giovedì 6 giugno 2013

Il sistema endocrino e l'esercizio fisico: messaggeri di forza. Parte seconda

Protocollo ministeriale 8/bis

Il sistema endocrino e l'esercizio fisico: messaggeri di forza. Parte Seconda.


Nella prima parte del dispaccio abbiamo introdotto il sistema endocrino, uno dei tre grandi sistemi (insieme al sistema immunitario e al sistema nervoso centrale) in grado di mantenere l'omeostasi all'interno del nostro corpo. La stimolazione di questi 3 sistemi con stress giusti è in grado di rendere l'organismo più forte e resistente, mentre un sovraccarico di stimoli troppo intensi e protratti troppo a lungo rischia di mandare in tilt questa delicata rete rendendo difficile il recupero e sfociando in frequenti raffreddori o una secrezione ormonale alterata. La bravura del coach, dell'atleta autodidatta o dell'impiegato del Ministero sta proprio nel saper somministrare la giusta dose di stress per poter ottenere un guadagno più o meno costante viaggiando sempre sul filo dell'overreaching (lieve sovrallenamento, necessario ad innescare la perturbazione dell'omeostasi e, di conseguenza, a stimolare il miglioramento), è molto improbabile ottenere una performance migliore se recuperassimo ogni volta al 100% oppure non recuperassimo affatto. 

In questa seconda parte del dispaccio andremo a vedere come il nostro sistema endocrino reagisce agli stress da allenamento.

Tutte le risposte vengono elaborate dal sistema nervoso centrale, visto che è lui a ricevere tutti gli stimoli afferenti dalla periferia, l'area del cervello che fa da interprete con il sistema endocrino è l'ipotalamo dove due nuclei (sopraottico e paraventricolare) lo collegano all'ipofisi. Quello che più ci ha interessato qui al Ministero è l'attività dell'asse Ipotalamo-Ipofisi-Surrene (già vista nel 7mo dispaccio), gli effetti dell'esercizio sull'asse Ormone della crescita (GH) e il Fattore di crescita insulino simile 1 (IGF1) e , sempre relazionato al movimento, la dinamica del testosterone.

L'esercizio fisico e l'asse Ipotalamo-Ipofisi-Surrene.

Il primo adattamento del corpo ad uno stress è l'attivazione del sistema nervoso autonomo simpatico il quale porta ad una messa in circolo del cortisolo (definito ormone dello stress), l'innalzamento nel torrente ematico dell'ormone dello stress è data dalla stimolazione dell'asse IIS.
L'ipotalamo risponde alla perturbazione dell'omeostasi secernendo due ormoni:
  1. Ormone rilasciante corticotropina (CRH)
  2. arginina vasopressina (AVP)
Queste due sostanze stimolano la produzione di ormone corticotropo (ACTH) che a sua volta induce il rilascio di cortisolo dalla zona fascicolata nella corteccia delle ghiandole surrenali. Gran parte del cortisolo circolante nel sangue viaggia legato ad una proteina (globulina legante il cortisolo CBG, essendo un'ormone steroideo risulta essere idrofobico)e soltanto la frazione libera è in grado di propagarsi all'interno della cellula ed espletare la sua funzione. Il picco di produzione del cortisolo si ha la mattina mentre il nadir è intorno alla mezzanotte, sebbene la luce è il maggior regolatore della produzione di cortisolo l'attività fisica può incidere pesantemente sulla sua presenza all'interno dell'organismo.
La quantità di cortisolo presente nel sangue è legata alla durata e all'intensità dell'esercizio, sedute di media intensità si è visto non innalzare i livelli di cortisolo nel sangue, mentre durante attività più intense o più lunghe viene prodotto più ormone dello stress. La produzione di cortisolo è legata all'omeostasi degli zuccheri, è noto che assumendo carboidrati durante esercizi di lunga durata la secrezione di cortisolo è ridotta (Galbo 1983). Inoltre i livelli di cortisolo si innalzano in atleti che percorrono 1500mt o i 10.000mt ma non in atleti che eseguono sprint sui 100mt o il sollevamento pesi olimpico (Petraglia 1988), qui risulta evidente che in attività molto brevi l'omeostasi del glucosio non viene perturbata e perciò i livelli di cortisolo rimangono simili a quelli di riposo. Si è visto (Ahtiainen et al. 2003) che i livelli di cortisolo tendono ad alzarsi anche in allenamenti con percentuali dell'1RM superiori al 70% per almeno 4 serie.

