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Alimentazione, Supplementazione e Integrazione 2013 ©ISSA Italia - all rights reserved
INTEGRAZIONE E SUPPLEMENTAZIONE
Anticatabolici
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Athletic Performance is Complex!
OPEN
SKILL
PSYCHOLOGY
PHYSIOLOGY
TACTICS
Nutrition
CHARACTER
ENVIRONMENT
ALTITUDE HEAT
COLD HEALTH
FOCUS
CONFIDENCE
COMMITTMENT
CLOSED COMPLEX OFFENSE DEFENSE
SPECIAL
Adequate
SELF
CONTROL
Optimal
INTEGRITY
RESPECT
CARING
FITNESS
TRAINING &
PERFORMANCE
Adapted from: Carlson et al.
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SPORTS NUTRITION
Pre/Post-esercizio
Distribuzione giornaliera
Selezione quali-quantitativa
Performance & recupero Supporto alla dieta
Esercizio & recupero
(SUPPLEMENTS)
(ERGOGENICS)
(DIET) (SPORTS FOODS)
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Recovery Meal
Energy Bar Liquid Meal
Protein Bar
Sports Gel
Sports Drink
Acidi grassi ω-3
Vitamine/minerali
BCAA/EAA
Antiossidanti
Creatina
Carboidrati
SPORTS NUTRITION
Proteine in polvere
Tamponi
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Prestazione DOPING
Alterazione dei meccanismi molecolari, cellulari e fisiologici che controllano la prestazione (effetti
avversi)
Salute INTEGRATORI
Prestazione SUPPLEMENTI
Totale copertura dei fabbisogni nutrizionali e ottimizzazione delle
funzioni fisiologiche
Massima Efficienza dei meccanismi molecolari, cellulari e fisiologici che
controllano la prestazione
LIMITE FISIOLOGICO
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FONTE D’INFORMAZIONE SULL’USO DI PRODOTTI PER SPORTIVI
Inte
rnet
Train
ing M
ate
Train
er/Instru
ctor
Vendors
Phisic
ian/N
utritio
nist
0
25
50
%
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2010
Supplementi per i quali la letteratura scientifica ha dimostrato una certa efficacia e sicurezza di utilizzo.
Supplementi i cui studi iniziali hanno confermato un possibile uso in campo sportivo, ma richiedono maggiori indagini per stabilirne l’efficacia sull’allenamento e/o il recupero.
Supplementi per i quali esiste solo un interesse teorico e la mancanza di una ricerca applicata non consente ancora di approcciarne un utilizzo in campo sportivo.
Supplementi senza alcun razionale scientifico, poiché le ricerche hanno chiaramente dimostrato la loro inefficacia nel migliorare la prestazione e/o il recupero.
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PROTEINE IN POLVERE
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PRODOTTI A BASE DI PROTEINE IN POLVERE
Preparati in polvere a differente valore biologico.
Singole fonti proteiche (latte, uovo, soia) o miscele.
Fonte
proteica
PRODOTTI COMMERCIALI VB
LATTE Proteine del siero di latte isolate a scambio ionico
Proteine del siero di latte ultrafiltrate
Proteine del siero di latte microfiltrate (cross flow)
Proteine del latte (caseina e proteine del siero)
Caseina
104
104
104
91
77
UOVO Proteine dell’uovo (albumina) 100
SOIA Proteine della soia 74
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g/100 g di proteine
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…non solo valore biologico
Leucina
[μmoli/L]
Siero
Caseina
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PROTEINE IN POLVERE: caratteristiche generali
Lunga conservazione. Facile digeribilità:
le proteine vengono sottoposte a processi di idrolisi: minimo impegno dell’apparato gastro-enterico; maggiore disponibilità di aminoacidi in tempi brevi;
molti prodotti non contengono lattosio; possibilità di consumo da parte di soggetti intolleranti.
