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

Protocollo ministeriale n. 8

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

Nel precedente dispaccio il Ministro si è occupato della risposta del sistema immunitario all'esercizio fisico, qui andiamo ad analizzare la risposta dell'altro grande sistema del corpo umano: il sistema endocrino.
Questo primo dispaccio fornisce un compendio sui protagonisti prtimari dei questo sistema ed il loro funzionamento globale, in quello successivo invece verranno affrontati più approfonditamente alcuni aspetti della risposta del sistema endocrino all'esercizio fisico intenso (sollevamento pesi e kettlebell traning).

Ll sistema endocrino è un insieme di ghiandole e cellule che secernono sostanze proteiche o lipidiche chiamate ormoni, tale sistema è sincronizzato con il sistema nervoso per il controllo dell'omeostasi dell'organismo. L'omeostasi (il mantenimento constante degli equilibri chimico fisici in base ai mutamenti esterni) è di vario tipo:

• IONICA: controllo dell'equilibrio di ioni nei fluidi corporei
• IDRICA: controllo della concentrazione di acqua e quindi di ioni sempre nei fluidi corporei.
• TERMICA: controllo della temperatura corporea
• ENERGETICA: controllo dei composti organici da cui il corpo ne trae energia per il mantenimento del metabolismo.

Gli ormoni vengono secreti nel sangue da cellule endocrine e da neuroni specializzati, essi agiscono su determinati recettori posti sulla cellula bersaglio. L'azione ormonale è di tipo:

• ENDOCRINA: gli ormoni vengono rilasciati nel sangue per svolgere la loro azione su organi bersaglio lontani.
• PARACRINA: il bersaglio degli ormoni è prossimale alla cellula produttrice di ormoni.
• AUTOCRINA: l'azione dell'ormone si manifesta nella cellula stessa (meccanismo di feedback).

Gli ormoni si dividono in tre categorie:

• Peptidici(costituiti da 3 o più aminoacidi) con una emivita molto breve.
• Amminici(derivanti da un aminoacido) es: melatonina dal Triptofano, Tiroidei e Catecolamine dalla tirosina.
• Steroidei(derivanti dal colesterolo), prodotti nella zona corticale del surrene e nelle gonadi.

I recettori per gli ormoni steroidei-lipofilici si trovano nel citosol (parte interna della cellula) mentre i recettori per i messaggeri peptidici-lipofobici si trovano sulla membrana cellulare.

Il controllo endocrino viene espletato dagli ormoni trofici, ovvero quegli ormoni in grado di stimolare o inibire la produzione di altri ormoni, il sistema di controllo avviene tramite feedback-positivo o feedback negativo in base alla concentrazione di sostanze nei fluidi.

La stimolazione ormonale avviene su tre vie:

1. Stimolazione ormonale: ormoni influenzati da altri ormoni, es: l'ipofisi anteriore stimolata dall'ipotalamo, a loro volta gli ormoni ipofisari posso stimolare il rilascio di ormoni da altre ghiandole endocrine.
2. Stimolazione umorale: ormoni rilasciati in seguito a concentrazioni di ioni o sostanze nutrienti nel sangue.
3. Stimolazione nervosa: produzione di ormoni avviata da un'attivazione neuronale.

L'ipotalamo è una regione cerebrale facente parte del diencefalo ed assolve molte altre funzioni oltre a quella di ghiandola endocrina. È la componente endocrina primaria perché secerne ormoni i quali agiscono sull'ipofisi (collegata al'ipotalamo dall'infundibolo).

Gli ormoni trofici prodotti dall'ipotalamo sono:

• Ormone stimolante rilascio di prolattina PRH
• Ormone inibente rilascio di prolattina PIH
• Ormone stimolante rilascio di Tireotropina TRH
• Ormone stimolante rilascio di Cortotropina CRH
• Ormone stimolante il rilascio di GH GhRH
• Ormone inibente rilascio GH GhIH
• Ormone rilasciante Gonadotropine GnRH

la produzione di ormoni trofici è regolata da due tipi di feedback: lungo e corto

• corto: ormoni trofici adenoipofisiari riducono la produzione di ormoni trofici ipotalamici.
• lungo: l'inibizione causata da ormoni secreti dopo quelli trofici sull'ipotalamo\ipofisi.

tra l'ipotalamo e l'ipofisi c'è un sistema portale (due letti capillari in serie)che conduce gli ormoni trofici prodotti dall'ipotalamo all'ipofisi anteriore.

Ipofisi può essere considerata la ghiandola endocrina primaria perché i suoi ormoni controllano gran parte delle funzioni vitali dell'organismo. Divisa in 2 parti, una posteriore chiamata Neuroipofsi che contiene le terminazioni nervose il cui soma si trova nell'ipotalamo:

• nucleo sopraottico: produzione di Ossitocina (contrazioni uterine e prostatiche)
• nucleo paraventricolare: produzione di ADH (vasopressina, responsabile della ritenzione di acqua nei reni)

e da una parte Anteriore formata principalmente da ghiandole secernenti ormoni Trofici (stimolanti\inibenti)

Ormoni prodotti dall'ipofisi anteriore:

• GH (somatotropina) favorisce la crescita in due modi: stimola la sintesi proteica e aumenta il volume delle cellule (ipertrofia), stimola la divisione cellulare (iperplasia). Queste due azioni portano alla crescita lineare del corpo umano durante lo sviluppo (allungamento delle ossa, aumento della massa magra e dei singoli organi). Responsabile dell'aumento degli amminoacidi nei tessuti con stimolo alla sintesi proteica grazie alla produzione di un messaggero chimico intermedio prodotto nel fegato: l' IGF1. Il testosterone è permissivo nei suoi confronti. 
• Prolattina stimola la produzione di latte e altera o blocca il ciclo mestruale (amenorrea)
• LH e FSH(gonadotropici) l'FSH sulla donna favorisce la maturazione dei follicoli, nell'uomo stimola la produzione di sperma, LH nella donna coadiuva l'azione dell'FSH, nell'uomo stimola la produzione di testosterone 
• TSH (tireotropina) stimola la secrezione ormonale della tiroide
• ACTH (corticotropo)controllo sulla corteccia surrenale e stimola produzione di Cortisolo.

Gli Ormoni interagiscono tra di loro in vari modi:

• SINERGIA:due ormoni differenti che agiscono contemporaneamente sullo stesso bersaglio la cui somma delle azioni è più che additivo.(ADRENALINA + Glucagone)
• PERMISSIVITA': Un ormone non può svolgere il suo compito se non è presente un secondo ormone es: ormoni tiroidei + ormoni della crescita.
• ANTAGONISTI: due ormoni che hanno azioni fisiologiche opposte. (glucagone\insulina)

Influenza ormonale sul metabolismo

Surrenali: formate dalla corteccia e dal midollo.

Midollo: secerne adrenalina e noradrenalina. Esse mobilizzano le riserve di grasso e glicogeno, regolano la pressione sanguigna e agiscono sulla muscolatura liscia delle vie respiratorie. Vengono rilasciati con lo stress e si legano a recettori α(eccitatorio) e ß(inibitorio) l'affinità per i recettori alfa è maggiore per la noradrenalina e per i recettori beta è maggiore l'adrenalina.

Nel cuore sia l'adrenalina che la noradrenalina (neurotrasmettitore del sna simpatico) hanno un'azione stimolante aumentando la frequenza cardiaca e la forza di contrazione (SNA ortosimpatico innerva nodo SA e cellule del Purkinje del cuore).

Nei vasi sanguigni la noradrenalina e lìadrenalina inducono vasocostrizione ma sono responsabili della vasodilatazione nel circolo coronarico, muscolare, e polmonare.

Nel sistema gastroenterico inibiscono la secrezione delle ghiandole.

Apparato urinario: inibiscono il muscolo destrusore e attivano lo sfintere interno.

Nell'apparato respiratorio dilatano trachea ed i bronchi.

Nel muscolo scheletrico accrescono la forza di contrazione in sinergia con il testosterone.

Nel SNC: hanno azione eccitatoria e procurano ansia e tremore.

Azione sul metabolismo glucidico: aumento della glicogenolisi nel fegato e nel muscolo scheletrico.

Azione ormonale sul metabolismo dei lipidi.

Gli ormoni mobilitano i depositi dei grassi, tale azione è chiamata Lipolisi.

La stimolazione della corteccia surrenale avviene per la risposta del Sistema Nervoso Autonomo Simpatico (RISPOSTA DI ATTACCO E FUGA)

Corteccia:

è suddivisa in: zona glomerulare (produzione di ormoni sessuali), zona fascicolata (glucocorticoidi) e zona reticolare(aldosterone) ed occupa gran parte della ghiandola, incastonate al suo interno ci sono gocce di lipidi ricche di colesterolo per la produzione di ormoni steroidei.

