L-arginina, sviluppo del tessuto adiposo bruno e riduzione del grasso bianco
L’obesità è causata da uno squilibrio cronico nel metabolismo energetico, caratterizzato da un maggior apporto di energia rispetto al dispendio energetico. Questo disturbo metabolico, manifestatosi in modo allarmante già dalla metà del secolo scorso, soprattutto nei paesi economicamente più progrediti, ha continuato ad aumentare in tutto il mondo a un ritmo epidemico negli ultimi dieci anni, interessando entrambi i sessi e tutte le fasce di età e le razze. Tale dato preoccupa sempre più i sistemi sanitari per il corrispondente aumento delle diverse malattie che hanno in comune il fattore di rischio dell'insulino-resistenza, come il diabete di tipo 2, l’arteriosclerosi, l’ictus, l’ipertensione e alcuni tipi di cancro. Pertanto, la prevalenza dell’obesità e i costi enormi del suo trattamento richiedono la necessità di una continua ricerca per la scoperta di nuovi metodi nutrizionali alternativi.
La L-arginina è un amminoacido, condizionatamente essenziale, che deve essere assunto con la dieta solo in alcuni periodi della vita, o a causa di alcune patologie. Essa è sintetizzata dall'organismo come derivato del glutammato, prodotto nel Ciclo di Krebs. Pur tuttavia, nelle donne in gravidanza e nei bambini la sua produzione non è sufficiente a coprire la richiesta biologia, perciò deve essere assunta con la dieta.
Essa è stata isolata per la prima volta precipitando il sale d'argento, derivando da ciò il suo nome. Il chimico svizzero Ernst Schultze la isolò appunto nel 1886 da un estratto di germoglio del lupino. Particolari condizioni di salute rendono necessaria la sua assunzione in maggiori quantità, come nel caso di malnutrizione proteica, di eccessiva produzione di ammoniaca, o di sovrabbondante assunzione di lisina. L’arginina è efficace, peraltro, per migliorare e ridurre i tempi di recupero e di rimarginazione delle ferite, allontanando, nello stesso tempo, il rischio di possibili infezioni dopo gli interventi chirurgici. Anche nel caso di crampi muscolari, frequente dolore alle gambe o alle mani, legato a un limitato afflusso di sangue, i supplementi di arginina possono risolvere il problema. È possibile, comunque, trovare la L-arginina in un gran numero di alimenti. La L-arginina si trova in quasi tutte le proteine e in forma libera in molte piante, come nel grano saraceno, nelle cucurbitacee e nelle aghifoglie. L’organismo la utilizza come precursore per la sintesi di molecole biologicamente importanti come l’ossido nitrico (NO), le poliammine, la creatina, l’agmatina, la prolina e il glutammato. L’arginina è, quindi, necessaria per la formazione dell’urea, elemento fondamentale per la rimozione dell’ammoniaca tossica che si deposita nell’organismo, e per la produzione di creatina. Peraltro, come precursore dell’ossido nitrico, che provoca vasodilatazione dei vasi sanguigni, torna di utilità nelle patologie di ordine medico che richiedono tale condizione, come l’angina, l’ostruzione arteriosa e la claudicatio intermittens, l’insufficienza cardiaca, la disfunzione erettile e l’emicrania di origine vascolare. Inoltre, essendo necessaria per la produzione delle proteine, torna utile agli atleti, soprattutto quelli che si dedicano al culturismo. Le evidenze disponibili mostrano anche che i livelli fisiologici di arginina e di NO promuovono l'ossidazione dei grassi e diminuiscono la loro sintesi in maniera specifica per i tessuti. Inoltre, l'inibizione della sintesi di NO sistemica aumenta i livelli circolanti dei trigliceridi e la massa grassa nei ratti. L'integrazione alimentare con L-arginina ha dimostrato, inoltre, di ridurre selettivamente la massa grassa bianca e aumentare l'espressione dei geni per la protein chinasi AMP-attivata e il PPAR coactivator-1α, regolatori principali dell’ossidazione mitocondriale.