Bassa percentuale di grassi: mediamente compresa tra 0,5 - 3 %.
Permettono di modulare il rapporto proteine/carboidrati: possibilità di mantenere l’assunzione aminoacidica voluta variando l’introduzione glucidica nel corso della preparazione atletica.
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PROTEINE IN POLVERE: composizione nutrizionale
Proteine (90%) Per 100 g di polvere Per 30 g di polvere sciolti in acqua
(una porzione media)
Energia (Kj)
(Kcal)
1465 350
440 105
Proteine (g) 87 26,10
Lipidi (g) 1.5 0.45
Carboidrati (g) 5
1.5
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PROTEINE IN POLVERE : indicazioni di utilizzo
Difficoltà a ottenere un’adeguata introduzione proteica: situazioni che non consentono un adeguato consumo di alimenti proteici; regimi alimentari vegetariani sbilanciati.
Nella modulazione della composizione corporea: atleti con percentuale di grasso in eccesso; atleti di categoria; body builders.
Nella fase di recupero post-esercizio: con carboidrati ad elevato IG: maltodestrine, glucosio, saccarosio. ipertrofia muscolare
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PROTEINE IN POLVERE : porzioni giornaliere e modalità di preparazione
1 – 2 volte al giorno: da 10 a 30 g, con latte o acqua (150 – 300 ml).
ESEMPI DI PASTI INTEGRABILI CON PROTEINE IN POLVERE (90%)
COLAZIONE Esempio: fette biscottate 50 g latte parzialmente scremato 250 ml PROTEINE IN POLVERE 10 g Un frutto
COMPOSIZIONE NUTRIZIONALE Energia (Kcal) 430 Proteine (g) 23,40 Lipidi (g) 8,10 Glucidi (g) 71
amido (g) 36,40 solubili (g) 30,10
Calcio (mg) 440 Fosforo (mg) 390
SPUNTINO Esempio: PROTEINE IN POLVERE 25 g acqua naturale 300 ml cracker magri (1/2 pacchetto) uno yogurt magro Un frutto
COMPOSIZIONE NUTRIZIONALE Energia (Kcal) 254 Proteine (g) 29,80 Lipidi (g) 1,9 Glucidi (g) 32,18
amido (g) 11,31 solubili (g) 19,65
Calcio (mg) 548,5 Fosforo (mg) 368
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Catabolismo
Sintesi
ISSN conference 2008
TIMING: Quantità di Proteine
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Le integrazioni proteiche
Quantità indicative e modalità consigliate (esercizio): RECUPERO post-esercizio
20 g entro la prima ½ ora con (eventualmente) CHO e Cr
IPERTROFIA muscolare
20 g (SIERO) 40’ – 1 h prima dell’esercizio (o 8 – 10 g EAA)
20 g entro la prima ½ ora post-esercizio con CHO e Cr
Conclusioni e ISSN recommendations
L’utilizzo di proteine (polveri o barrette) lontano dall’esercizio, può essere fatta in sostituzione di alimenti/pasti proteici tradizionali (qualora questi non possano essere consumati)
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PROTEINE IN POLVERE : effetti collaterali
Con i dosaggi consigliati e all’interno di un razionale apporto proteico giornaliero non sono mai stati evidenziati effetti avversi su soggetti sani.
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SICUREZZA DI ASSUNZIONE
• Recentemente è stato stabilito che la soglia di tossicità
proteica nell’uomo corrisponde a circa 3,5 - 5 g di proteine/Kg/die.
• Per un soggetto di 80 Kg questo corrisponde all’assunzione
giornaliera di 280 - 400 g di proteine.
• Apporti proteici di questa entità sono molto lontani dai livelli di assunzione che si registrano normalmente tra gli atleti o i frequentatori di palestre.
• In campo sportivo le quantità proteiche utilizzate si collocano in un range compreso tra 1,2 e 2 g di proteine/Kg/die.
