La sustamina: un nuovo idratante cellulare

L'alanil-glutammina, meglio conosciuta come sustamina, è un dipeptide che lega glutammina e alanina dando come risultato una forma assai stabile e di grande solubilità: conosciamone i benefici

Dopo tanti anni nel mondo farmaceutico e nutraceutico, comprendendo quello degli integratori, ci sono sempre meno elementi o scoperte che mi arrecano entusiasmo o suscitano particolare interesse che non sia quello espressamente richiesto dalle mie attività professionali.

Un giorno il presidente della Yamamoto Nutrition Italia mi propose alcuni integratori e materie prime da valutare per il lancio sul mercato italiano.

Alcuni di questi suscitarono il mio interesse e approvazione, una di questi l'ebbi già vista in letteratura scientifica e con positivi riscontri.

Parlo della "alanil-glutammina", più conosciuta a livello commerciale come "Sustamina".

Tutti coloro che ruotano nell'ambiente del fitness e sportivo che fa uso di integratori, conosce bene la "cugina" glutammina, ma di questa parente, perlomeno in Italia, si conosce ancora ben poco.

Essa é un dipeptide, che lega la glutammina alla alanina dando come risultato una forma assai stabile al calore e agli acidi, dalla grandissima solubilitá.

Cosa è l'Alanil-Glutammina?

Partendo dalla base, quindi dalla biochimica "spiccia", l'alanina é un amminoacido non essenziale, mentre la glutammina é considerato "parzialmente" essenziale, ma entrambi sono coinvolti nello scambio di nitrogeno tra tessuti e nella produzione e stoccaggio del glucosio.

Formule chimiche degli aminoacidi L-Alanina e L-Glutamina

Formule chimiche degli aminoacidi L-Alanina e L-Glutamina

Molto importante poi, il ruolo che hanno nella idratazione intracellulare e sono di particolare interesse di utilizzo per allenamenti intensi e altre forme di stress fisico.

Detto questo sembra che agiscano in maniera assai similare, ma più che altro definirei la loro azione piuttosto sinergica se pensiamo che l'alanina é il più importante amminoacido coinvolto nel trasporto dell'azoto dai muscoli al fegato.

Una volta arrivato al fegato, la frazione di carbonio dello scheletro amminoacidico é convertita in glucosio (processo chiamato ciclo glucosio-alanina).

E la glutammina che c'entra?

La glutammina é il primo trasportatore "carrier" tra le cellule di azoto derivato dal catabolismo delle proteine e stimola la GLP-1 (glucose-like peptide-1), per cui aiuta nel mantenere i livelli di glucosio circolanti oltre che a favorire la sintesi stessa di glucosio.

Ma il fattore principale che suscita il mio (e non solo) interesse é il miglioramento della idratazione cellulare e vediamo in che modo.

L'alanina sembra influenzare l'idratazione ed il volume cellulare alzando la concentrazione di potassio intracellulare, trascinando l'acqua dentro alla cellula. La glutammina aiuta a mantenere il bilancio sul l'equilibrio acido-base (argomento particolarmente in voga in questi anni).

Ma la glutammina che c'entra in questo caso?

Beh in allenamento i muscoli producono acido lattico, il quale passa nel torrente ematico e lo acidifica dandoci quella sensazione che può essere piacevole correlata al massiccio pump, fino ad arrivare ad essere fastidiosa o di intralcio in certe performances sportive.

L'aumento dell'acido lattico induce un calo del ph, ed il consumo renale di glutammina può essere notevole, cosa che indirettamente alza la percentuale di bicarbonato.

Dopo che il bicarbonato appena sintetizzato ha raggiunto il sangue, serve da tampone legandosi alla parte acida del sangue per renderla a ph neutro e ripristinare l'equilibrio acido-base.

Perché utilizzarla?

Durante allenamenti particolarmente intensi tipici del body builder e situazioni di stress fisico molto serio, entrambi gli amminoacidi sono rilasciati in maniera sostanziosa dai muscoli, e se queste concentrazioni non saranno ripristinate, ne soffriranno non solo i muscoli stessi, la performance, il recupero, il sistema immunitario e altre funzioni biologiche.

Ecco perché dopo aver chiaro dove e come esplicano sinergicamente le loro funzioni, questa "combinazione" dipeptidica può avere il suo reale spazio di utilizzo per il body builder e per lo sportivo che si sottopone a sforzi intensi ma pure prolungati dove necessita di una marcata azione anticatabolica a tutela dei muscoli, favorendo la sintesi proteica, di glucosio, e dando possibilità alla cellula di restare idratata, quindi in stato anabolico.

I benefici dell'Alanil-Glutammina

I benefici di assunzione di un dipeptide rispetto ad una catena polipetidica maggiore, riguarda la già citata stabilità al calore e agli acidi, la solubilità decisamente migliore rispetto alla glutammina proprio per la migliore efficienza di utilizzo.

Formula chimica della sustamina

Formula chimica della sustamina

La glutammina viene rapidamente degradata in ammonio quando messa in soluzione ed é scarsamente solubile, cosa che invece l'alanilglutammina é incredibilmente solubile.