Wenjuan Jobgen del Texas A&M University College e collaboratori, proprio sulla base dei precedenti studi che avevano dimostrato che la dieta con L-arginina diminuiva la massa grassa bianca nei ratti geneticamente obesi, hanno testato la sua efficacia nell’obesità indotta dalla dieta (J Nutr. 2009 February; 139(2): 230–237). Gli Autori hanno, così, alimentato ratti maschi Sprague-Dawley per quindici settimane con un alto contenuto di grassi (HF), pari al 40% di energia, o a loro basso contenuto (LF), pari al 10% dell'energia. Hanno dato inizio alla dieta HF e LF a quattro settimane di età dei ratti, con conseguente aumento del peso corporeo del 18% e massa del 74% in più dei grandi cuscinetti di grasso bianco retroperitoneale, dell'epididimo, sottocutaneo e del tessuto adiposo mesenterico. Dalla 19^ settimana di età, i ratti di ogni gruppo alimentare ottenevano per dodici settimane un’integrazione dell’1,51% di L-arginina-HCl o del 2,55% di L-alanina, come controllo isonitrogeno. Pur con l’apporto energetico simile, nelle dodici settimane i pesi assoluti dei cuscinetti adiposi bianchi aumentavano del 98% nei ratti di controllo, ma solo del 35% nei ratti con l’integrazione con l’arginina. Il trattamento con arginina riduceva il peso relativo dei cuscinetti di grasso bianco del 30% e migliorava del 13% quello del muscolo soleo, dello 11% dell'estensore lungo delle dita e del 34% del grasso bruno, rispetto ai ratti di controllo. Le concentrazioni sieriche d’insulina, dell’adiponectina, dell’ormone della crescita, del corticosterone, della triodotironina e della tiroxina non differivano tra controlli e i ratti con integrazione con arginina. Tuttavia, il trattamento con arginina faceva segnare concentrazioni sieriche inferiori di leptina, di glucosio, di trigliceridi, di urea, di glutammina, di aminoacidi a catena ramificata. Si rilevavano, d’altra parte, elevate concentrazioni sieriche dei metaboliti dell’ossido nitrico e il miglioramento della tolleranza al glucosio.
In conclusione, secondo gli Autori, l’arginina avrebbe spostato la distribuzione dei nutrienti per promuovere il guadagno del muscolo sopra il grasso potendo fornire un trattamento utile per migliorare il profilo metabolico e la riduzione del grasso bianco.
Wu Z della China Agricultural University, Beijing – China e collaboratori, considerando che il tessuto adiposo bruno (BAT) nell'uomo svolge una funzione importante nell’ossidazione degli acidi grassi e del glucosio (Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2012 Nov;15(6):529-38), hanno voluto evidenziare un ruolo importante della L-arginina nella sua regolazione di crescita e sviluppo, rivolta a ridurre l'obesità nei mammiferi. In effetti, la supplementazione dietetica con L-Arginina riduce il tessuto adiposo bianco nei mammiferi obesi, come ratti geneticamente tarati o indotti dalla dieta, pecore gravide ed esseri umani con diabete di tipo 2. Il trattamento con L-arginina migliora la crescita del BAT sia nei feti sia nella fase postnatale. A livello molecolare e cellulare la L-arginina stimola l'espressione della proliferazione dei PGC-1α (Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha), principale regolatore della biogenesi mitocondriale, dell’ossido nitrico sintasi, dell’eme ossigenasi e dell’adenosina monofosfato protein chinasi attivata. A livello di tutto il corpo la L-arginina aumenta il flusso sanguigno ai tessuti insulino-sensibili, la lipolisi del tessuto adiposo e il catabolismo del glucosio e degli acidi grassi. Invece, inibisce la sintesi degli acidi grassi e modula lo stress ossidativo, migliorando così il profilo metabolico.
In conclusione, gli Autori hanno ribadito che la L-arginina aumenta la crescita del BAT nei mammiferi e il suo sviluppo attraverso meccanismi che coinvolgono l'espressione genica, la segnalazione dell’ossido di azoto e la sintesi proteica. Tutto ciò aumenta l'ossidazione dei substrati energetici e, quindi, riduce il deposito di grasso bianco nel corpo. La L-arginina si presenta, così, come un fattore molto promettente nella prevenzione e nel trattamento dell'obesità dell’uomo.
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