Bilsborough S, Mann N. A review of issues of dietary protein intake in humans. Int J Sport Nutr Exerc Metab 2006; 16: 129-52
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AMINOACIDI ESSENZIALI
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Sintesi proteica post-esercizio: PROTEINE INTERE Vs AMINOACIDI ESSENZIALI (EAA)
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Amino Acidi Essenziali (EAA) • AminoAcidi NON –essenziali non sono necessari per SP
• Bastano 3 g di EAA per una parziale stimolazione della SP (Miller et al. 2003).
• 100 g di CHO possono incrementare la SP del 35% ……ma 6 g di EAA incrementano la SP del 250% (Biolo et al.
1997, Borsheim et al. 2003).
• 20 g of EAA per ottimizzare la SP (Drummond et
al. 2008. J Appl Physiol. 104:1452-61)
• 20 g di whey di buona qualità ~ 8-12 g di EAA (e ~ 2 g di leucina).
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LEUCINA: ruolo anabolico
Sin
tesi pro
teic
a
Koopman R et al. Am J Physiol Endocrinol Metab 2005;288:E645-E653
6 hrs of beverage adm
3ml/Kg every 30 min
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Leucine
Leucina è un AAE /BCAA Leucina da sola stimola la sintesi proteica. Invecchiando I muscoli diventano meno sensibili all’effetto anabolico della leucina Soluzione: Inserire in ogni pasto extra leucina (~0.05 g/kg) per ottimizzare la risposta
Rieu et al. (2006). J Physiol 575:305-315.
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Creatine and BCAA supplementation
Creatine and BCAA utilization in sport may have implication on specific muscular adaptation and physiological funtions performance-related:
- Endurance
- Strength and power
- Muscle recovery and immune function
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CREATINE
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“There is little to no evidence that any of the newer
forms of creatine are more effective and/or safer than CM
whether ingested alone and/or in combination with other
Nutrients”
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Creatine dosage M
usc
le p
ho
sph
ocr
eati
ne
+5%
+10%
Wk 1 Wk 2 Wk 3 Wk 4 Wk 5
~15-20g/day 2-5 g/day
2-5g/day
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CREATINE Long term administration: 8-10 wks intake/4 wks wash-out (intermittent use)
Mu
scle
ph
osp
ho
crea
tin
e
+5%
+10%
Month 1 Month 2 Month 3 Month 4 Month 5
5g/day
Continuous intake
Intermittent intake ?
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CREATINE
Supplementation for endurance There is no direct evidence for a beneficial effect of creatine on
endurance performance (Terjung et al., 2000)
However, co-ingestion of creatine with a
carbohydrate-rich diet can enhance post-exercise
glycogen repletion in humans (not GLUT-4 expression)(Robinson et al, 1999; van Loon et al, 2004).
This latter effect might facilitate the restoration of
muscle glycogen stores following exercise, especially
when recovery time between matches is limited.
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CREATINE Supplementation for strength and power
It is well established that creatine supplementation can enhance power output during:
sprints performance (Kreider et al, 1998; Terjung et al., 2000,Kreider, 2003)
intermittent exercise modes (Greenhaff et al, 1993; Casey et al, 1996;Vandenberghe et al., 1997; Van Leemputte et al, 1999; Hespel et
al, 2001; Kendall et al, 2009)
intermittent exercise contained in an endurance exercise event like football (Vandebuerie et al 1998; Mujika, et al, 2000;
Cox et al, 2002)
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CREATINE Supplementation for muscle recovery
Evidences suggest that creatine can reduce the exercise- induced muscle damage during running (Santos et al, 2004) and in eccentrical modes protocols (Cooke et al, 2009).