Tutto perché dove gli amminoacidi in forma libera competono per il loro uptake con trasportatori amminoacidici altamente selettivi, i dipeptidi sono molto più facilmente assorbiti grazie a carriers molto meno selettivi (PEPT1).

 

Nei modelli animali, l'alanilglutammina ha portato ad un aumento di peso e di ritenzione di azoto, diminuendo il catabolismo muscolare e l'ossidazione della leucina, e migliorando l'ambiente della flora intestinale.

E qui mi soffermo per ricordare e aggiungere all'importanza della glutammina a livello di carburante intestinale, e di supporto al ruolo difensivo della mucosa. Ma il ruolo vantaggioso che emerge su tutti é sempre quello della idratazione cellulare data dalla sua estrema solubilitá e stabilità, e come dissi già negli arti
I dottori Roger Harris e Jay Hoffman accertarono che le concentrazioni di glutammina nel sangue erano quasi il 60% più alte nei soggetti che hanno assunto alanilglutammina rispetto a chi ha assunto la forma libera di glutammina, che sono diventate il 126% a livello di glutammina plasmatica totale.
Interessante notare dagli studi che la cronica assunzione di alanilglutammina sembra aumentare significamente i livelli di glutammina muscolare rispetto al consumo regolare di glutammina in forma libera.

Quali sono le sue applicazioni?

Le aree di utilità principali della alanil-glutammina richiamano le stesse della glutammina (ricordo il mio articolo sulle sue funzioni):

  • azione anticatabolica/di idratazione cellulare
  • favorente la sintesi proteica e di glicogeno
  • supporto alla mucosa intestinale e quindi al sistema immunitario

Aggiungere l'alanilglutammina alla soluzione o bevanda reidratante pare migliori notevolmente l'aumento dell'assorbimento di acqua ed elettroliti a livello cellulare, rispetto ad aggiungere semplicemente L-glutammina o glucosio.

 

Già questo fattore é interessante. In uno studio di Hoffman e associati, i ricercatori hanno concluso che l'aumento della performance di ciclisti del college che é emersa, é stata dovuta dall'aumento dell'acqua e degli elettroliti molto più efficacemente assorbiti dopo l'assunzione di una soluzione a base di Sustamina.

Grazie alla Sustamina, chi l'ha ingerita ha potuto ritardare il manifestarsi dello stato di affaticamento e generare una modesta disidratazione. Inoltre da questo studio, il team di Hoffman ha evidenziato che 1gr di alanilglutammina su 500ml di acqua possono mantenere la qualità del gesto atletico e di tempi di reazione visiva in maniera migliore sulle atlete.

Raddoppiando la dose del dipeptide sui 500ml, la fatica diminuiva ma nessun miglioramento sulla performance e sul tempo di reazione. Materiale di letteratura ce n'é, ed é pure interessante e ne promuove a buonissimi voti l'utilizzo, (ricordo quello in campo della nutrizione clinica) ma dobbiamo considerare che ne necessitano ulteriori approfondimenti?

Ad esempio ancora non ci sono studi sull'umano riguardanti l'alanilglutammina orale che possa aumentare l'ipertrofia muscolare o la forza sull'atleta e sarebbe assolutamente interessante osservarne gli effetti durante fasi di volume di lavoro molto corpose, diete low carbs, scarsa idratazione e/o con una combinazione di tutti questi.

Quando utilizzare la sustamina?

Conosciamo tutti i diversi ruoli che la glutammina vanta nei vari campi di applicazione e non ci discostiamo da questi sostanzialmente, ma apportando il "plus" non da poco della migliore stabilità e quindi capacità di arrivare "dove vogliamo" in concentrazione maggiore per esplicare al meglio le sue funzioni.

Sarebbe da consigliare nei giorni di allenamento prima e durante l'esercizio, per aiutare l'idratazione cellulare, il trasporto elettrolitico ed il metabolismo del glucosio e degli aminoacidi ramificati.

Dopo l'esercizio può avere il suo spazio utile per supportare il recupero, specie nelle fasi di riduzione calorica e/o di carboidrati.

Nei giorni di riposo invece viene consigliata una assunzione più frazionata nel giorno, dove sarebbe preferibile in abbinata ad un minimo apporto di carboidrati per ottimizzare le concentrazioni di glicogeno.
L'alanilglutammina non ha bisogno di essere ciclizzata.

C'è evidenza poi che l'assunzione cronica rispetto ad una unica dose elevata, si traduca in un aumento della concentrazione di glutammina nei muscoli verso chi l'ha assunta in forma libera.

Detto questo invito a leggere bene pure le varie review scientifiche, probabilmente con questa forma di glutammina, andiamo a garantirci la massima espressione delle attività dei dipeptidi, in particolare dei vantaggi a livello di assorbimento che offrono, il tutto a favore di una migliorata efficacia.

Nuovo interessante integratore all'orizzonte? Direi di si...

