminoacido alle Catene Proteiche

Ogni aminoacido rappresenta un mattone individuale che, una volta unito ad altri, forma una catena chiamata polipeptide o oligopeptide. Due aminoacidi condividono una connessione per formare un di-peptide, mentre tre si uniscono per costituire un tri-peptide. Questo processo di aggregazione prosegue fino a creare la struttura proteica completa, in cui ogni aminoacido svolge un ruolo specifico nella funzione complessiva della proteina stessa.

Classificazione degli Aminoacidi

Gli aminoacidi si dividono in categorie significative in base alla loro importanza e alla capacità del corpo di produrli autonomamente.

Aminoacidi Essenziali:

Iniziamo con gli aminoacidi essenziali, che sono di vitale importanza per il corpo umano. Questi aminoacidi devono essere forniti attraverso la dieta poiché l’organismo non è in grado di sintetizzarli autonomamente. Su un totale di 20 aminoacidi comuni, otto rientrano in questa categoria.

Aminoacidi Semi-Essenziali, Condizionatamente Essenziali e Ramificati

Alcuni aminoacidi, noti come semi-essenziali o condizionatamente essenziali, svolgono un ruolo chiave in particolari circostanze o fasi della vita. La cisteina e la tirosina, ad esempio, rientrano in questa categoria poiché il corpo può aumentare la loro richiesta in determinate situazioni, ma iniziano come derivati della metionina e della fenilalanina, rispettivamente.

Quando il corpo richiede una quantità di un aminoacido non essenziale superiore a quanto può produrne, si parla di aminoacidi condizionatamente essenziali. Questi includono l’arginina, la glicina, la glutammina, la prolina e la taurina. Ad esempio, la glutammina, generalmente considerata non essenziale, diventa essenziale in situazioni di elevato stress, traumi o ustioni.

Infine, ci sono tre aminoacidi essenziali noti come “aminoacidi a catena ramificata” o BCAA (Branched-Chain Amino Acids) a causa della loro struttura chimica unica. La leucina, l’isoleucina e la valina svolgono ruoli speciali nella fisiologia umana e nella crescita muscolare. Sono particolarmente significativi nell’ambito sportivo per la loro capacità di influenzare la sintesi proteica muscolare e regolare il metabolismo energetico.

Aminoacidi e le loro Funzioni

Alanina: Questo aminoacido diventa cruciale durante l’ipoglicemia, poiché può contribuire alla produzione di glucosio attraverso il ciclo alanina-glucosio. Inoltre, può svolgere un ruolo nell’abbassare i livelli di colesterolo nel sangue.

Acido Glutammico: Coinvolto in molteplici processi, l’acido glutammico partecipa alla sintesi delle proteine, dell’acido folico, dell’acetilcolina e del glutatione. Inoltre, agisce come precursore per altri aminoacidi, inclusi la glutammina, la prolina, l’arginina e il GABA. L’acido glutammico è anche fondamentale nel regolare la permeabilità delle membrane cellulari nervose e nell’inattivare l’ammoniaca prodotta dal catabolismo proteico.

Acido Aspartico: Questo aminoacido è coinvolto nel ciclo di Krebs e diventa particolarmente rilevante in condizioni di bassi livelli di glucosio, in quanto può essere convertito in ossalacetato, che può a sua volta trasformarsi in glucosio o entrare nel ciclo di Krebs. L’acido aspartico partecipa anche al ciclo dell’urea, alla formazione di anticorpi e alla sintesi di DNA e RNA.

Glicina: La glicina costituisce circa un terzo della struttura del collagene ed è essenziale per la regolazione dei motoneuroni. Inoltre, nei tessuti del fegato, rene e pancreas, partecipa alla formazione della creatina insieme agli aminoacidi arginina e metionina. Ha anche un ruolo nella produzione di anticorpi e immunoglobuline.

Serina: La serina contribuisce all’integrità delle membrane cellulari, supporta la salute del sistema nervoso centrale, facilita il metabolismo dei lipidi ed è un precursore dell’aminoacido triptofano. Inoltre, è un componente chiave di molti enzimi digestivi.

Prolina: Questo aminoacido è fondamentale per la rigenerazione dei muscoli scheletrici e dei tendini.