Studies underlying the potential of creatine to stimulate muscle anabolism and muscle fibers hypertrophy during/after resistance training, involving several mechanisms:
improving ability to perform high intensity exercise (Kreider et al, 1998; Volek et al, 1999);
increasing MHC and myogenic regulatory factors expression (Willoughby & Rosene 2001; Willoughby et al 2003; Louis et al, 2004)
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CREATINE Supplementation for muscle recovery
increasing satellite cells proliferation and myonuclei number (Dangott et al, 1999; Aagaard, 2006; Olsen et al, 2007)
amplifying intracellular signaling pathways involved in the muscle protein synthesis (Louis et al, 2004; Deldicque et al, 2005)
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CREATINE: ruolo anabolico
COMBINAZIONE DI NUTRIENTI:
Proteine (siero) + CHO + Creatina
PRO – CHO: [17,3g p; 19,6g cho; <0,2g fat] x 3
Cr-PRO-CHO: [16g p; 17,6g cho; <0,2g fat; 2,8 g CrM] x 3
PRO: [34,3g p; <2g cho; <0,4g fat] x 3
8 Settimane di allenamento (pesi)
34 maschi allenati
Cribb PJ, Williams AD, Hayes A: A creatine-protein-carbohydrate supplement enhances responses to resistance
training. Med Sci Sports Exerc 2007, 39(11):1960-8.
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CREATINE
Creatine safety and interaction with other supplements
Creatine intake in heathy adults, following appropriate guidelines, has been found to be generally safe (Poortmans et al, 1997; Poortmans & Francaux, 1999; Terjung et al, 2000; Kreider et al,2010).
Creatine loading is often accompanied by a rapid increase in body mass (1 – 3 kg within 3 – 4 days is not uncommon),mainly from intracellular water and/or glycogen accumulation(Hespel et al, 2006).
Caffeine has been found to negate at least the short-term effects of creatine supplementation; coingestion of these substances should probably be avoided (Van Leemputte et al, 1999; Hespel et al, 2002).
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CREATINE - conclusion ISSN Creatine position stand
Creatine monohydrate is the most effective ergogenic nutritional
supplement currently available to athletes in terms of increasing high-
intensity exercise capacity and lean body mass during training.
There is no scientific evidence that the short- or long-term use of creatine
monohydrate has any detrimental effects on healthy individuals.
The addition of carbohydrate or carbohydrate and protein to a creatine
supplement appears to increase muscular retention of creatine, although the
effect on performance measures may not be greater than using creatine
monohydrate alone.
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CREATINE - conclusion
ISSN Creatine position stand
The quickest method of increasing muscle creatine stores appears to be to consume ~0.3 grams/kg/day of creatine monohydrate for at least 3 days followed by 3–5 g/d thereafter to maintain elevated stores.
Ingesting smaller amounts of creatine monohydrate (e.g., 2– 3 g/d) will increase muscle creatine stores over a 3–4 week period however, the performance effects of this method of supplementation are less supported.
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BCAA
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BCAA - background
Since the 1980’s there is a high interest in branched-chain amino acids (BCAA) by sports nutrition scientists.
BCAA can be oxidized in skeletal muscle, whereas other essential amino acids are catabolized mainly in liver.
BCAA received considerable attention as potentially helpful dietary supplements for individuals who enjoy exercise and participate in sports.
Negro M, Giardina S, Marzani B, Marzatico F: Branched-chain amino acid supplementation does not enhance athletic performance
but affects muscle recovery and the immune system. J Sports Med Phys Fitness 2008; 48(3):347-51.
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BCAA
[Negro M., Conti G., Marzatico F.: Sport e Medicina, 2005]
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BCAA
Supplementation for performance Reports designed to show positive effects by BCAA on athletic
performance (endurance, intermittent, high intensity)have failed to confirm this hypothesis.
