La Creatina monoidrato: la Regina degli ergogenici

La Creatina monoidrato: la Regina degli ergogenici

La creatina monoidrato è uno dei più popolari ed efficaci aiuti ergogenici utilizzati nello sport di ogni livello; la prevalenza di utilizzo fra atleti e personale militare è fra il 15-40% ed è più comune negli sport di forza e potenza [1]. Diversi studi hanno mostrato in maniera consistente come la supplementazione di creatina sia in grado di incrementare la concentrazione di creatina intramuscolare; ciò potrebbe spiegare i miglioramenti osservati sull’alta intensità della performance dell’esercizio fisico ed i conseguenti maggiori adattamenti [1]. Inoltre, la ricerca ha mostrato come la supplementazione di creatina potrebbe migliorare il recupero post-esercizio, la prevenzione infortuni, la termoregolazione, la riabilitazione dagli infortuni, offrendo anche protezione dai traumi da impatto alla testa [1]. Diversi studi hanno mostrato come la supplementazione a breve o lungo termine (più di 30g/al giorno per 5 anni) è sicura e ben tollerata dagli individui in salute di ogni fascia di età [1]. Il ruolo principale della creatina è di combinarsi con un gruppo fosfageno (Pi) per formare la fosfocreatina (PCr) tramite la reazione enzimatica svolta dalla creatinchinasi (CK) [1].

Meccanismo d’azione

La creatina è un composto aminoacidico non proteico che si trova principalmente nella carne rossa e nel pesce [2-4]. La maggior parte della creatina è presente sotto forma di deposito nel muscolo scheletrico (95%) con un piccolo quantitativo che si trova anche nel cervello e nel testicolo (5%) [2-4]. Circa due terzi della creatina intramuscolare si presenta sottoforma di fosfocreatina (PCr) con la rimanente parte di creatina libera [5, 6].

Il quantitativo complessivo di creatina costituito da PCr e Cr in media nel muscolo è di 120 mmol/kg di massa muscolare disidratata per un individuo di 70kg [7]. Il limite superiore di deposito sembra essere di circa 160mmol/kg nella maggior parte degli individui [7, 8]. Circa l’1-2% della creatina intramuscolare viene degradata in creatinina (un sottoprodotto metabolico) ed escreta con le urine [7, 9, 10].

Il corpo necessita di ripristinare circa 1-3g di creatina al giorno per mantenere i depositi, che sono strettamente correlati al quantitativo di massa muscolare dell’individuo [7, 9, 10]. Circa la metà del quantitativo necessario di creatina proviene dalla dieta [11]. La parte restante di creatina viene sintetizzata principalmente nel fegato e nei reni a partire dall’arginina e dalla glicina tramite l’enzima arginina-glicina aminotransferasi (AGAT) a guanidina acetato (GAA), che viene a sua volta metilato dalla guanidina acetato N-metiltransferasi (GAMT) usando S-adenosil-metionina per formare la creatina [12]. Alcuni individui mostrano livelli di sintesi di creatina più bassi per carenza di trasportatori della creatina (CRTR) di AGAT o GMAT [12].

L’effetto pleiotropico esercitato dalla creatina è probabilmente dato dalla creatinchinasi (CK) e dalla fosfocreatina (PCr) [13-15]. L’adenosintrifosfato (ATP) viene degradato in adenosindifosfato (ADP) e Pi per fornire energia libera per le attività metaboliche; l’energia libera rilasciata dall’idrolisi della PCr in Cr + Pi può essere utilizzata per risintetizzare ATP [16, 17]. Questo processo aiuta a mantenere la disponibilità di ATP in particolare durante sforzi massimali anaerobici [16, 17].

Il sistema CK/PCr svolge un ruolo importante anche nel trasporto intracellulare dell’energia dai mitocondri al citosol. La navetta di trasporto di energia della CK/PCr connette i siti della produzione di ATP (fosforilazione ossidativa mitocondriale e glicolisi) con i siti subcellulari utilizzatori di ATP (ATPasi) [16-18]. La creatina entra nel citosol tramite il canale CRTR, li poi viene associata alle isoforme di CK citosolico e glicolitico aiutando a mantenere i livelli di ATP glicolitico, il rapporto di ATP/ADP citosolico ed il consumo citosolico di ATP fornendo energia al metabolismo [18]. Il sistema CK/PCr è un importante regolatore del metabolismo, ciò potrebbe spiegare il potenziale ergogenico e terapeutico della supplementazione di creatina [1].