Prima delle gare la quantità di cortisolo circolate aumenta, questa sovraproduzione è dovuta dallo stress pre-gara.
Altro fattore che incide sulla produzione di cortisolo è l'età, maggiore è quest'ultima minore è la secrezione di glucorticoidi.

Oltre all'attivazione del sistema nervoso simpatico ci sono alcuni fattori umorali (presenti nei fluidi) in grado di  stimolare l'asse ipotalamo-ipofisi-surrene, questi sono:
  • il lattato.
  • interleuchine (citochine, vedere protocollo ministeriale n. 7)
  • angiotensina II (ormone in grado di aumentare la gittata cardiaca).

Il cortisolo esercita un controllo a feedback negativo sull'asse IIS, questo significa che un'alta concentrazione di questo ormone nel torrente ematico inibisce la sua sintesi. La natura e la durata dello stress può incidere su questo meccanismo, per esempio l'attività fisica molto intensa può indurre alterazioni nella sensibilità ai corticosteroidi.

Il compito primario del cortisolo è quello di fornire zuccheri al cervello ed ai muscoli, per fare questo attinge:
  • alle scorte di glicogeno (una forma immagazzinata di glucosio nel fegato)
  • alla trasformazione nel fegato di aminoacidi in glucosio.
  • alla trasformazione del glicerolo presente negli acidi grassi in glucosio.
Inoltre il cortisolo ha un'azione anti-infiammatoria e immuno-soppressiva perchè interagisce con i linfociti inducendone la morte (Hirano 2001).

Overreaching e sovrallenamento, come si comporta l'asse IIS?

L'overreaching può essere considerato un sovrallenamento a breve termine ed è necessario che si verifichi all'interno di una programmazione, invece il sovrallenamento è una vera e propria sindrome descritta come l'esaurimento della capacità di adattamento dell'organismo caratterizzata da stanchezza cronica, frequenti infezioni del tratto respiratorio superiore, stato d'animo alterato e funzione riproduttiva soppressa.
Il sovrallenamento è causato da troppo accumulo di stress per via di un piano d'allenamento errato o assente.
Dal punto di vista dell'asse l'overreaching si caratterizza da un'elevata produzione di ACTH (dovuta ad un abbassamento della sensibilità dell'ipofisi a questo ormone) ma senza essere seguita da un'innalzamento dei livelli di cortisolo. Se l'overreaching sfocia nel sovrallenamento allora entrambi gli ormoni (ACTH e Cortisolo) subiscono un calo di produzione e di presenza nel torrente ematico. Questo tipo di sovrallenamento è indotto da allenamenti di tipo prevalentemente aerobico, mentre nel sovrallenamento tipico degli sport con basso volume ed alta resistenza non si presentano squilibri dei livelli di ACTH e Cortisolo.

L'esercizio fisico e l'asse GH-IGF1

L'asse Gh-IGF1 regola molti processi dell'organismo umano, inclusa la crescita, lo sviluppo, processi riparativi, metabolismo ed altre attività fisiologiche. L'asse viene stimolata dal sistema nervoso centrale il quale, sotto influenze esterne o ritmi circadiani, produce una serie di neurotrasmettitori come le catecolamine, serotonina e agenti colinergici che stimolano l'ipotalamo a sintetizzare l'ormone rilasciante Gh (GHRH) e la somatostatina (SHS). Il GHRH stimola l'ipofisi anteriore a produrre e rilasciare GH, il GH è il maggior prodotto secretorio dell'asse, Le azioni più importanti di questo ormone peptidico sono: la stimolazione della sintesi dell'IGF1 e la regolazione del metabolismo, della differenziazione tissutale e della composizione corporea.

L'IGF1 fa parte dei peptidi collegati con l'insulina, viene secreto dal fegato in seguito se in presenza di GH, le proprietà anaboliche e di crescita dell'IGF1 riproducono in gran parte quelle del GH, in più stimola il rilascio di somatostatina ed inibisce la secrezione di GH con meccanismo a feedback negativo.