(Van Hall et al, 1995; Madsen et al, 1996; Davis et al, 1999; Negro et al, 2008)
There are some evidences that BCAA ingestion can influence mental performance and central fatigue by modulation of brain serotonin (Blomstrad et al, 1988; Blomstrad et al, 1991)
Anyway this does not seem to provide benefit for physical performance (Meeusen et al, 2006)
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BCAA
Supplementation for muscle recovery BCAA work better like a “recovery supplement” than a “performance supplement”:
affecting muscle protein metabolism during and after exercise (MacLean et al 1994; Rohde et al, 1997; Blomstrad & Saltin, 2001;
Karlsson et al, 2004; Blomstrad et al, 2006; Aproò & Blomstrad , 2010)
Leucine in particular seems to play a key role on the regulation of protein synthesis after exercise (Anthony et al, 1999; Anthony et al, 2000; Norton & Lyman, 2006; Koopman et al, 2005)
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BCAA
Supplementation for muscle recovery BCAA work better like a “recovery supplement” than a “performance supplement”:
preventing the exercise-induced muscle damage (Coombes
& McNaughton, 2000; Shimomura et al 2006; Jackman et al 2010)
Prelievi Prelievi
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BCAA
Supplementation for muscle recovery BCAA work better like a “recovery supplement” than a “performance supplement”:
reducing the negative effects of intensive exercise on immune system of athletes (Bassit et al, 2002)
Glutamine IL-4 IFN
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BCAA - conclusion BCAAs are the key amino acids that stimulate protein synthesis.
Supplementation during intense training may help minimize protein degradation and thereby lead to greater gains in fat-free mass.
Consuming BCAA before and/or following an exercise bout would be recommend safe and affective.
It is very difficult to understand an optimal dosage for the athletes: studies in literature are very different for BCAA dose and administration .
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Nei periodi di particolare impegno muscolare:
0,5 g/10 Kg di peso prima dell’esercizio + 0,5 g/10 Kg di peso
dopo l’esercizio
In occasione di una competizione di alto livello:
3 - 6 g/die nella settimana che precede la gara
2 g/10 Kg di peso prima della gara + 2 g/10 Kg di peso dopo la gara
Nella prima settimana di recupero da una gara:
3 - 6 g/die
BCAA: dosaggi consigliati e modalità di assunzione
BCAA: effetti collaterali
Nessuna reazione avversa è mai stata registrata sugli atleti in seguito alla supplementazione di BCAA.
Negro M., Conti G., Marzatico F: Nutrizione e Sport. EdiErmes, Milano 2007
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HMB
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HMB: metabolism (60 g di Leucina per produrre 3 g di HMB)
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b-idrossi-b-metilbutirrato Tossicologia
Diversi lavori clinici indicano che dosi di 3-6 g/d non presentano effetti avversi
Nissen et al, FASEB J 1997;Dohm Clin Sports Med 1984; Nissen e Abumrad J Nutr Biochem 1997
Diversi lavori sperimentali non hanno evidenziato effetti avversi
con dosi comprese fra 8-5000 mg/Kg/d (350g/d per un uomo di 70 Kg)
Van Koevering et al, Oklahoma State Univ Res Rep 1993, Van Koevering et al, Janim Sci 1994,
Nissen et al, J Anim Sci 1994 (a); Nissen et al, J Anim Sci 1994 (b); Nissen et al, Poult Sci 1994;
Peterson et al, Immunopharm Immunotoxicol 1999; Peterson et al, Vet Imunol Immunopathol 1999
Una Meta-analisi di sette lavori non ha indicato eventuali effetti avversi, ma effetti
collaterali positivi:
Miglioramento dell’umore (p< .05)
Riduzione del colesterolo totale (5.8%)
Riduzione della pressione sistolica (4.4 mmHg)
Riduzione delle LDL ( 7.3%)
La riduzione delle LDL risulta significativa con Colesterolo >200 mg/dl
Nissen et al, J Nutr 2000, Coelho e Carvalho Med Sci Sports Exerc 2001
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b-idrossi-b-metilbutirrato
Cholesterol Synthesis Hypothesis
Le fibre muscolari “danneggiate” presentano alterazioni sarcolemmali
e la capacità di produrre significative quantità di colesterolo
La maggior parte del HMB è convertito dall’ HMG-CoA in l’acido
Mevalonico (precursore del colesterolo): uno stabilizzante della
membrana sarcolemmale
Bachawat et al, J Biol Chem 1956; Nissen e Sharp J Appl Physiol 1996; Nissen et al, J Nutr 2000
Acido Mevalonico
HMB HMG-CoA Reduttasi
Riparazione e miglioramento
dell’integrità sarcolemmale
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HMB: meccanismo d’azione anticatabolico/proanabolico
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Zanchi et al, Amino Acids 2010
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HMB: conclusion ISSN HMB position stand 2010
Supplementing the diet with 1.5 to 3 g/d of HMB during training has been typically reported to increase muscle mass and strength particularly among untrained subjects initiating training and the elderly
Gains in muscle mass are typically 0.5 to 1 kg greater than controls during 3 – 6 weeks of training
The effects of HMB supplementation in athletes are less clear: non-significant gains in muscle mass possibly due to a greater variability in response of HMB supplementation among athletes.