Gli individui che seguono una dieta vegetariana o vegana mostrano livelli intramuscolari più bassi nei depositi di creatina (90-110mmol/kg di muscolo disidratato) e quindi possono ottenere maggiori vantaggi dalla supplementazione di creatina [19-21]. Atleti più grandi e che svolgono allenamenti ad alta intensità giornalmente necessitano di consumare 5-10g/al giorno di creatina per mantenere saturi i depositi [22]. La forma di creatina maggiormente studiata è la monoidrato [1]. L’evidenza clinica non ha mostrato differenze significative nella ritenzione di creatina se somministrata in diverse forme come: la citrato, l’etil-estere e la nitrato, rispetto alla creatina monoidrato [24]. L’assorbimento di creatina parte dal sangue e successivamente dai tessuti; i livelli plasmatici di creatina raggiungono il picco circa 60 minuti dopo l’introduzione orale [23, 25]. Un innalzamento iniziale nei livelli di creatina plasmatica, seguita da una riduzione, può rappresentare indirettamente un incremento dell’assorbimento da parte dei tessuti [25]. 

Strategie di supplementazione

In una normale dieta che contiene 1-2g al giorno di creatina, i depositi sono saturi al 60-80%; la supplementazione di creatina serve dunque ad incrementare la creatina muscolare e la fosfocreatina di circa il 20-40% [26, 27]. Il modo più efficace per incrementare i depositi di creatina è introdurre 5g di creatina monoidrato oppure 0.3g/kg di peso corporeo per 5-7 giorni [23, 28]. Una volta che i depositi di creatina sono pienamente saturi, possono generalmente essere mantenuti con un assunzione continuativa di 3-5gr al giorno, anche se alcuni studi indicano che atleti più grandi necessitino di quantitativi maggiori, nell’ordine di 5-10g/al giorno con lo scopo di mantenere i depositi saturi [23, 24].

Introdurre la creatina con carboidrati oppure carboidrati e proteine ha mostrato di migliorare la ritenzione di creatina [29-31]. Un protocollo alternativo suggerisce di introdurre 3g al giorno di creatina monoidrato per 28 giorni, ma questo metodo porta ad un incremento progressivo del contenuto di creatina muscolare rispetto al più rapido metodo di carico [23]. In questo modo, l’azione sulla performance e/o sugli adattamenti all’allenamento è inferiore finché i depositi di creatina non sono saturi [23]. Diversi studi hanno mostrato che, una volta che la creatina di deposito muscolare è elevata, sono necessarie dalle 4 alle 6 settimane per tornare ai livelli basali [23, 32, 33].

Sicurezza ed effetti collaterali

La creatina monoidrato, come detto nel precedente paragrafo, è uno degli integratori più popolari e maggiormente utilizzato fin dagli anni 90, per questa ragione, si è indagato sui suoi possibili effetti collaterali in acuto e sul lungo periodo. Ad oggi, l’unico effetto collaterale descritto in letteratura è rappresentato dall’acquisizione di peso corporeo [1]. Gli studi disponibili eseguiti sul breve e lungo termine in soggetti in salute o con patologie, nei giovani e negli anziani, con dosaggi fra i 0.3 – 0.8g/kg al giorno per più di 5 anni hanno mostrato come la supplementazione di creatina, se utilizzata con la giusta posologia, non presenta rischi e può fornire diversi effetti benefici per la salute e per la performance [1].

La supplementazione di creatina non incrementa l’incidenza di infortuni muscoloscheletrici, la disidratazione, i crampi muscolari o i fastidi gastrointestinali [1]. Inoltre, non esiste evidenza in letteratura che l’utilizzo nelle giuste modalità della creatina monoidrato possa portare a disfunzioni renali o altri effetti collaterali nel lungo termine [1]. Al contrario, l’utilizzo di creatina sembra ridurre l’incidenza di molti degli effetti collaterali di cui in genere si sente parlare.

Poortmans e colleghi hanno mostrato che introdurre 20g/al giorno di creatina per 5 giorni a settimana e fino a 10g/al giorno da 10 mesi fino a 5 anni non ha avuto effetti negativi sulla clearance di creatina, sul tasso di filtrazione glomerulare, sul riassorbimento tubulare e sulla permeabilità di membrana glomerulare rispetto ai controlli [34, 35]. Nello sportivo, Kreider e colleghi non hanno osservato peggioramenti nella creatinina e nella sua clearance dopo la supplementazione di 5-10g/al giorno per 21 mesi in giocatori di football americano [36].