I corticosteroidi si dividono in mineralcorticoidi (aldosterone) e i glucocorticoidi (cortisolo) vengono prodotti nei mitocondri e nel RE, la loro secrezione è gestita dai ritmi cicardiani necessari anche per la secrezione di Gh in sinergia con gli ormoni tiroidei.

Azione metabolica sul glucosio: iperglicemizzante, induce gluconeogenesi nel fegato, antagonista dell'insulina perchè riduce i recettori sulle cellule bersaglio.

Azione sul metabolismo proteico: disgregazione delle proteine tranne che nel fegato, assottigliamento della componente connettivale e inibizione dell'osteogenesi.

Azione sul metabolismo lipidico: mobilita i grassi ma aumenta l'appetito.

Ha un'azione antiinfiammatoria e immunodepressiva (stress)

Lo stress è la capacità dell'organismo di adattarsi ad eventi quali traumi, lesioni, forti emozioni, le surreni vengono stimolate sia dall'ortosimpatico (adrenalina) che dall'ipofisi (ACTH) sindrome da superallenamento. Ipertrofia delle surreni e mancanza di precursori porta al collasso (approfondimento sul dispaccio precedente: Lo scudo e la spada, la risposta del sistema immunitario all'esercizio fisico).

TESTOSTERONE ESTRADIOLO, nella donna in menopausa sono l'unica fonte di estrogeni

Tiroide: ghiandola posta nel collo e adagiata sulla laringe costituita da cellule follicolari che circondano la colloide costituita da licoproteine (secrete dalle follicolari). 

Negli spazi interstiziali tra i follicoli ci sono le cellule C che producono Calcitonina.

Nella colloide è presente la TIREOGLOBULINA che agisce come precursore degli ormoni tiroidei, nella colloide ci sono gli ioni IODIO e gli enzimi per gli ormoni T3 e T4, gli enzimi e la tireoglobulina sono prodotti dalle cellule follicolari mentre lo iodio è trasportato attivamente ad opera dei follicoli dal sangue. I residui tirosinici si legano a ioni iodio, l'aggiunta di uno ione iodio forma il MIT (monoiodotirosina) l'aggiunta di un secondo ione forma la diiodotirosina DIT, se due DIT si legano covalentemente tra di loro formano la T4 se si legano un MIT e un DIT si forma la T3. Gli ormoni legati alla tireoglobulina rimangono nella colloide fino a 3 mesi. Il TSH si lega ad un recettore posto sulla membrana della cellula follicolare, la cellula fagocita dalla colloide gli ormoni,essi vengono portati in un lisosoma dove vengono demolite le molecole di tireoglobulina ed in seguito immessi nel sangue gli ormoni T3 e T4.

Deiodati diventano TIRONINA

AZIONI SUL METABOLISMO

• Aumento del metabolismo basale: effetto termogenico aumentando l'attività della pompa Na\K (idrolizzazione ATP e aumento del calore)
• Glucidico: gluconeogenesi e glicolisi.
• Lipidi: mobilitazione delle riserve.
• Proteine: a livello fisiologico facilitano l'ingresso di aminoacidi (anabolico)a livelli alti gluconeogenesi a partire dalle proteine delle cellule muscolari (catabolico),sintesi di chetoni.
• Aumento della diuresi con perdita di ioni
• aumento della gittata cardiaca e della pressione arteriosa, azione permissiva nei confronti delle catecolamine (nuova sintesi di recettori ß-adrenergici)
• Ipereccitabilità del SN

Disfunzioni tiroidee:

• Nanismo disarmonico
• cretinismo (terapia sostitutiva di T3)
• Ipotiroidismo (poco iodio con la dieta, disfunzione ipotalamica\ipofisaria TRH TSH)
• Ipertiroidismo: dimagrimento,innalzamento della glicemia

Calcitonina:prodotta dalle cellule C

• azione antagonista del paratrormone,riduzione della calcemia, attiva la costruzione della matrice ossea da parte degli osteoclasti

Paratrormone: aumenta i livelli plasmatici di calcio in tre vie

• aumenta l'attività degli osteoblasi liberando calcio
• riassorbimento del calcio ionico da parte dei reni
• riassorbimento di calcio da parte dell'intestino.

Pancreas: formato da una zona esocrina(cellule dei dotti e cellule degli acini) e da una zona endocrina (isolotti di Langherans α(glucagone), ß(insulina) e (somatostatina: regola la digestione ed è anche l'ormone trofico ipotalamico che inibisce il GH)

Azione metabolica:

insulina promuove l'immagazzinamento di energia (sintesi di trigliceridi e glicogeno)

il pancreas controlla i livelli di glicemia direttamente dal sangue con cui viene irrorato.

Insulina: regola il metabolismo glucidico del tessuto muscolare, adiposo ed epatico (escluso quello del cervello)l'azione dell'insulina si realizza mediante la diffusione facilitata, il glucosio entra nella cellula dopo essersi legato ad una proteina trasportatrice, i meccanismi di assorbimento del glucosio sono 3:

• aumento del numero di trasportatori
• trasformazione del glucosio intracellulare in glicogeno per aumentare il gradiente di concentrazione
• riduzione della gluconeogenesi

il glucosio che non entra nel compartimento cellulare viene immagazzinato sotto forma di trigliceride. L'insulina abbassa la concentrazione di glucosio nel sangue dopo un pasto, nel muscolo il glucosio entra grazie ai canali glucosio-dipendenti GLUT4. Durante l'attività fisica le CATECOLAMINE INIBISCONO LA PRODUZIONE DI INSULINA, un calo di glucosio nel sangue attiva il glucagone e l'adrenalina il cui compito è quello di rilasciare zuccheri dal fegato ( il glucosio6-fosfato contenuto nel fegato viene convertito  in glucosio e rilasciato nel torrente ematico dall'enzima glucosio 6 fosfato fosfatasi, assente nel muscolo).

Il mancato assorbimento di glucosio è dato dalla scarsità di recettori(downregulation da esposizione), distruzione cellule beta, enanomalia nella produzione di insulina.

Riferimenti bibliografici:

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McArdle, Katch, Katch: Fisiologia applicata allo sport.

Kenndy, Wilmore, Costill: Physiology of sport and exercise
G. Faglia Malattie del Sistema endocrino e del Metabolismo.

Lo scudo e la spada: l'esercizio fisico e la risposta immunitaria. Parte seconda

Protocollo ministeriale 7/bis

Lo scudo e la spada: l'esercizio fisico e la riposta immunitaria. Parte Seconda.

Nella prima parte del dispaccio ministeriale si è visto come il corpo reagisce allo stress indotto dall'esercizio fisico moderato e pesante. 

La quantità di ricerche su questo argomento purtroppo non è vastissimo ma si riesce comunque ad avere una visione abbastanza chiara delle risposte del sistema immunitario a stress psicofisici indotti artificialmente ed in maniera controllata attraverso l'allenamento.

Prima di iniziare questa seconda parte bisogna chiarire la differenza tra "attività fisica" ed "esercizio", la parola "esercizio" in letteratura implica una serie di sedute allenanti dove la componente emotiva gioca un ruolo importante, mentre "l'attività fisica" viene usata per descrivere un'allenamento senza coinvolgimento emotivo. 

Per "coinvolgimento emotivo" si intende che la persona a cui viene somministrato l'allenamento è spesso un atleta con un obbiettivo che crea uno stress aggiuntivo, è tale stress a rendere "l'esercizio" più affaticante dell'attività fisica. Molti degli studi analizzati prendono in considerazione solo "l'esercizio".

Gran parte dell'attenzione sulle infezioni probabilmente scatenate dall'esercizio fisico si concentra sulle infezioni dell'apparato respiratorio superiore (URTI: upper respiratory tract infections), è ancora in discussione se le  URTI contratte da atleti di sport di endurance estremi (ultramanatoneti) al termine della competizione siano causati da un'agente patogeno o siano il riflesso di uno stimolo infiammatorio causato dalla performance. Alcune citochine infiammatorie (es: Il6) rilasciate a causa dell'attività fisica intensa possono mimare i sintomi degli URTI pur senza nessun agente patogeno, in questo caso viene definito URS (Upper Respiratory Symptoms).

Non è comunque in discussione il fatto che l'esercizio fisico molto intenso e protratto nel tempo altera il numero e la funzionalità delle cellule circolanti del sistema immunitario innato (NK, neutrofili e monociti). Atko Viru, membro dell'elite del Ministero, definisce questo stato di alterazione del sistema immunitario Leucocitosi Miogenica. Inoltre molti studi concordano sul fatto che una linfocitosi è presente durante e immediatamente dopo l'esercizio fisico, tale linfocitosi è proporzionale all'intensità ed alla durata dell'esercizio stesso. Quello che si verifica è un'abbassamento del numero di Linfociti T e B circolanti rispetto ai livelli pre-esercizio, il livello di queste cellule tende comunque a tornare nella norma nell'arco delle 24 ore successive alla seduta allenante\gara. 