Additional research is necessary to determine whether HMB may enhance training adaptations in trained athletes.
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β-Alanina & Carnosina
β-alanina Istidine
Carnosina Sintasi
Carnosinasi
Sintesi nel fegato:
Degradazione di Uracile e Timina
Carnosina dalla dieta
Assorbimento portale
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Carnosine
• Carnosine is a dipeptide comprised of beta-alanine and histidine.
• Carnosine occurs naturally in meats such as chicken breast, beef, and pork.
– Very high in animals with a capacity for prolonged intense sprint exercise and in mammals who expose themselves to hypoxic environments.
• Carnosine levels are affected by age, gender, diet, muscle fiber type, and type of training.
• As 99% of carnosine stores are found within skeletal muscle, it is not surprising that that fatigue during intense exercise is directly related to muscle carnosine levels.
• Carnosine also has antioxidant, anti-glycation, and ion-chelation (zinc, copper, iron) properties. Neuroprotectant?
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L’allenamento da solo può aumentare la carnosina muscolare?
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β-Alanina
Beta alanina è un efficace tampone di idrogenioni aumentanto il contenuto di carnosina muscolare
4-6 g/d di beta-alanine possono influenzare :
Esercizio Acuto
Riduce Fatica
Aumenta la potenza
Aumenta capacità di resistenza
Allenamento
Incrementa Forza
Incrementa Massa Magra
Incrementa il Volume d’ Allenamento
Hill et al., Stout et al., Hoffman et al., Van Thienen et al.
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• Endurance + ST (12 weeks) – Training alone: no change in [carnosine] – Training + Supplementation: 46% ↑ in [carnosine] (Kim et al., 2007)
• One-leg training model – Training alone: no change – Supplementation alone: ↑[carnosine]
• 2 weeks: 16.7% • 4 weeks: 28.3%
– Training + Supplementation:↑[carnosine] x 2 • 2 weeks: 34.3% • 4 weeks: 52.2%
(Harris et al., 2007)
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Beta Alanina negli sport specifici
• Football Americano
– Aumenta il volume di allenamento
– Riduce sensazione di fatica
– ↓ 300 yd shuttle (1.1 sec)
– ↑ resistenza specifica
• Wrestling
– ↓ Peso; ↑LBM
– ↓ 300 yd shuttle (1.6 sec)
• Atletica leggera
– No influenza sul tempo dei 400m
Hoffman et al. 2007, Kern et al., 2008, Derave et al. 2007
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0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
Football Wrestling Cycling Strengh/Power
Kern et al. (8 wk) Smith et al. (3 wk)
Holffman et al. (10 wk)
Lea
n B
od
y M
ass
(lb
s)Increases in Lean Body Mass with Beta-
Alanine Supplementation
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FINE