Mentre si continua a suggerire agli individui con problematica renale pre-esistente di non assumere creatina, questi studi e altri hanno portato i ricercatori a concludere che, ad oggi, non esiste evidenza che la supplementazione di creatina sia negativa per la funzionalità renale sia nella popolazione in salute che in quella clinica [1]. La continua ripetizione di queste scoperte fornisce una forte evidenza che la creatina monoidrato sia ben tollerata e sicura da consumare in tutti gli individui allenati e non indipendentemente dalla fascia d’età e dal sesso.

Prevenzione e recupero infortuni

Gli atleti che utilizzano creatina mostrano una più bassa incidenza di crampi, colpi di calore, disidratazione, contratture muscolari, lesioni muscolari, infortuni non da contatto e infortuni complessivi, con un più basso numero di assenze dagli allenamenti rispetto a coloro che non assumono creatina (0.3gr/kg/al giorno per 4 mesi) [37, 38].

Non esiste evidenza che la supplementazione di creatina incrementi gli infortuni muscoloscheletrici, la disidratazione, i crampi muscolari, i fastidi gastrointestinali, la disfunzione renale o che la supplementazione di creatina a lungo termine possa portare effetti collaterali significativi negli atleti durante gli allenamenti o le competizioni [1]. La creatina monoidrato ha proprietà osmotiche che aiutano a migliorare la ritenzione di piccoli quantitativi di acqua; alcuni studi hanno mostrato come sia in grado di promuovere una ritenzione a breve termine di fluidi (circa 0.5 – 1.0 L) proporzionali all’incremento acuto del peso corporeo [39, 40]. Per questa ragione esiste un crescente interesse sulla capacità della creatina di iper-idratare gli atleti e/o migliorare la tolleranza al calore indotta dall’esercizio fisico [41].

Volek e colleghi hanno valutato l’effetto della supplementazione di creatina (0.3g/kg al giorno per 7 giorni) sulla risposta cardiovascolare acuta, renale, sulla temperatura, sulla regolazione dei fluidi e sulla risposta ormonale all’esercizio fisico svolto a temperature molto calde per 35 minuti [41]. I ricercatori hanno mostrato che la supplementazione di creatina era in grado di migliorare la performance dello sprint nel ciclismo senza alterare la risposta termoregolatoria [41]. Kilduff e associati hanno valutato l’effetto della supplementazione di creatina (20g/al giorno per 7 giorni) prima di eseguire un esercizio a esaurimento al 63% del VO2 max ad una temperatura di 30.3°C [42]. I ricercatori hanno osservato che la supplementazione di creatina incrementava l’acqua intracellulare e riduceva la risposta termo regolatoria e cardiovascolare a seguito dell’esercizio prolungato (battito cardiaco, temperatura rettale e tasso di sudorazione) promuovendo uno stato di iperidratazione [42].

Watson e colleghi hanno mostrato come la supplementazione di creatina a breve termine (21.6g/al giorno per 7 giorni) non abbia incrementato l’incidenza di sintomi o compromesso lo stato di idratazione o la termoregolazione in atleti disidratati che si allenavano ad alte temperature (-2% di acqua corporea) [43]. Questi studi suggeriscono che aggiungere la creatina monoidrato potrebbe essere una strategia efficace per iperidratare gli atleti e di conseguenza migliorare la loro tolleranza al calore data dall’esercizio fisico, soprattutto quando eseguito in ambienti caldi e umidi [44].

Creatina monoidrato nell’immobilizzazione e successiva riabilitazione post-infortunio

Fin da quando la supplementazione di creatina ha mostrato di promuovere guadagni nella massa muscolare e nella forza vi è stato interesse nell’esaminarne l’effetto sull’atrofia muscolare a seguito dell’immobilizzazione durante la fase di riabilitazione [45]. Hespel e colleghi hanno esaminato l’effetto della supplementazione di creatina (20g/al giorno) sul tasso di atrofia, durante la riabilitazione di soggetti che avevano la gamba destra immobilizzata [46]. Durante le 10 settimane di riabilitazione i partecipanti eseguivano 3 sessioni a settimana di rinforzo della muscolatura estensore del ginocchio; i ricercatori hanno riportato che gli individui nel gruppo che introduceva creatina mostravano un cambiamento positivo maggiore nelle fibre della sezione trasversa muscolare (+10%) e nel picco di forza (+25%) durante il periodo di riabilitazione [46]. Questi cambiamenti erano associati ad un maggiore incremento del fattore di regolazione miogenico 4 (MRF4) [46].