La presenza di catecolamine secrete durante l'esercizio sono la causa della leucocitosi.

La produzione di Immunoglobulina A secretoria è (SIgA), presente nella saliva, è una delle prime linee di difesa del sistema immunitario delle mucose contro agenti patogeni. Durante periodi di allenamento intenso la produzione di SIgA viene depressa a causa dell'attività alterate dell'asse Ipotalamo-Ipofisi- Surrene, tale depressione porta a livelli bassi di SIgA nella saliva ed un conseguenze innalzamento delle probabilità di contrarre URTI.

I ricercatori, per capire meglio la reazione immunitaria complessa all'esercizio fisico, hanno sviluppato un protocollo dove viene iniettato un antigene sconosciuto al corpo (il KLH), tale antigene produrrà una risposta degli anticorpi primaria, portando ad una serie di reazioni che un agente patogeno già venuto in contatto con il sistema immunitario (es: influenza) non  scatenerebbe. 

Si è visto che sessioni intense di esercizio fisico portano ad una soppressione degli anticorpi anti KLH (gli anti-KLH Ig), mentre un esercizio fisico moderato può ripristinare la risposta ottimale degli anticorpi. 

Esercizio fisico e sistema immunitario innato.
L'immunità innata è la prima linea di difesa contro gli agenti patogeni ed è fortemente connessa alla rigenerazione tissutale, riparazione e rimodellamento. La differenza tra la risposta del sistema immunitario innato e quello adattativo è che il primo non si rinforza dopo la prima esposizione, mentre il sistema immunitario adattativo, con la produzione di immunoglobuline (Ig) specifiche per l'antigene dell'agente patogeno, è in grado di "personalizzare" la risposta la seconda volta che viene a contatto con ospiti non graditi (virus, batteri etc..). Il sistema immunitario innato comprende sia fattori solubili che cellule. I fattori solubili sono: 

• proteine del complemento, proteine che mediano la fagocitosi, 
• inteferoni alfa e beta 
• peptidi che contrastano la replicazione batterica) 

le cellule sono:

• neutrofili, i primi ad intervenire contro le infezioni batteriche.
• cellule dendritiche che orchestrano la risposta immunitaria
• macrofagi che sono importanti per la fagocitosi, per la funzione regolatoria e per la presentazione dell'antigene.
• cellule NK che riconoscono ed eliminano le cellule del corpo alterate (infezioni virali o neoplasmi).

I due tipi di sistemi immunitari sono profondamente connessi, infatti il sistema immunitario innato aiuta il sistema immunitario adattativo grazie alla presentazione dell'antigene dei macrofagi, mentre la produzione di citochine da parte delle cellule del sistema immunitario adattativo regola le attività del sistema immunitario innato.

L'esercizio fisico intenso in un primo tempo in una rapida e profonda neutrofilia (aumento del numero di granulociti neutrofili nel sangue) seguita, in un secondo tempo, da un'altro aumento del numero di neutrofili nel sangue collegata all'intensità ed alla durata della sessione allenate. Il primo incremento è causato, probabilmente, dalla demarginazione (migrazione dai tessuti di stoccaggio al flusso ematico) indotto dalle catecolamine, mentre la risposta più tardiva potrebbe essere causata dal cortisolo che produce il rilascio di neutrofili nel sangue dal midollo osseo. A questa alta presenza di neutrofili però non corrisponde una capacità di rispondere efficacemente agli stimoli esterni, probabilmente perché la maggior parte dei neutrofili in più nel torrente ematico post esercizio sono perlopiù provenienti dal midollo osseo, quindi immaturi.

Sia l'esercizio fisco moderato che intenso hanno un potente  effetto stimolatorio sulla fagocitosi dei Monociti\Macrofagi, sulla loro attività anti tumorale e sul metabolismo dei radicali liberi. L'attività fisica estenuante si è visto che riduce l'attività anti virale dei macrofagi; questo effetto è stato correlato all'incrementata suscettibilità all'herpes simplex virus.

Sistema immunitario adattivo ed esercizio fisico.

L'immunità acquisita è stata progettata per combattere infezioni prevenendo la colonizzazione dell'organismo da parte degli agenti patogeni e la distruzione dei microorganismi invasori.

A parte poche eccezioni questo sistema viene attivato dalla presentazione dell'antigene alle cellule T helper (anche chiamate CD4+) da qui parte l'orchestrazione della riposta del sistema immunitario. I cloni delle cellule T possono essere divisi in due fenotipi principali: tipo 1 (Th1) e tipo 2 (Th2), la differenza tra i due fenotipi riguarda il tipo di citochine prodotte. Le cellule del gruppo Th1 giocano un ruolo importante nella difesa contro i patogeni intracellulari (es: virus)con il rilascio delle citochine interferone gamma e interleuchina 2. Inoltre vengono generata anche cellule T della memoria che garantiscono una risposta secondaria rapida all'esposizione dello stesso antigene. Le cellule del gruppo Th2 rilasciano Il-4,5,6 e 13 e sembrano essere coinvolte nella difesa dei parassiti extracellulari e la stimolazione dell'immunità umorale (produzione di anticorpi e altri corpi solubili nel sangue). Ne viene, di conseguenza, che le cellule Th2 sono in grado di attivare i linfociti B portando alla proliferazione e alla differenziazione di quest'ultimi in plasmacellule (i produttori di anticorpi) e cellule della memoria.

Durante ed immediatamente dopo l'esercizio fisico intenso si verifica un abbassamento dei linfociti T nel sangue (linfocitosi). I cambiamenti sono proporzionati all'intensità  e alla durata dell'esercizio fisico, il recupero insufficiente tra due sessioni intense di allenamento sembra aggravare la linfocitosi con una manifestazione cronica dell'immunodepressione. Probabilmente questo fenomeno è dovuto all'azione dell'adrenalina, e all'alterazione dell'equilibrio tra le citochine pro e anti infiammatorie. Il ritorno ai valori pre-esercizio si manifesta dopo 24h dall'ultima seduta allenante (Shepard. 2003).

Immunità delle mucose ed esercizio fisico.

Le superfici delle mucose come quella nell'intestino, tratto urogenitale, cavità orale e respiratoria sono protette dal una rete organizzata di strutture. L'immunoglobulina A, nello specifico l'immunoglobulina A secretoria (SIgA), l'alfa-amilasi, lattoferrina e lisozima compongono la prima linea di difesa contro i patogeni che attaccano le mucose.

Alti livelli di SIgA sono associati a bassa incidenza di URTI (Rossen, Butler, Waldman. 1970) e bassi livelli di SIgA sono collegati ad un aumento di rischi nel contrarre URTI (Fox, Van Der Ven. 1985). Durante periodi di allenamento intenso, forte privazione calorica, di sonno e stress psichico si è visto che i livelli di SIgA si abbassano esponendo il soggetto ad infezioni del tratto respiratorio e del cavo orale, l'effetto inibitorio  sull'SIgA è causato dall'attività dell'asse ipotalamo-iposifi-surrene (Oliver, Laing, Wilson. 2007).

Incrementi di SIgA si manifestano durante periodi di allenamenti moderati e regolari(Akimoto, Kumai. 2003 - Klentrou, Cieslak. 2002).

Effetti anti-infiammatori dell'attività fisica.

Gli effetti anti infiammatori derivati dall'attività fisica moderata\intensa e non esaustiva potrebbero essere mediati sia dalla riduzione di grasso viscerale (grande produttore di citochine infiammatorie) sia dalla costruzione di un ambiente anti infiammatorio all'interno del corpo.

Le citochine e altri peptidi prodotti, espressi e rilasciati dalle fibre muscolari che esercitano degli effetti  sul sistema endocrino e paracrino(locale) vengono classificate come "miochine"(Pedersen, 2009). Le miochine hanno un effetto diretto sul metabolismo del grasso , di conseguenza ne deriva un effetto anti-infiammatorio indiretto, inoltre questi peptidi stimolano la produzione di sostanze anti infiammatorie.

La contrazione del muscolo scheletrico è responsabile del rilascio di miochine, le quali mimano l'azione degli ormoni con effetti sul grasso viscerale. Altre miochine invece lavorano localmente nel muscolo esercitando la loro azione sui meccanismi di segnalazione coinvolti nell'ossidazione del grasso.