La stimolazione dell'asse GH-IGF1 è maggiore in sedute allenanti della durata superiore a 10 min (il picco di produzione di GH indotto dall'esercizio si manifesta dal 25mo\30mo minuto di attività continua) con un intensità della potenza aerobica che va dal 70% al 90% (Felsin, Brasel, Cooper. 1992).
La secrezione di GH è influenzata anche da fattori ambientali e nutritivi, per esempio le temperature calde stimolano la sua sintesi (Okada, Hikita. 1972). Un pasto ricco di grassi (il quale favorisce la produzione di somatostatina da parte dei tessuti gastrointestinali) diminuisce la secrezione di GH (Penman, Wass. 1981). Anche l'iperinsulinemia associata ad eccesso di grasso corporeo inibisce il rilascio dell'ormone della crescita. 

L'IGF1 ha un pattern di stimolazione diverso dal quello del GH, esso sembra venir prodotto anche durante sforzi inferiori ai 10 minuti sopra e sotto la soglia del lattato, inoltre Bang e colleghi hanno dimostrato che l'esercizio fisico è in grado di aumentare la secrezione di IGF1 da parte del fegato anche in soggetti con problemi all'ipofisi.

Sia la produzione che la sensibilità al GH e all'IGF1 sono correlati positivamente con indici di fitness funzionali come la la Vo2 Max e con indici di fitness strutturali come la quantità di tessuto muscolare presente nel corpo (Poehlman, Copeland. 1990).

L'esercizio fisico e il Testosterone.

Tra tutti gli ormoni prodotti dall'organismo umano forse il Testosterone è il più "ricercato" e il più "imitato", molti dei protocolli sviluppati qui al ministero hanno come scopo l'aumento della produzione ENDOGENA di testosterone, il compianto Segretatio del Ministero prof. Carmelo Bosco affermava che il testosterone non è l'ormone della forza ma l'ormone della Potenza, molti tessuti hanno ricettori per questo derivato del colesterolo anche i NEURONI.
Come appena detto il testosterone è un ormone prodotto a partire dal colesterolo grazie ad una serie passaggi regolati da enzimi presenti nelle cellule di Leydig nei testicoli e nelle ghiandole surrenali. La sintesi del testosterone viene regolata da un'altra sostenza: l'LH, ormone proteico prodotto nell'ipofisi, a sua volta la produzione di LH è regolato dall'ormone rilasciante gonadotropina (GnRh) sintetizzato nell'ipotalamo. La secrezione di questi due ultimi ormoni regolatori è controllata, in parte, dalla presenza di testosterone nel sangue (meccanismo di controllo a feedback negativo) , questo significa che se nell'organismo viene somministrato del testosterone ESOGENO la sua produzione interna diminuisce o cessa. 

Il testosterone nel sangue si trova in gran parte legato alla globulina legante, la SHBG e all'albumina. Tra le azioni più importanti in termini di prestazione sportiva il testosterone è in grado di stimolare la produzione di IGF1 ed Eritropoietina, inoltre ha un effetto antagonizzante nei confronti dei glucocorticoidi inibendo molti processi catabolici.

Alterazioni della secrezione del testosterone nell'esercizio fisico.

L'esercizio fisico può incrementare e diminuire la secrezione di testosterone a seconda dell'intensità e della modalità di esecuzione (Viru 1985). Gli incrementi avvengono durante e dopo sedute d'allenamento brevi ed intense come allenamenti con i pesi  e sprint (Sutton et al. 1973; Cumming et al. 1986; Kraemer et al. 1991), e forti decrementi si manifestano durante maratone ed ultra-maratone (Dessypris et al. 1976; Morville et al. 1979; Kuoppasalmi et al. 1980; Schurmeyer et al. 1984).
Il testosterone agisce in sinergia con il GH e L'iGF1 aumentando drasticamente la sintesi proteica nei muscoli e l'accrescimento osseo.

Negli sport di endurance gli androgeni sono responsabili dell'aumento della disponibilità di nutrienti (lipolisi) e della potenziata capacità di trasportare l'ossigeno (Muza et al. 1987; Sawka et al. 1987).

Con questo dispaccio abbiamo fatto luce sul meccanismo di risposta del corpo all'allenamento sia attraverso routine di forza che di resistenza. 
Entrambi i tipi di allenamento sono in grado di stimolare adattamenti profondi e benefici, per questo in qualsiasi preparazione atletica è fondamentale dedicare un blocco della programmazione a sviluppare sia i meccanismi aerobici che anaerobici.

Bibliografia


  • THE ENDOCRINE SYSTEM IN SPORTS AND EXERCISE, WILLIAM J. KRAEMER AND ALAN D. ROGOL. 2005
  • Advanced Exercise Endocrinology, K Borer Human kinetics publishing, 2013.