La perdita di massa muscolare e forza si manifestano durante periodi di inattività fisica o immobilità; la supplementazione di creatina potrebbe avere un effetto favorevole sulla massa muscolare e la forza indipendentemente dall’esercizio fisico. Uno studio è stato svolto con lo scopo di valutare l’effetto della supplementazione di creatina sulla muscolatura e sulla performance del tronco dopo l’immobilizzazione [47]. Prima dello studio è stata valutata la massa magra dei soggetti (fra i 18-25 anni) tramite dual-energy-X-ray absorptiometry (DEXA), la forza massimale (1RM) isometrica in estensione e flessione del gomito e la capacità di resistenza muscolare (massimo numero di flessioni ed estensioni del braccio al 60% dell’1RM) [47].

Dopo le misurazioni al basale, ai soggetti veniva immobilizzato in modo casuale il braccio dominante o non dominante con un calco in gesso a 90° di flessione [47]. Utilizzando un disegno di studio a singolo cieco crossover, i soggetti hanno poi ricevuto un placebo (maltodestrine) durante i giorni 1-7 e la creatina monoidrato durante i giorni 15-21 [47]. Le misurazioni del tessuto magro, della massa muscolare, della forza e dell’endurance sono state valutate prima dello studio, dopo la rimozione del gesso e dopo lo studio [47]. Durante l’immobilizzazione, rispetto al placebo (in isocalorica), la supplementazione di creatina ha mantenuto più tessuto muscolare, più forza nei flessori ed estensori del gomito e l’endurance [47]. Questi risultati indicano che la supplementazione di creatina a breve termine è in grado di attenuare la perdita di massa muscolare e di forza durante l’immobilizzazione degli arti superiori in giovani adulti [47].

Questi risultati suggeriscono che la creatina possa alterare i pathway di segnalazione muscolare e ricreare un ambiente anabolico; la creatina eleva l’osmolarità intracellulare up-regolando l’espressione del myogenic transcription factors (MRF-4, miogenina) direttamente coinvolto nella sintesi proteica [48-50]. Per esempio, in volontari giovani ed in salute, la supplementazione di 20g al giorno di creatina durante 2 settimane di immobilizzazione della gamba, seguita da 10 settimane di un programma di riabilitazione, ha incrementato significativamente l’espressione del MRF-4 e la sezione trasversa muscolare [51]. Parise e colleghi hanno mostrato come l’assunzione di creatina nel breve termine possa diminuire il catabolismo proteico in giovani adulti (valutato dal tasso di apparizione della leucina nel sangue) [52].

Queste scoperte suggeriscono che la supplementazione di creatina sia in grado di diminuire la percentuale di muscoli atrofizzati e gli effetti negativi associati all’immobilizzazione; inoltre, la creatina  promuove maggiori guadagni di forza durante la riabilitazione, aiutando gli atleti a recuperare prima dagli infortuni.

Effetto sulla performance sportiva

La creatina monoidrato mostra diversi effetti ergogenici, fra cui un aumento della capacità di performance negli sprint singoli e ripetuti, un aumento della massa muscolare e della forza, una migliorata capacità di sintesi di glicogeno, un incremento della soglia anaerobica, un’aumentata capacità di lavoro, una migliore capacità di recupero e una maggiore tolleranza agli allenamenti [1]. Un grande numero di studi mostra come la creatina sia in grado, tramite l’incremento della disponibilità di creatina e PCR, di potenziare la risposta acuta all’esercizio fisico e gli adattamenti all’allenamento sia negli adolescenti che nei giovani adulti e negli individui anziani [1]. Questi adattamenti consentono agli atleti di riuscire a svolgere più lavoro, più set o sprint, portando ad un maggior guadagno di forza, massa muscolare e/o performance [1]. In tabella vengono mostrati quali sono gli sport che possono beneficiare dell’integrazione di creatina monoidrato:

Aumentata PCR: sprint su pista (60-200 m), sprint nel nuoto (50m), ciclismo ad alta intensità

Aumentata risintesi della PCr: pallacanestro, hockey, football americano, hockey su ghiaccio, Lacrosse, pallavolo

Ridotta acidosi muscolare: sport d’acqua (canottaggio, canoa, kayak), nuoto (100-200m), corsa (400-800m) sport di combattimento (MMA, Wrestling, Boxing, etc)