La prima miochina identificata e più studiata è la Il-6 che, insieme alle Il-15 agisce sull'ossidazione dei depositi di grasso (Il-6) e come fattore anabolico di crescita muscolare (Il-15) (Nielsen, Pedersen 2007). L'Il-6 è in parte responsabile dell'elevata produzione di cortisolo durante l'esercizio fisico prolungato, questo è dovuto all'effetto che ha sull'ipotalamo stimolandone la produzione di ACTH (Steensberg, Fischer, Keller. 2003). Si è visto che l'Il-6, quando presente ad alte dosi, tende a sopprimere temporaneamente le cellule T di tipo Th1 (quelle che agiscono conto i virus) e a stimolare lo shift verso le cellule T Th2, la dominanza delle cellue Th2 può essere benefica perché viene in parte soppressa l'abilità del sistema immunitario di indurre danni tissutali ed infiammazione. Per questo alti livelli di Il-6 durante e dopo l'esercizio fisico possono essere protettivo nei confronti delle malattie croniche degenerative (Lancaster, Halson, Khan. 2004).

Le classiche citochine pro infiammatorie come il TNF alfa e Il-1 beta generalmente non aumentano in circolo durante l'esercizio (moderato\intenso ma non esaustivo) indicando che la cascata di citochine indotta dall'esercizio è diversa da quella indotta dalle infezioni, la differenza più marcata è l'assenza di citochine infiammatorie nella risposta all'allenamento (Pedersen, Febbraio. 2009). Inoltre dopo l'esercizio fisico vengono prodotte le Il-1 e 10, note citochine anti-infiammatorie (Nieman, 2003)

Confronto tra l'aumento delle citochine indotto dall'infezione e dall'esercizio fisico (Walsh, Gleeson, Shephard. 2011).

Esercizio fisico e neoplasie.

L'esercizio fisico moderato e costante, con il suo effetto anti infiammatorio, è in grado di diminuire l'incidenza del cancro al colon e del cancro al seno post menopausale (World cancer research found. 2007).

Tirare le somme

Traducendo tutta questa mole di informazioni in suggerimenti pratici si arriva a dire che:

• allenarsi moderatamente per 2 ore al giorno porta ad una riduzione del 29% di contrarre URTI (paragonato ai sedentari) (Matthews, Ockene, Freedson. 2002).
• In seguito a eventi di ultra endurance (maratone ed altri eventi ad alta intensità) la probabilità di contrarre URTI sale dal 100 al 500% (Nieman, Johansen, Lee. 1990 - Pedersen, Bruunsgard. 1995 - Northoff, Berg. 1998).

Negli atleti di ultra endurance si è vista sia un'incidenza che una durata maggiore di sintomi dell'influenza e di mal di gola rispetto alle persone sedentarie, questo è dovuto ad una serie di fattori:

• alti livelli di ormoni dello stress durante l'esercizio.
• entrata in circolazione di leucociti non ancora maturi
• abbassamento dei livelli ematici di glutammina.
• aumento degli ROS (Reactive Oxygen Species, molecole reattive contenti ossigeno, sottoprodotti del metabolismo)
• Sovraesposizione agli agenti patogeni presenti nell'aria causata dai cicli respiratori più frequenti e profondi tipici dell'attività fisica.

Se ne deduce che la maggiore incidenza di infezione tipica degli atleti è multifattoriale: lo stress fisico, psichico, nutritivo, ambientale, unito ad una maggiore esposizione agli agenti patogeni rende più facile l'insorgere di infezioni (Gleeson, 2005).

Conclusioni

Alla luce di quello che è stato mostrato in questo lungo dispaccio possiamo dire che è di fondamentale importanza dosare il livello di stress derivante da ogni sessione allenante all'interno della programmazione. Se si sbaglia nel gestire i parametri di carico\volume\recupero\frequenza è possibile esporre l'atleta a infezioni che potrebbero rallentare i progressi. 

Come dicono spesso i compagni Verchoshanskij e Viru se un atleta contrae spesso raffreddori o mal di gola la programmazione è sbagliata.

Bibliografia:

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Lo scudo e la spada: l'esercizio fisico e la risposta immunitaria. Parte prima

Protocollo ministeriale n. 7

Lo scudo e la spada: l'esercizio fisico e la risposta immunitaria. Parte prima.

Da questo settimo protocollo ministeriale inizia una serie di dispacci dedicati alla risposta della "triade" all'esercizio fisico. Naturalmente per triade non intendiamo un gruppo organizzato di malavitosi cinesi ma i 3 sistemi che nel nostro corpo hanno il compito di regolare l'omeostasi: il sistema nervoso, endocrino ed immunitario.

Un percorso non facile vista la mole di studi presenti, la difficoltà più grande è stato scremare ciò che è inutilmente troppo tecnico ed estrarre dalle reviews solo quello realmente spendibile in sala pesi.

Prima di entrare nello specifico ci sarà una breve descrizione del sistema immunitario, è tuttavia impossibile descrivere un sistema così complesso in poche righe, quello che seguirà sarà un semplice compendio, per avere il quadro completo ed approfondire l'argomento vi rimando alla bibliografia presente alla fine della seconda parte del dispaccio.

L'immunità è la capacità del corpo di resistere ai micro organismi ed alle tossine che tendono a danneggiare tessuti ed organi. Gli strumenti dell'immunità innata sono:

• fagocitosi
• enzimi digestivi
• la pelle
• composti presenti nel sangue come: lisozimi, polipetidi, complesso del complemento che hanno il compito di attaccare gli organismi estranei e le tossine.
• Linfociti Natural Killer che riconoscono e attaccano cellule infette, neoplastiche e micro organismi estranei.

L'immunità acquisita si sviluppa specificatamente contro agenti invasori specifici e consiste in immunità umorale (Linfociti B) e immunità cellulare (linfociti T). 

L'immunità umorale è composta dagli anticorpi circolanti (immunoglobuline) che hanno la capacità di attaccare gli agenti patogeni. La capacità di riconoscere gli invasori è legata agli antigeni. Gli antigeni sono proteine specifiche o grossi polisaccaridi incorporati in ogni tossina o in ogni microorganismo, il loro ruolo è svolto venendo a contatto con i lifociti. I linfociti sono presenti nel torrente ematico, nei linfonodi e in alcuni tessuti linfatici (milza, mucosa gastrointestinale, tonsille, adenoidi nella gola e nella faringe). Quando un antigene specifico viene in contatto con i linfociti B e T, i linfociti T vengono attivati per formare cellule T mentre i linfociti B, una volta divenuti plasmacellule, producono anticorpi. 

Gli anticorpi sono suddivisi in 5 classi: IgM, IgG, IgA, IgD, IgE, essi attaccano direttamente l'invasore oppure attivano il sistema complementare per eliminare l'invasore.

Le cellule T sono classificate in 3 gruppi: T-Helper, T-citotossiche e T-soppressori, gran parte delle cellule T sono di classe helper, il loro compito è quello di produrre una serie di mediatori proteici (linfochine) che agiscono su le altre cellule del sistema immunitario e sul midollo osseo (sede di produzione dei linfociti). LE linfochine più importanti sono: interleuchina 2 (Il-2), Il-3, Il-4, Il-5, Il-6 (come vedremo più avanti una delle protagoniste della risposta del corpo all'esercizio fisico intenso). I linfociti T citotossici attaccano direttamente le cellule, questa forma di Linfocita T è in grado di uccidere microorganismi e cellule infette\neoplastiche, essi riconoscono il bersaglio grazie ad alcune proteine-recettore sulla superficie dei linfociti che riconoscono l'antigene compatibile sulla superficie dei microorganismi, una volta che il recettore si lega all'antigene il linfocita rilascia le perforine, una classe di proteine che creano dei buchi nella membrana dell'invasore, dopodiché le cellule citotossiche producono sostanze velenose per l'organismo estraneo.  

Il sistema nervoso ed il sistema endocrino agiscono insieme per coordinare la crescita e lo sviluppo dell'organismo, regolano l'omeostasi e gestiscono la risposta del corpo allo stress. Lo studio delle interrelazioni  tra questi sistemi è chiamata Neuroendocrinologia. Il sistema immunitario è controllato localmente da segnali chimici generati a livello cellulare e a livello globale dal sistema neuroendocrino. Tutti i componenti dei tre sistemi hanno recettori per tutta una serie di ligandi (molecole in grado di legarsi e formare un complesso attivo) come citochine (messaggeri chimici), ormoni e neurotrasmettitori, viene da se che il sistema immunitario è in grado di influenzare il sistema neuroendocrino e viceversa.