Glutammina: La glutammina viene sintetizzata principalmente nei tessuti muscolari a partire da altri aminoacidi come l’arginina, l’ornitina e la prolina. È abbondante nei muscoli e viene utilizzata come fonte energetica in situazioni di elevato catabolismo. Svolge anche ruoli significativi nel cervello.

Asparagina: Coinvolta nel ciclo dell’urea, la asparagina partecipa alla produzione di energia attraverso la gluconeogenesi e alla funzione dei tessuti cerebrali.

Cisteina: Questo aminoacido deriva dalla metionina ed è coinvolto nella produzione di collagene. È un precursore del glutatione, noto per le sue proprietà antiossidanti e anti-invecchiamento, nonché della cheratina, una proteina presente nei capelli e nelle unghie.

Tirosina: La tirosina è essenziale per la produzione di ormoni come la tiroxina, l’adrenalina e la noradrenalina, nonché del neurotrasmettitore dopamina. Gioca un ruolo nella formazione sia degli eritrociti che dei leucociti, nella produzione di melatonina e dell’ormone della crescita. La tirosina può essere convertita sia in glucosio che in corpi chetonici.

Istidina: Questo aminoacido è fondamentale per il sistema immunitario in quanto funge da precursore dell’istamina, regola la sintesi dei globuli bianchi e rossi ed è coinvolto nella formazione della guaina mielinica.

Arginina: Essenziale nell’infanzia, l’arginina è coinvolta nella sintesi dell’ormone della crescita, favorisce il metabolismo lipidico e glucidico ed è parte del ciclo dell’urea.

Lisina: Questo aminoacido è esclusivamente chetogeno e svolge un ruolo nella sintesi dell’ormone della crescita, nella formazione di anticorpi e nella calcificazione delle ossa.

Isoleucina: Appartenente alla categoria degli aminoacidi ramificati o BCAA, l’isoleucina è fondamentale per prevenire il catabolismo delle proteine muscolari e contribuisce alla formazione dell’emoglobina. Può essere convertita sia in glucosio che in corpi chetonici.

Leucina: Questo aminoacido ramificato ha un’importante funzione chetogena ed è noto per attivare l’mTOR, una molecola regolatrice della crescita cellulare, della sintesi proteica e della trascrizione. La leucina è parte degli aminoacidi a catena ramificata (BCAA), che costituiscono circa il 35% degli aminoacidi essenziali nelle proteine muscolari.

Valina: Anche la valina appartiene alla categoria dei BCAA e svolge un ruolo chiave nella sintesi delle proteine muscolari. È coinvolta anche nella produzione dell’ormone della crescita e nella regolazione della glicemia.

Treonina: La treonina può essere convertita sia in glucosio che in corpi chetonici ed è coinvolta nella formazione dei tessuti e nel rinforzamento del sistema immunitario. Aiuta anche a prevenire l’accumulo di grasso nel fegato ed è considerata un aminoacido disintossicante.

Metionina: L’unico aminoacido essenziale che contiene zolfo, la metionina è un componente importante di pelle, collagene, elastina e cartilagini. Ha anche proprietà chelanti, facilitando l’eliminazione di metalli pesanti, e partecipa a numerosi processi metabolici.

Aminoacidi: Ottenere dal Cibo o dagli Integratori?

L’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha definito il fabbisogno giornaliero di alcuni aminoacidi esprimendolo in milligrammi per chilogrammo al giorno (mg/kg/die), come indicato nella tabella seguente.

Risulta chiaro che in caso di aumentato fabbisogno dovuto a periodo di stress, allenamenti di tipo sportivo o fasi particolari della vita, possa essere difficile soddisfare tali fabbisogni con l’alimentazione e possa essere opportuna l’integrazione.

Bibliografia:

1. World Health Organization. (2007). Protein and amino acid requirements in human nutrition.
2. Hoffer, L. J. (2018). Human amino acid requirements: Can the controversy be resolved?. Annual Review of Nutrition, 38, 249-269.
3. Wu, G. (2009). Amino acids: metabolism, functions, and nutrition. Amino Acids, 37(1), 1-17.
4. Negro, M., Giardina, S., Marzani, B., & Marzatico, F. (2008). Branched-chain amino acid supplementation does not enhance athletic performance but affects muscle recovery and the immune system. Journal of Sports Medicine and Physical Fitness, 48(3), 347-351.