Metabolismo ossidativo: pallacanestro, calcio, pallamano, tennis, pallavolo, allenamento intervallato negli sport di endurance

Incrementata massa muscolare/massa corporea: football americano, bodybuilding, sport di combattimento (MMA, Wrestling, Boxing, etc), Powerlifting, Rugby, pesistica olimpica

La supplementazione di creatina è raccomandata come aiuto ergogenico per gli atleti di forza e potenza per ottimizzare gli allenamenti e gli adattamenti o per atleti che necessitano di sprintare in modo intermittente e recuperare durante la competizione (calcio, basket, tennis, rugby) [1]. Dopo un carico di creatina, la performance di alta intensità e/o l’esercizio ripetitivo viene generalmente incrementata del 10-20% in base al grado di incremento nella PCr muscolare [53]. I benefici sono stati evidenti sia per l’uomo che per la donna anche se la maggior parte degli studi è stata svolta su uomini [1].

L’utilizzo di creatina monoidrato potrebbe aiutare gli atleti a recuperare meglio dall’esercizio fisico intenso; Gree e colleghi hanno mostrato come l’introduzione di 5gr di creatina insieme ad un gran quantitativo di glucosio (95gr) sia in grado di incrementare i depositi di creatina e di glicogeno muscolare rispetto alla sola assunzione di glucosio [54]. In un altro studio, Steenge e colleghi  hanno mostrato che introdurre contemporaneamente la creatina (5gr) insieme a 47-97gr di carboidrati e 50g di proteine sia in grado di migliorare la ritenzione della creatina rispetto sua introduzione da sola [55].

Nelson e colleghi hanno mostrato che un carico di creatina prima di eseguire un esercizio a esaurimento insieme ad un carico di glucosio hanno migliorato il ripristino di glicogeno rispetto al solo carico di carboidrati [56]. Il ripristino di glicogeno è importante per promuovere il recupero e prevenire il sovrallenamento durante periodi di allenamento intenso; la supplementazione di creatina può supportare gli atleti che consumano un gran quantitativo di glicogeno durante l’allenamento, mantenendone i livelli ottimali [57].

Alcuni studi suggeriscono che la supplementazione di creatina potrebbe ridurre il danno muscolare e/o potenziare il recupero dopo esercizio fisico intenso [58]. Per esempio, Cooke e colleghi hanno valutato l’effetto della supplementazione di creatina sul recupero della forza muscolare e sul danno muscolare a seguito di esercizio fisico intenso [59]. I partecipanti che hanno integrato con creatina avevano un significativo incremento nella forza isocinetica (10%), isometrica (+21%) e nella forza dell’estensione del ginocchio durante il recupero da un esercizio che induceva danno muscolare [59]. Inoltre, i livelli plasmatici di CK erano significativamente più bassi (-84%) dopo 2, 3, 4 e 7 giorni di recupero nel gruppo che integrava creatina rispetto al gruppo di controllo [59]. Gli autori hanno quindi concluso che la creatina abbia migliorato il tasso di recupero della funzionalità della muscolatura degli estensori del ginocchio [59].

Santos e collaboratori hanno valutato l’effetto del carico di creatina su corridori maratoneti con esperienza prima di eseguire 30km di corsa sui marker infiammatori e sul dolore muscolare [60]. I ricercatori hanno mostrato che il carico di creatina ha attenuato il cambiamento nella CK (-19%), nelle prostaglandine E2 (-61%), nel tumor necrosis factor (TNF alfa) (-34%), ha ridotto la proteina C reattiva e annullato l’incremento della lattato deidrogenasi (LDH) rispetto ai controlli [60]. Volek e colleghi hanno valutato l’effetto della supplementazione di creatina (0.3gr/kg/al giorno) per 4 settimane durante la fase di overreaching seguita da 2 settimane di tapering; i ricercatori hanno osservato come la supplementazione di creatina era efficace nel mantenere la performance muscolare durante la fase iniziale di alto volume di allenamento con i pesi [61].

Queste scoperte suggeriscono che l’uso di creatina possa aiutare gli atleti a tollerare pesanti incrementi nel volume di allenamento, inoltre, la supplementazione di creatina può aiutare gli atleti a potenziare la ritenzione di glicogeno durante le fasi di carico di carboidrati, abbassare i processi infiammatori ed i livelli degli enzimi muscolari a seguito di esercizio fisico intenso, tollerare alti volumi di allenamento e/o overeaching ad un grado maggiore, promuovendo il recupero.

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