L'esercizio fisico è una forma di stress che applichiamo al corpo, la complessità della risposta dei 3 sistemi varia a seconda dell'intensità e della durata dello stimolo, dalle condizioni ambientali, dal grado di nutrizione, dallo stato d'animo e dal livello di recupero da sedute precedenti (Nieman 1997; Pedersen & Hoffman-Goetz 2000). Le risposte e gli adattamenti del corpo all'esercizio fisico sono frutto di sessioni d'allenamento ripetute nel tempo. 

Il danno muscolare ottenuto con l'allenamento attiva il sistema immunitario sia a livello locale che a livello sistemico innescando una risposta infiammatoria, è fondamentale capire come il corpo reagisce al danno muscolare, come i 3 sistemi coordinano la risposta fisiologica che induce l'adattamento, le informazioni ricavate da questa risposta sono fondamentali per progettare piani di allenamento che rispettino il corpo senza creare stress insormontabili.

La risposta allo stress inizia con l'attivazione del sistema nervoso simpatico e dell'asse Ipotalamo-Ipofisi-Surrene (HPA axis: Hipothalamic-Pituitary-Adrenal axis) (Tsigos & Chrousos 2002), le catecolamine (adrenalina e noradrenalina) sono i neurotrasmettitori rilasciati dal sistema nervoso simpatico (SNS), l'adrenalina è rilasciata dal midollo del surrene mentre la noradrenalina è rilasciata dai terminali assonici del SNS. Entrambi questi neurotrasmettitori incrementano il flusso ematico  durante l'esercizio. La concentrazione di catecolamine durante la prestazione segue un incremento lineare (Kjær & Dela 1996), anche se la concentrazione di noradrenalina supera quella di adrenalina (Weicker & Werle 1991; Kjær & Dela 1996). 

L'effetto più importante del rilascio delle catecolamine sul sistema immunitario è la migrazione di linfocitici e neutrofili  dai depositi extravascolari al flusso sanguigno (van Titts et al. 1990; Kappel et al. 1991; Benschop et al. 1994; Schedlowski et al. 1996). Questo effetto è dovuto, in parte, al fatto che i tessuti dove vengono prodotti o maturano le cellule immunitarie (milza, lifonodi, midollo osseo, timo, tessuto linfoide associato all'intestino) sono innervati dal SNS(Elenkov et al. 2000). L'influenza delle catecolamine sul sistema immunitario è complessa (riassunta nel diagramma 1 ), tale risposta si manifesta con un effetto misto sul sistema infiammatorio: la parziale riposta pro-infammiatoria alle catecolamine è dovuta alla disinibizione della produzione di citochine infiammatorie che avviene quando le catecolamine inibiscono la produzione di IL-2 e IL-12 (interleuchine).

Le catecolamine hanno la capacità di modulare le cellule NK (natural killer, riconoscono ed uccidono due tipi di cellule: quelle infettate da virus e quelle neoplastiche), l'adrenalina aumenta il numero di cellule NK circolanti ma ne diminuisce la capacità citotossica (la letalità) dato che tale capacità è legata alla produzione delle IL-2 e 12 e, come visto prima, le catecolamine regolano in negativo la loro attività.
Il normale assetto delle cellule NK torna nella norma dopo circa 2h dall'applicazione dello stress (seduta allenante).

Diagramma 1: Risposta immunitaria allo stress.

Ruolo dell'asse Ipotalamo-Ipofisi-Surrene (IIS).
In risposta a molti tipi di stress l'ipotalamo rilascia l'ormone stimolante la corticotropina (CRH) e vasopressina (AVP, ha anche il ruolo di far ritenere fluidi ai reni), questi due prodotti vanno a innescare la produzione di ormone adrenocorticotropo (ACTH) nell'ipotalamo. L'ACTH viene rilasciato nella circolazione e va a stimolare la corteccia delle ghiandole surrenali nel rilasciare ormoni glucocorticoidi, il più noto è il cortisolo. Il cortisolo agisce con feedback negativo dell'asse Ipotalamo-Ipofisi-Surrene andando ad inibire il rilascio di CRH e ACTH. Il Cortisolo sopprime alcune risposte immunitarie, come l'infiammazione, ed è un elemento chiave nel prevenire che tale sistema diventi distruttivo nei confronti dell'organismo (Northoff et al. 1995; Suzuki et al. 2002). 
Un eccesso di stress, in tutte le sue forme, porta ad una sovrapproduzione di cortisolo e, di conseguenza, ad una immunosoppressione cronica (Buckingham et al. 1996).

La comunicazione tra il sistema neuroendocrino e quello immunitario è a due vie, quando c'è un innalzamento delle citochine TNF alfa, Il-1 e Il-6 l'asse IIS viene stimolato a produrre cortisolo.
Ad una concentrazione di cortisolo superiore a quella in stato di non stress il numero di monociti e linfociti diminuisce mentre aumenta quella di neutrofili, il bilancio netto è un aumento globale dei leucociti nel sangue dovuto alla maggiore presenza di neutrofili (Rabin et al. 1996; Nieman 1997). 
I cortisolo è responsabile dell'inibizione temporanea dell'attività delle cellule NK e Linfociti T.

Durante l'esercizio fisico.

Un caso tipico di danno muscolare associato all'esercizio sono i DOMS (delayed onset muscle soreness), il tipico dolore muscolare che si manifesta 48 ore dopo uno sforzo intenso o nuovo.
La risposta infiammatoria indotta dall'esercizio fisico si verifica nella sequenza seguente:

1. il tessuto muscolare si lacera.
2. i macrofagi presenti nell'area danneggiata di attivano.
3. rilascio delle citochine "allarme" TNF-α e IL-1β.
4. Stimolazione del rilascio locale di sostanze chemiotattiche (citochine che hanno il compito di richiamare altri leucociti) come l'IL-8.
5. Produzione locale di IL-6.
6. Stimolazione dell'asse ipotalamo-ipofisi-surrene.
7. migrazione leucocitaria sul luogo del danno.
8. rimozione delle cellule danneggiate da parte dei macrofagi
9. riparazione del danno.(Smith, L.L. & Miles 2000).

Una singola sessione di allenamento intenso: 

• induce il sistema immunitario ad una momentanea ridistribuzione dei leucociti dai tessuti al flusso sanguigno.
• una sempre momentanea alterazione della capacità funzionale dei globuli bianchi.
• induce un rilascio di molecole che regolano l'attività immunitaria, 
• produce uno stato infiammatorio momentaneo o cronico.

 In pratica il corpo altera l'attività immunitaria come se stesse contrastando un'infezione. L'intensità di questi effetti (stress) aumenta con l'aumentare dell'intensità e la durata dell'esercizio fisico (McMurray & Hackney 2000). Il livello di stress che il sistema neuroendocrino-immunitario deve gestire può essere innalzato da fattori come: recupero insufficiente da sessioni d'allenamento precedenti (Ronsen et al. 2002a, 2002b; McFarlin et al. 2003), bassa disponibilità di carboidrati (Nieman et al. 1998; Green et al. 2003), ipossia (Klokker et al. 1995; Niess et al. 2003) e stress da surriscaldamento (Brenner et al. 1998; Mitchell et al. 2002).
Il componente più importante della risposta del sistema immunitario all'esercizio fisico è l'interleuchina 6 (IL-6), questa citochina aumenta nel circolo ematico in maniera esponenziale con l'aumentare della durata dell'esercizio fisico (Pedersen et al. 2001). L'IL-6 aumenta fino a 100 volte nel sangue durante pesanti sedute di allenamento di endurance e ritorna ai valori di riposo dopo poche ore.
A differenza degli altri messaggeri chimici l'IL-6 viene prodotta dal muscolo scheletrico in movimento piuttosto che dai leucociti,  dal tessuto adiposo o dal fegato (Jonsdottir et al. 2000; Pedersen et al. 2001; Febbraio et al. 2003b). 
Il ruolo dell'IL-6 va oltre quello infiammatorio e viene coinvolta nel sistema di "allarme energetico" del muscolo, i livelli del sangue di IL-6 aumentano anche senza la presenza di danni muscolari (Pedersen et al. 2001).

Se l'esercizio è di una durata ed intensità sufficiente a stimolare un'alta produzione ed immissione nel torrente ematico di glucocorticoidi le cellule del sistema immunitario reagiscono di conseguenza: la scarica ossidativa dei neutrofili si potenzia, il loro numero aumenta (in seguito all'aumento nella circolazione di IL-6,GH e glutatione)(Atalay et al. 1996; Suzuki et al. 1999). Se lo sforzo risulta estremo, es: maratona, il numero di neutrofili ed il loro potenziale ossidativo decrementa, probabilmente per l'incapacità che hanno nel reagire ad un secondo stimolo dopo che sono stati reclutati(Müns 1993; Pyne 1994). 

