Niente energia: le bevande energetiche possono uccidere i muscoli

Claudio Viecelli

21/7/2023

Traduzione: Leandra Amato

Le bevande energetiche (o energy drink) sono diventate una parte indispensabile della vita quotidiana e sono particolarmente popolari tra i giovani e gli atleti per il loro effetto di miglioramento delle prestazioni. Solo su Galaxus si possono trovare 60 prodotti con il termine di ricerca corrispondente. Tuttavia, un primo studio dimostra che le bevande energetiche possono avere effetti fatali sulla formazione delle cellule muscolari.

Il mercato globale delle bevande energetiche è stato stimato in 46 miliardi di dollari nel 2020. Secondo recenti proiezioni, questo valore dovrebbe raggiungere i 108 miliardi di dollari nel 2031. Ciò corrisponderebbe a un tasso di crescita annuale di circa l'8% [1].

Grazie anche alle strategie di marketing aggressive dei produttori, gli uomini di età compresa tra i 18 e i 34 anni bevono il maggior numero di bevande energetiche negli Stati Uniti, mentre quasi un terzo degli adolescenti di età compresa tra i 12 e i 17 anni beve regolarmente queste bevande [2].

Gli ingredienti

Gli ingredienti più comuni nella maggior parte delle bevande energetiche sono la caffeina (tra 70 e 240 mg a seconda della bevanda), il guaranà, lo zucchero, la taurina, il glucuronolattone, il ginseng e le vitamine del gruppo B. Tuttavia, alcuni ingredienti contenuti in queste bevande possono avere gravi effetti sulla salute del sistema cardiovascolare, del cervello, del tratto gastrointestinale e del metabolismo. A causa del valore di pH prevalentemente basso, queste bevande attaccano anche i denti in modo altamente corrosivo.

Solo tra il 2007 e il 2011, il numero di visite al pronto soccorso negli Stati Uniti dovute al consumo di bevande energetiche è raddoppiato. Di queste, un decimo si è convertita in un ricovero ospedaliero[2]. Un consumo eccessivo di caffeina può provocare irrequietezza interiore, insonnia, disturbi gastrointestinali e ansia [3].

La taurina è un composto chimico comunemente presente negli animali, compresi gli esseri umani, associato a numerose funzioni positive nel corpo umano. La taurina sembra promuovere le funzioni cognitive [4] e regolare la funzione contrattile dei muscoli [5]. Inoltre, qualche settimana fa è apparso su Science un articolo di ricerca sul fatto che la mancanza di taurina può favorire il processo di invecchiamento e che l'integrazione di taurina nei topi aumenta la durata della salute [6]. La taurina è stata anche associata all'attenuazione del danno ossidativo nei muscoli dopo un esercizio fisico intenso [7].

Fino a questo punto, sembra positivo. Ma ora arriva l'altro lato della medaglia.

Il glucuronolattone è un carboidrato e viene spesso utilizzato insieme alla caffeina o alla taurina nelle bevande energetiche. L'influenza del glucuronolattone e/o l'interazione tra glucuronolattone e taurina o caffeina sono poco studiati. Tuttavia, è dimostrato che questi additivi alimentari o la loro interazione provocano effetti neurotossici nei topi [8].

Il consumo eccessivo di zucchero attraverso le bevande energetiche ha diverse conseguenze negative per l'organismo. Nel contesto delle bevande energetiche, è stato associato ad aritmie cardiache, problemi di pressione sanguigna e obesità [9-11].
In sintesi, le bevande energetiche possono essere associate a diverse conseguenze negative per la nostra salute. Gli effetti sulla salute dei consumatori e degli atleti sono ancora in gran parte sconosciuti.