Riferimenti

1.Hirao Y1, et al Enzymatic production of L-alanyl-L-glutamine by recombinant E. coli expressing α-amino acid ester acyltransferase from Sphingobacterium siyangensis . Biosci Biotechnol Biochem. (2013)

2. Tabata K1, Hashimoto S Fermentative production of L-alanyl-L-glutamine by a metabolically engineered Escherichia coli strain expressing L-amino acid alpha-ligase . Appl Environ Microbiol. (2007)

3. Wernerman J Clinical use of glutamine supplementation . J Nutr. (2008)

4. Harris RC1, et al L-glutamine absorption is enhanced after ingestion of L-alanylglutamine compared with the free amino acid or wheat protein. Nutr Res. (2012)

5. Lima AA1, et al Effects of an alanyl-glutamine-based oral rehydration and nutrition therapy solution on electrolyte and water absorption in a rat model of secretory diarrhea induced by cholera toxin . Nutrition. (2002)

6. Hoffman JR1, et al Examination of the efficacy of acute L-alanyl-L-glutamine ingestion during hydration stress in endurance exercise . J Int Soc Sports Nutr. (2010)

7. Fürst P New developments in glutamine delivery . J Nutr. (2001)

8. Adibi SA The oligopeptide transporter (Pept-1) in human intestine: biology and function . Gastroenterology. (1997)

9. Alteheld B1, et al Alanylglutamine dipeptide and growth hormone maintain PepT1-mediated transport in oxidatively stressed Caco-2 cells . J Nutr. (2005)

10. Ford D1, Howard A, Hirst BH Expression of the peptide transporter hPepT1 in human colon: a potential route for colonic protein nitrogen and drug absorption . Histochem Cell Biol. (2003)

11. Haque SM1, et al Alanyl-glutamine dipeptide-supplemented parenteral nutrition improves intestinal metabolism and prevents increased permeability in rats . Ann Surg. (1996)

12. Tazuke Y1, et al Alanyl-glutamine-supplemented parenteral nutrition prevents intestinal ischemia-reperfusion injury in rats . JPEN J Parenter Enteral Nutr. (2003)

13. Petry ER1, et al Alanyl-glutamine and glutamine plus alanine supplements improve skeletal redox status in trained rats: involvement of heat shock protein pathways . Life Sci. (2014)

14. Cruzat VF1, Rogero MM, Tirapegui J Effects of supplementation with free glutamine and the dipeptide alanyl-glutamine on parameters of muscle damage and inflammation in rats submitted to prolonged exercise . Cell Biochem Funct. (2010)

15. Cruzat VF1, Tirapegui J Effects of oral supplementation with glutamine and alanyl-glutamine on glutamine, glutamate, and glutathione status in trained rats and subjected to long-duration exercise . Nutrition. (2009)

16. Rogero MM1, et al Effect of alanyl-glutamine supplementation on plasma and tissue glutamine concentrations in rats submitted to exhaustive exercise . Nutrition. (2006)

17. Wagenmakers AJ Muscle amino acid metabolism at rest and during exercise: role in human physiology and metabolism . Exerc Sport Sci Rev. (1998)

18. Wagenmakers AJ1, et al Carbohydrate supplementation, glycogen depletion, and amino acid metabolism during exercise . Am J Physiol. (1991)

19. Lochs H1, et al Splanchnic, renal, and muscle clearance of alanylglutamine in man and organ fluxes of alanine and glutamine when infused in free and peptide forms . Metabolism. (1990)

20. Satoh S1, et al Cloning and structural analysis of genomic DNA for human renal dipeptidase . Biochim Biophys Acta. (1993)

21. Satoh S1, et al Gene structural analysis and expression of human renal dipeptidase . Biotechnol Prog. (1994)

22. Kelley PM, Schlesinger MJ The effect of amino acid analogues and heat shock on gene expression in chicken embryo fibroblasts . Cell. (1978)

23. Lemaux PG, et al Transient rates of synthesis of individual polypeptides in E. coli following temperature shifts . Cell. (1978)

24. McAlister L, Finkelstein DB Heat shock proteins and thermal resistance in yeast . Biochem Biophys Res Commun. (1980)

25. Richter K1, Haslbeck M, Buchner J The heat shock response: life on the verge of death . Mol Cell. (2010)

26. Liu Y1, et al Human skeletal muscle HSP70 response to physical training depends on exercise intensity . Int J Sports Med. (2000)

27. Hoffman JR1, et al L-alanyl-L-glutamine ingestion maintains performance during a competitive basketball game . J Int Soc Sports Nutr. (2012)

28. Dougherty KA1, et al Two percent dehydration impairs and six percent carbohydrate drink improves boys basketball skills . Med Sci Sports Exerc. (2006)

29. Hoffman JR1, Stavsky H, Falk B The effect of water restriction on anaerobic power and vertical jumping height in basketball players . Int J Sports Med. (1995)

30. Baker LB1, et al Progressive dehydration causes a progressive decline in basketball skill performance . Med Sci Sports Exerc. (2007)

31. Leite RD1, et al Improvement of intestinal permeability with alanyl-glutamine in HIV patients: a randomized, double blinded, placebo-controlled clinical trial . Arq Gastroenterol. (2013)