Ne conviene che esercizi di intensità\durata medio alta aumentano la protezione del sistema immunitario, mentre sforzi estremi riducono la prima linea di difesa contro infezioni virali e batteriche indebolendo la risposta dei neutrofili e riducendo le concentrazioni di SIgA (Immunoglobulina A Salivare, anticorpo che protegge le mucose del cavo orale)(Walsh et al. 2002).

Suscettibilità alle malattie.
La down-regulation di varie difese immunitarie in seguito ad attività molto intensa e di lunga durata aumenta la probabilità per l'atleta di soccombere alle infezioni. Gli atleti sono maggiormente esposti ad infezioni del tratto respiratorio superiore (URTI: Upper Resporatory Tract Infection) subito dopo allenamenti estenuanti e poche settimane dopo eventi agonistici particolarmente stressanti come le maratone (Peters & Bateman 1983; Nieman 1998). Il meccanismo dietro allo sviluppo degli URTI è da cercarsi

• nella ridotta produzione di SIgA e alla conseguenze mancanza di protezione delle mucose da agenti patogeni.
• nella produzione di IL-6 che a sua volta stimola il rilascio di cortisolo.
• nell'attivazione della risposta infiammatoria dovuta allo shift dei Linfociti T-helper verso il sistema Th1 a discapito del sistema Th2 (normalemente in un organismo in salute i due sistemi si equivalgono, uno squilibro nei due sistemi porta ad un'alterata riposta del sistema immunitario).

Sovrallenamento

Il sovrallenamento è una situazione nel quale il volume di allenamento o\e l'intensità supera la capacità del corpo di adattarsi. Caratteristiche del sovrallenamento sono squilibri nel sistema nervoso simpatico nell'asse ipotalamo-ipofisi-surrene ed una maggiore suscettibilità alle malattie. Questo squilibrio sembra essere dovuto dal rilascio di citochine infiammatorie dal muscolo danneggiato che stimolano l'asse IIS, questo risulta in una regolazione negativa dei leucociti.

Concludendo questa prima parte possiamo dire che l'intensità e la durata dell'esercizio fisico può portare a due tipi differenti di stress:

1. se la durata\intensità è media\alta lo stress derivato è percepito come stress positivo (eustress), questo porta ad un potenziamento del sistema immunitario da parte del sistema neuroendocrino.
2. se la durata\intensità è estrema lo stress è percepito come negativo (distress) e la risposta globale sarà di immunosoppressione (Dhabhar & McEwen 2001).

Schematizzazione con diagramma di flusso della risposta immunitaria fatta dal ministro ai tempi dell'università.

Nella seconda parte del dispaccio andremo più a fondo su alcuni aspetti grazie ad alcune review abbastanza recenti (2011).

Programmare per eccellere

Protocollo ministeriale n. 6

Programmare per eccellere.

Molti operatori nel campo del fitness e dello sport spesso ignorano, con grande danno per i propri clienti, i principi fondamentali della progressione del carico allenante. 

Qui al Ministero prendiamo molto sul serio la programmazione, sia  in ambito fitness che in ambito sportivo, visto che difficilmente una serie di allenamenti messi in fila casualmente potranno risultare efficaci. Gran parte del personale presente ai vertici del ministero ha avuto a che fare con la periodizzazione (Verchoshansky, Zatrsiorsky, Viru, Platonov, Matveyev, Roman, Voroboyev, Ozolin.. e compagni a seguire) per questo un dispaccio sull'argomento risulta imperativo.

C'è da dire che l'argomento preso in considerazione è di una vastità disarmante; riguarda praticamente tutti gli aspetti dell'essere umano e difficilmente può essere analizzato scientificamente (almeno che non vengano presi almeno 40 coppie di gemelli omozigoti, divisi in due gruppi e applicati  due diversi protocolli tra le decine disponibili, un lavoro degno di Mengele). Quindi tutto il materiale riportato in questo dispaccio riguarda ricerche settorializzate portate avanti dai massimi scienziati dello sport (i sopracitati membri del consiglio direttivo)e dall'applicazione di metodi empirici in più di 70 anni di sport.

Se la vostra speranza è quella di trovare qui la tabellina magica del 3x6 o del 4x10 cambiate ministero, 

qui ci sono esposte "solo" le teorie che governano la compilazione di programmazioni generali. Se lo sport è la vostra passione e studiate a fondo la materia arriverete da soli a capire che non esiste un metodo universalmente valido per ottenere dei risultati. L'essere umano è un'organismo molto complesso con una straordinaria capacità di adattamento ad una varietà immensa di stimoli diversi.

Prendete questo dispaccio come una base di partenza da cui partire per approfondire un argomento che DEVE essere padroneggiato da chiunque si definisca un Coach.

Prefazione di uno dei studi presi in esame per questo dispaccio, notate che l'autore mette subito in evidenza che la programmazione si basa sopratutto sulla pratica piuttosto che sulle evidenze scientifiche. Questo per dire che non esiste un metodo migliore di un'altro, o per lo meno non è provabile scientificamente.

Cos'è la Periodizzazione?

La periodizzazione può essere definita la distribuzione pianificata di carichi di lavoro o la variazione di metodi d'allenamento su base periodica o ciclica. 
 Lo scopo della periodizzazione è quello di utilizzare effetti allenanti complementari con il giusto tempismo, gestire l'affaticamento, prevenire stagnazioni e superallenamento, questo comporta una pianificazione a breve termine, medio termine e lungo termine. 

I programmi di allenamento periodizzati sono suddivisi in microcili (della durata di circa 5-10 giorni), mesocicli(1-4 mesi) e macrocili (6-12 mesi) che progrediscono da allenamenti ad alto volume ad allenamenti ad alta intensità come da allenamenti generali ad allenamenti specifici.
L'essenza del creare programmi periodizzati risiede nel combinare abilmente diversi metodi d'allenamento al fine di ottenere risultati migliori rispetto all'uso sproporzionato o monotono dei singoli metodi.

Cenni storici sulla Periodizzazione.

Le fondamenta dell'odierna organizzazione e periodizzazione dell'allenamento sono state gettate nell'Unione Sovietica ai tempi della rivoluzione russa, uno dei primi libri ad essere scritti sull'argomento fu scritto da Kotov (Olympic Sport, 1917) il quale già divideva l'allenamento tra generale e  preparatorio. In seguito la metodologia si è sviluppata attraverso 2 testi: Scientific Fundation of Training di Gorinewsky (1922) e The basis of training di Brisin (1925). La scienza cominciò ad occuparsi dello sport, le prime ricerche portarono all'articolo “content and General Fundation of Training Preparation” Grantyn 1939. Un altro contributo molto utile fu quello di Letunov nel 1950. In occidente il primo a parlare di periodizzazione fu Dyson nel 1946. C'è da dire che la suddivisione dei cicli nella periodizzazione rispecchia la durata dei cicli produttivi del Soviet. 

Fisiologia nella programmazione. 

I meccanismi fisiologici che portano all'aumento di prestazione dopo aver applicato uno stress (carico allenante) vengono riassunti in due teorie, la prima è chiamata Teoria della Supercompensazione, e prevede che in seguito ad uno stimolo allenante il corpo ed il sistema nervoso si trovano in uno stato di affaticamento dovuto alla rottura di fibre muscolari e alla perdita di sostanze nutrienti, in seguito ad un periodo di riposo aumenta la sintesi di proteine inducendo un aumento dello stato di allenamento il quale risulterà superiore a quello precedente l'ultima seduta fatta.

La seconda teoria è quella enunciata da Zatsiorsky, tale teoria dell'adattamento rispecchia il paradigma tra fitness ed affaticamento. Secondo questa teoria la prestazione dell'atleta è data dalla somma di due effetti postumi dell'allenamento: Fitness (forma fisica) e la fatica accumulata. la teoria Fitness-Fatigue ha come scopo quello di ottimizzare in allenamento il fitness con strategie che, nel frattempo, minimizzano la fatica.

Dato che la fatica è una conseguenza naturale dell'allenamento è bene utilizzare strategie che de diminuiscono l'ampiezza, tali strategie possono essere inserite nelle varie fasi della periodizzazione:

• Macrocili: Riposo attivo dopo il periodo competitivo (periodo di transizione)
• Mesocicli: (microcicli di scarico attivo)
• Microcicli:Sessioni più leggere o giorni di Scarico.

Lo stress indotto dall'allenamento è un fattore fondamentale per la crescita, è proprio l'affaticamento psicofisico che spinge il nostro corpo a "supercompensare", quindi minimizzare troppo tale effetto (eccessiva alcalinizzazione ematica, integratori bloccanti del cortisolo) ostacolano la possibilità di ricevere una forte spinta allenante. Lo stress che dobbiamo tamponare è quello derivato da un periodo di scarico poco efficacie.

I Compromessi della Periodizzazione.