Il primo studio esamina l'influenza degli energy drink sulla formazione delle cellule muscolari in vitro

Un team di ricerca ha affrontato la questione dell'influenza delle bevande energetiche sulle cellule muscolari dei topi [12]. A tal fine, hanno esposto cellule muscolari di topi a diversi energy drink e a diverse concentrazioni per studiarne gli effetti sui muscoli scheletrici. I ricercatori hanno studiato otto bevande energetiche di quattro noti produttori: Red Bull, Red Bull Zero, Monster Energy, Monster Ultra Paradise, Rockstar, Rockstar Sugar Free, Celsius Live Fit e Celcius Heat. Per evitare che la crescita e la differenziazione delle cellule fossero influenzate negativamente dal basso valore del pH delle bevande energetiche, hanno aumentato il valore del pH a circa 7 utilizzando idrossido di sodio.

In primo luogo, i ricercatori hanno studiato l'influenza di diverse concentrazioni di RedBull sulla tossicità cellulare. Le diluizioni utilizzate erano: 1:100, 1:50, 1:20, 1:15, 1:10, 1:8, 1:5, 1:2 e 1:1. La maggior parte delle diluizioni non ha avuto un grande effetto sulle cellule muscolari, ad eccezione delle diluizioni 1:2 e 1:1, che hanno ucciso il 30-40% delle cellule muscolari.

Tutte le otto bevande energetiche sono state poi aggiunte alle cellule muscolari attraverso diversi mezzi nutritivi a diluizioni 1:50 e 1:5. Nel mezzo nutritivo, che favorisce la crescita delle cellule muscolari, non è stato rilevato un aumento della tossicità con quasi tutte le diluizioni e le bevande energetiche. Con due eccezioni: Celcius Live Fit e Celsius Heat hanno provocato rispettivamente il 14 e il 28% di morte cellulare alla diluizione 1:5. In media, le altre bevande energetiche avevano una concentrazione di caffeina di 32,5 mg/100 ml. Celcius Live Fit e Celsius Heat hanno una concentrazione di caffeina quasi doppia, rispettivamente 56,3 e 63,4 mg/100 ml. Questo potrebbe essere una causa della maggiore tossicità cellulare. Uno studio futuro che raddoppi la concentrazione di caffeina nelle altre bevande energetiche potrebbe fare chiarezza su questo punto.

Nel mezzo nutritivo che promuove la differenziazione delle cellule muscolari, le diluizioni 1:5 hanno mostrato effetti tossici di circa il 20-30% sulle cellule muscolari di quasi tutte le bevande energetiche. Un'eccezione è stata la Red Bull Zero, che non ha mostrato alcun effetto sulla morte cellulare a nessuna delle due diluizioni.

Nella fase successiva, il gruppo di ricerca ha analizzato l'influenza degli energy drink sulla differenziazione delle cellule muscolari, cioè il processo attraverso il quale le cellule indifferenziate si trasformano in cellule muscolari specializzate. Questo è regolato da vari fattori, tra cui l'espressione genica, le vie di segnalazione e le influenze ambientali. Le cellule muscolari non esposte a una bevanda energetica sono servite come controllo negativo.

L'esposizione delle cellule muscolari a bevande energetiche ha avuto un effetto drammatico sulla fusione dei mioblasti. La fusione dei mioblasti nello sviluppo muscolare provoca la formazione di miotubi multinucleati, i mattoni delle fibre muscolari scheletriche. Sei delle otto bevande hanno impedito la formazione di questi miotubi a una diluizione di 1:5. L'unica eccezione sono state Red Bull e Red Bull Zero. Un'indicazione della minore inibizione in Red Bull e Red Bull Zero potrebbe essere la concentrazione di vitamina B6, da 2 a 4 volte superiore rispetto a quella nelle altre bevande energetiche. Diversi studi mostrano un effetto positivo della vitamina B6 sullo sviluppo e sulla differenziazione delle cellule muscolari [13, 14].

Conclusione

Per quanto interessante, lo studio è anche limitato in quanto non fornisce alcuna risposta sulle modalità d'azione dei singoli ingredienti o sulla loro interazione biochimica sulle cellule muscolari. Non sono possibili approfondimenti meccanici, poiché le bevande energetiche sono state studiate nel loro complesso con le loro diverse formulazioni. Per l'identificazione delle molecole chiave responsabili della tossicità e dell'inibizione della crescita e/o della differenziazione cellulare, sono necessari ulteriori studi che esaminino i singoli ingredienti isolatamente e in combinazione. Tuttavia, si tratta del primo studio che ha osservato effetti negativi delle bevande energetiche sulla formazione delle cellule muscolari in vitro.