La periodizzazione spesso consiste in compromessi tra Intensità e Volume, Specificità e Variazione e tra Forza e Resistenza.

Le interazioni tra queste variabili guidano gran parte delle decisioni nel disegnare un piano d'allenamento. La periodizzazione implica che ognuna di queste variabili venga applicata con enfasi fluttuante al fine di ottenere gli obiettivi prefissati.

I principi generali per indurre una risposta psicofisica adeguata all'obiettivo sono stati stilati da Hettinger nel 1961, ad oggi risultano comunque validi:

• Produzione di un'adeguata tensione muscolare
• I maggiori benefici dell'allenamento derivano dall'uso della tensione muscolare non inferiore al 40-50% dell'1RM.
• Il guadagno muscolare massimo non prevede il raggiungimento della tensione muscolare al cedimento.
• Un singolo sforzo massimale al giorno è sufficiente per mantenere il progresso ottenuto.

Intensità Vs. Volume:

Entrambi devono essere prescritti rimanendo sempre nella soglia del “carico produttivo”, tale soglia si trova tra il carico minimo per stimolare una risposta ed il carico massimo gestibile senza incorrere in infortuni. L'enfasi principale va sempre posta sulla qualità sia tecnica che esecutiva, la qualità tecnica prevede che ogni ripetizione sia eseguita senza errori mentre la qualità esecutiva può essere espressa come l'ampiezza dell'impulso o della potenza durante l'esecuzione. Entrambi i fattori sono indicatori utili sull'intensità dello stimolo ed il corrispondente effetto allenante. Carichi variabili rispetto a carichi lineari risultano essere più efficaci.

L'uso di alto volume è spesso associato allo sviluppo della forza resistente, ma esso svolge anche funzioni importanti quando applicato razionalmente rispetto all'intensità:

• Fornisce una base funzionale per la capacità di lavoro.
• Influenza la durata e la stabilità del corrispondente effetto allenante.
• Prerequisito importante per affrontare gli sforzi intensi nella preparazione specifica.

Da "Oltre il bodybuilding" di Pavel

Specificità Vs. Variazione

Secondo Zatsiorsky la periodizzazione è un compromesso tra la richiesta di stabilità (aumento della specificità) e il bisogno di fluttuazioni (in accordo con la legge della variabilità). Gli effetti più  acuti sono ottenuti variando sistematicamente gli esercizi o\e il carico di lavoro. Un principio importante recita che l'adattamento diventa sempre più specifico nel progredire dell'allenamento. L'enfasi sui mezzi e metodi nella  programmazione dovrebbe essere guidata dallo stato di sviluppo dell'atleta, con speciale riguardo verso periodi di migliore apprendimento. 

Per esempio concentrarsi sulla coordinazione nel periodo della pre-adolescenza e sulla forza\potenza nel periodo della pubertà.

La specificità è presente in molti aspetti della prestazione e può essere di tipo: biomeccanica, coordinativa ed energetica. Ognuno di questi tipi di specificità può essere variato in relazione agli obiettivi dell'allenamento.

Forza Vs. Resistenza

Alcuni tipi di allenamenti di resistenza possono limitare i guadagni di forza e potenza quando queste due capacità vengono allenate simultaneamente. Esse devono venir allenate in combinazioni specifiche per poter ottimizzare le performance atletiche. Anche gli sport di forza e potenza hanno bisogno di qualità speciali di resistenza per poter raggiungere gli obiettivi di volume prefissati.
Sebbene gli atleti di alta qualificazione possono tollerare più volume rispetto agli atleti meno esperti la fatica accumulata nello sviluppo di qualità multiple potrebbe essere un grande fattore limitante. La sfida nella programmazione consiste nell'integrare gli effetti allenanti di forza e resistenza in modo che si migliorino a vicenda piuttosto che si ostacolino.

Periodizzazione Vs. Programmazione

Il problema tra molti preparatori atletici è che spesso ci si concentra troppo su modelli numerici (3x6 etc.) piuttosto che su strategie globali, l'utilizzo dei soli numeri come indici di carico non tiene conto della percezione interna dell'intensità da parte dell'atleta. Per questo è importante utilizzare la “periodizzazione cibernetica” ovvero: pianificare comunque in anticipo le percentuali di intensità, ma essere sempre pronti a modificare lo schema in base a valutazioni della tecnica e sullo stato di fatica\sforzo percepito dall'atleta.

Durata degli effetti.

La durata di 4 settimane per ottenere il minimo degli adattamenti è stato identificato da Matveyev, nel mese di durata sono compresi 3-6 subcicli che permettono di sfruttare gli effetti dell'allenamento accumulati sino ad ora. La perdita degli effetti allenanti derivati da un ciclo di allenamenti è un parametro importantissimo da tenere in considerazione nel progettare programmi di allenamento. La perdita di effetti allenanti è relativa all'emivita delle strutture sintetizzate durante l'allenamento. Naturalmente ogni struttura ha un emivita diversa, gli enzimi glicolitici (capacità anaerobica) è relativamente breve da 1,5 ore a pochi giorni mentre gli enzimi ossidativi hanno un turnover meno veloce mentre le proteine contrattili hanno un'emivita molto lunga. La perdita degli effetti allenanti è collegata alla durata del periodo preparatorio, più è lungo questo periodo più sarà stabile l'effetto allenante (Viru, Biochemical Monitoring of Sport training).

Adattamenti fisiologici.

L'adattamento del corpo umano ad ogni tipo di cambiamento nell'ambiente esterno si basa sulla capacità del corpo di stabilire un nuovo equilibrio tra se stesso e l'ambiente esterno (per approfondire quest'argomento leggete i 6 dispacci sull'omeostasi: analisi degli effetti dell'esercizio fisico sul sistema nervoso, immunitario ed endocrino). 

Il processo di allenamento sportivo rappresenta questo processo riprodotto artificialmente per ottenere le prestazioni massime, per questo motivo il processo di allenamento ha caratteristiche specifiche rispetto ad altre forme di adattamento.

• Gli stimoli adattativi sono selezionati artificialmente in base alla disciplina sportiva.
• L'adattamento agli stimoli derivati dall'allenamento non agiscono sull'organismo in maniera continua ma a con intermittenza durante il periodi allenamento-riposo.
• L'adattamento è protratto per brevi periodi di tempo (periodo preparatorio).

La positività degli adattamenti fisiologici si basa su 3 fattori:

• Specificità della sintesi proteica nel periodo di recupero, determinata dal tipo di lavoro eseguito, dalla sua intensità e dalla fonte energetica impiegata.
• Super-compensazione dei substrati utilizzati durante l'allenamento.
• Una correlazione positiva tra il processo anabolico e quello catabolico. 

Tre condizioni basilari devono essere rispettate per ottimizzare al massimo il processo di adattamento:

1. La specificità dello stimolo allenante.
2. La giusta proporzione tra gli allenamenti e il riposo.
3. La quantità ottimale di carico.

L'aumento della prestazione fisica dell'atleta è data dall'intensificazione della sintesi di proteine strutturali e di enzimi nelle cellule attive (adattamenti a breve termine). Questi adattamenti portano alla crescita della struttura cellulare e, conseguentemente, dei tessuti e degli organi(adattamento a lungo termine). La peculiarità della reazione dell'organismo allo stimolo allenante è determinata dalla “traccia metabolica”, ovvero l'accumulo di metaboliti (prodotti intermediari del metabolismo) che rappresentano il principale induttore della sintesi proteica. 

Lo sviluppo del processo di adattamento è vincolato dall'eterocronicismo ovvero dalla peculiarità dei sistemi che formano il corpo di recuperare ognuno in tempi differenti. Per questo motivo è fondamentale gestire il carico allenante in modo da fornire abbastanza recupero ai sistemi più stressati e considerare sempre l'effetto cumulativo dei vari mezzi allenanti.

L'effetto dei mezzi sull'allenamento dipende sia dalla sequenza con cui sono somministrati che dal loro tempo di recupero (per conoscere meglio gli effetti della fatica neuromuscorale approfondite in questo dispaccio: La fatica neuromuscolare) .

Il tempo necessario per la re-sintesi proteica dipende dall'intensità dell'allenamento: dalle 12 alle 24 ore nel caso di allenamenti medi, e 48, 72 ore nel caso di allenamenti intensi.

Il sistema neuroendocrino ed immunitario hanno un ruolo primario nel processo di adattamento, essi controllano ogni tipo di scambio di sostanze chimiche  e controllano il mantenimento dell'omeostasi. Il sistema endosecretorio assicura le condizioni favorevoli per le reazioni legate al mantenimento dell'omeostasi e e alla mobilitazione delle risorse energetiche, questo ultimo compito è svolto dalla noradrenalina.

Durante il lavoro muscolare prolungato è possibile  individuare 3 cambi di stato del sistema noradrenalico (Kassil 1978).

1. La fase di attivazione immediata, caratterizzata da un flusso intenso di adrenalina nel sangue immediatamente dopo l'inizio dell'allenamento, non si verifica un abbassamento della quantità di adrenalina nei gangli sovrarenali.
2. L'attivazione stabile e prolungata si secrezione di adrenalina con graduale abbassamento della quantità di adrenalina nei gangli.
3. La fase di esaurimento, caratterizzata dall'abbassamento dei livelli di attività noradrenalinica, che si manifesta esternamente con un abbassamento delle prestazioni.

Il segno distintivo del sovrallenamento si manifesta con un alterazione dei parametri del sistema immunitario chiamata Leucocitosi Miogenica (Viru) una forma di depressione immunitaria che si manifesta con il comparire di frequenti infiammazioni dell'apparato respiratorio.

Periodizzare.

Le componenti del carico sono:

• Intensità.
• Volume.
• Durata del periodo di riposo.
• Frequenza di allenamento.
• Coordinazione

L'intensità è la % dell'1RM.  Il volume è la quantità di lavoro svolto  in una seduta e si misura con il tonnellaggio (carico moltiplicato per il numero di serie e ripetizioni) parametro fondamentale per avere una stima del lavoro svolto in una seduta e confrontarlo con le altre, al fine di poter programmare  le oscillazioni necessarie per innescare il processo di carico\recupero.

L'intensità può essere anche espressa in “percezione dello sforzo” ed il suo effetto immediato sul corpo che corrisponde alla perturbazione dell'omeostasi. La percezione dello sforzo non è influenzata solo dall'intensità ma anche dal volume e dallo stato emotivo dell'atleta.

Scala di percezione dello sforzo. Tratta dai lavori di Mike Tuchscherer

Tenere sotto controllo lo lo sforzo percepito è un ottima strategia per sviluppare una periodizzazione realmente efficace, un esempio di periodizzazione efficace è la periodizzazione cibernetica, ovvero programmare a monte i parametri del carico ma con la possibilità di modificarli in itinere a seconda dello stato di affaticamento dell'atleta.

Per meglio comprendere la programmazione è bene scomporla in 3 Livelli:

• Primo livello: Pianificazione dell'allenamento a lungo termine.
• Secondo livello: Pianificazione dell'allenamento di vari obiettivi
  (abilità e capacità motorie), all'interno del primo livello. Qui esistono due diversi approcci: parallelo e seriale,la scelta dell'uno o l'altro dipende dal primo livello.
• Terzo livello: programmazione dello sviluppo di singole qualità motorie. Questo livello determina come i protocolli di carico devono essere organizzati: metodi, carico (intensità, frequenza, volume etc..).

Il primo livello si basa sull'impostare gli obiettivi della programmazione e definire il periodo a disposizione per portare a termine l'allenamento (a seconda del calendario di gara).

Nel secondo livello vanno scelte le strategie migliori più adatte all'obiettivo da raggiungere e allo stato di allenamento della persona da allenare, qui esistono molte strategie a disposizione, le più conosciute sono 2: 

• la programmazione parallela, dove più capacità motorie vengono allenate contemporaneamente (anche detto metodo coniugato).
• la programmazione seriale dove viene coltivata un capacità motoria per volta, la programmazione a blocchi di Verchoshansky è una delle strategie seriali più utilizzate.

La programmazione parallela è spesso utilizzata in sport non specifici di Forza (tutti gli sport tranne: Powerlifting, Sollevamento pesi olimpico, Strongmen) e negli sport di forza solo allo stadio di principiante ed intermedio. 

Diversamente negli sport dove la forza\potenza è l'abilità motoria principale l'approccio parallelo risulta insufficiente per ottenere una spinta allenante nell'atleta avanzato, questo tipo di atleta ha bisogno di concentrarsi su poche od una capacità motoria alla volta per progredire, una programmazione coniugata, in molti casi ma non in tutti, risulta troppo impegnativa sotto il punto di vista della stimolazione di più fattori contemporaneamente, per questo motivo gli atleti avanzati ricorrono spesso allo sviluppo seriale delle abilità.

La periodizzazione a blocchi è un metodo sviluppato da Verchoshansky nei tardi anni '70, consiste in blocchi temporali dove viene sviluppata, in maniera unidirezionale e concentrata, una qualità motoria per volta. La periodizzazione a blocchi utilizza i seguenti principi d'allenamento:

Trasformazione differita: trasformazione del carico in performance generiche migliori. La prestazione di picco non si manifesta durante gli allenamenti a causa dell'accumulo di fatica, ciò avverrà durante il periodo successivo dove saranno impiegati carichi minori.

Trasmutazione differita: la trasformazione del carico in prestazioni nel gesto tecnico. Consiste nel trasformare le performance acquisite nei blocchi precedenti nel gesto tecnico, questo rende chiaro che le qualità motorie sviluppate in blocchi adiacenti devo avere una stretta relazione per rendere possibile la “trasmutazione”, es: forza massimale--->velocità--->potenza.

Sovrapposizione degli effetti allenanti: Lo sviluppo di un'abilità motoria può avere un effetto negativo o positivo nello sviluppo delle altre abilità motorie. I blocchi devono essere messi in sequenza corretta per assicurare che il blocco successivo potenzi gli effetti dei blocchi precedenti. Insieme alla trasmutazione differita la sovrapposizione degli effetti allenati è alla base della coniugazione dei blocchi, ottenendo così degli effetti allenanti maggiori di una pura somma matematica.

Da Supertraining di Verchoshansky e Siff. Periodizzazione a blocchi, A,B,C sono i tre blocchi con le rispettive linee di supercompensazione .

Quali sono le caratteristiche tipiche di atleti pincipianti, intermedi ed avanzate? Vediamole insieme.

Principiante:

• Progredisce di sessione in sessione.
• È difficile per un principiante andare in sovrallenamento, ma se questo giunge i segni sono indistinguibili.
• Più l'atleta è avanzato più i periodi di scarico dovranno essere prolungati ed efficaci”.
• Se sopraggiunge un plateau di solito è sufficiente un giorno di scarico per innescare nuovi guadagni.
• Se si utilizzano strategie di “scarico” è sufficiente ridurre di un 10%.
• Se il principiante ha bisogno di costanti giorni di interruzione deve passare al livello intermedio.
• La fine della fase di “principiante” si manifesta, in genere, dal 3° al 9° mese.
• L'obiettivo principale del principiante è quello di imparare la corretta tecnica e sviluppare la forza di base. 
• Preferire la suddivisione in catene cinetiche delle alzate.
• Iniziare con un numero di alte ripetizioni (10-15) per passare a un numero intorno a 5 (che sviluppa sia massa che forza se eseguite in maniera esplosiva).

Intermedi:

• Non possono applicare la stessa quantità di energia, in termini di volume,intensità e durata dello sforzo, a tutti gli esercizi di una singola seduta.
• Hanno bisogno di lavoro specifico per sviluppare precise abilità motorie.
• Hanno bisogno di più stress ed i miglioramenti sono lenti.
• Hanno bisogno di giorni leggeri all'interno del microcilo.
• Hanno bisogno di giorni di scarico più frequenti e intensi rispetto ai principianti.

Avanzati:

• Non possono sviluppare troppe capacità insieme. Hanno bisogno di delineare degli obiettivi primari altrimenti c'è il rischio di incorrere nel sovrallenamento.
• L'effetto cumulativo\ritardato dell'allenamento diventa importantissimo.
• Gli allenamenti devono essere organizzati in periodi di tempo più lunghi, questi periodi vanno da allenamenti caratterizzati da alto volume e bassa intensità ad allenamenti di basso volume ed alta intensità. Tale caratteristica però non si applica sempre, sopratutto se l'obiettivo del blocco è quello di causare un lieve sovrallenamento per un uso a lungo termine degli effetti allenanti.

Il prossimo dispaccio avrà una correlazione diretta con la periodizzazione, visto che andrà a trattare la risposta del sistema immunitario all'allenamento.

Bibliografia:


Supertraining, Verkhoshansky\Siff.

Fisiologia applicata allo sport, McArlde, Katch.

Block periodization 1,2, Vladimir issurin.

Training of weightlifer, R.A. Roman.

Power to the People Professional, P. Tsatsouline.

Beyond Bodybuilding, P. Tsatsouline.

Teoria generale della preparazione degli atleti negli sport olimpici, platonov.

Pratical Programming, Rippetoe.

Periodizzazione dell'allenamento sportivo,i Bompa.

Special Strength training, Verkhoshansky.

Fundamentals of Sports Training, Matveev .