Riferimenti bibliografici:

1. Energy Drinks Market Size, Share & Growth | Industry Report, 2031. [citato il 21 giugno 2023]. Disponibile: https://www.alliedmarketresearch.com/energy-drink-market
2. Rockville P. Energy Drinks | NCCIH. In: Nccih [Internet]. 2018 [citato il 21 giugno 2023]. Disponibile: https://www.nccih.nih.gov/health/energy-drinks
3. Jee HJ, Lee SG, Bormate KJ, Jung YS. Effect of Caffeine Consumption on the Risk for Neurological and Psychiatric Disorders: Sex Differences in Human. Nutr 2020, Vol 12, Page 3080. 2020;12: 3080. doi:10.3390/NU12103080
4. Jia N, Sun Q, Su Q, Dang S, Chen G. Taurine promotes cognitive function in prenatally stressed juvenile rats via activating the Akt-CREB-PGC1α pathway. Redox Biol. 2016;10: 179–190. doi:10.1016/J.REDOX.2016.10.004
5. Higgins JP, Tuttle TD, Higgins CL. Energy Beverages: Content and Safety. Mayo Clin Proc. 2010;85: 1033–1041. doi:10.4065/MCP.2010.0381
6. Singh P, Gollapalli K, Mangiola S, Schranner D, Yusuf MA, Chamoli M, et al. Taurine deficiency as a driver of aging. Science. 2023;380: eabn9257. doi:10.1126/SCIENCE.ABN9257/SUPPLFILE/SCIENCE.ABN9257MDARREPRODUCIBILITYCHECKLIST.PDF
7. Thirupathi A, Pinho RA, Baker JS, István B, Gu Y. Taurine Reverses Oxidative Damages and Restores the Muscle Function in Overuse of Exercised Muscle. Front Physiol. 2020;11: 582449. doi:10.3389/FPHYS.2020.582449/BIBTEX
8. Boyina R, Dodoala S. Evaluation of the neurobehavioural toxic effects of taurine, glucuronolactone, and gluconolactone used in energy drinks in young rats. Turkish J Pharm Sci. 2020;17: 659–666. doi:10.4274/tjps.galenos.2019.33602
9. Voskoboinik A, Koh Y, Kistler PM. Cardiovascular effects of caffeinated beverages. Trends Cardiovasc Med. 2019;29: 345–350. doi:10.1016/J.TCM.2018.09.019
10. Mansour B, Amarah W, Nasralla E, Elias N. Energy drinks in children and adolescents: demographic data and immediate effects. Eur J Pediatr. 2019;178: 649–656. doi:10.1007/S00431-019-03342-7/FIGURES/2
11. Clapp O, Morgan MZ, Fairchild RM. The top five selling UK energy drinks: implications for dental and general health. Br Dent J 2019 2267. 2019;226: 493–497. doi:10.1038/s41415-019-0114-0
12. Park SY, Karantenislis G, Rosen HT, Sun H. Effects of energy drinks on myogenic differentiation of murine C2C12 myoblasts. Sci Reports 2023 131. 2023;13: 1–14. doi:10.1038/s41598-023-35338-7
13. Kumar A, Kumar Y, Sevak JK, Kumar S, Kumar N, Gopinath SD. Metabolomic analysis of primary human skeletal muscle cells during myogenic progression. Sci Reports 2020 101. 2020;10: 1–14. doi:10.1038/s41598-020-68796-4
14. Komaru T, Yanaka N, Kumrungsee T. Satellite cells exhibit decreased numbers and impaired functions on single myofibers isolated from vitamin B6-deficient mice. Nutrients. 2021;13: 4531. doi:10.3390/NU13124531/S1

Claudio Viecelli

Biologe

viecelli@imsb.biol.ethz.ch

Biologo molecolare e muscolare. Ricercatore presso l'ETH Zurigo. Atleta di forza.

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