Lo sforzo e la risposta ormonale Boro Strumbelj, Ph.D. Facolta dello sport Universita di Lubiana

OMEOSTASI Tutti gli organismi si trovano in uno stato di omeostasi, situazione che consente di mantenere in uno stato di equilibrio biochimico dinamico le condizioni di vita dell'ambiente interno del nostro organismo; è questo uno stato di disponibilità a reagire che ogni organismo tende a mantenere anche quando è sottoposto a grandi richieste di prestazione fisica.

ADATTAMENTO Adattamento e quel meccanismo di difesa che protegge il nostro organismo dalle modificazioni dell'ambiente esterno e/o dal ripetersi sistematico di alterazioni fisiche stressanti, mettendolo in condizione di mantenersi in omeostasi. Le richieste dell'allenamento o dell'esercizio fisico in generale, provocano sollecitazioni al metabolismo energetico e a quello proteico, al rifornimento di ossigeno nel sangue, oltre che a tutti gli altri sistemi di regolazione dell'omeostasi.

GLI ORMONI E L’APPARATO ENDOCRINO GLI ORMONI E L’APPARATO ENDOCRINO   Per trasmettere informazioni agli organi, l'organismo, oltre che del sistema nervoso, si serve di speciali sostanze chimiche, gli ormoni, prodotte da particolari ghiandole dette endocrine.

GLI ORMONI E L’APPARATO ENDOCRINO GLI ORMONI E L’APPARATO ENDOCRINO   A differenza del sistema nervoso, dove le informazioni sono trasmesse molto rapidamente, l'apparato endocrino agisce lentamente. Gli ormoni che si diffondono nel sangue necessitano di 5-10 secondi per scatenare il primo effetto. Normalmente, agiscono nell'arco di 30 minuti fino a tre ore, mentre alcuni, come l'ormone della crescita, da effetti che sono visibili solo dopo alcuni mesi.

GLI ORMONI E L’APPARATO ENDOCRINO Vengono definiti ormoni tutti i messaggeri chimici che provocano una reazione specifica. Ad ogni ormone corrisponde un recettore specifico sulle cellule bersaglio, a cui si lega l'ormone, in grado di riconoscerlo anche a bassissime concentrazioni.

GLI ORMONI E L’APPARATO ENDOCRINO Ogni cellula può possedere, per un determinato ormone, un solo tipo di recettore, ma diversi tessuti possono avere diversi recettori per lo stesso ormone. Ciò può causare la circostanza che lo stesso ormone possa avere effetti diversi su diversi organi. Ad esempio, l'adrenalina aumenta l'irrorazione sanguigna dei muscoli scheletrici (attraverso i recettori b ), ma riduce l'afflusso di sangue in corrispondenza del tratto gastrointestinale (recettori a ).

GLI ORMONI E LO SFORZO Durante lo sforzo fisico una grande quantità di ormoni e mediatori sono liberati, per cui non è facile risalire ai meccanismi con cui essi interagiscono; lo stesso tipo di metabolismo coinvolto, aerobico o anaerobico lattacido, potrebbe avere influenza sul grado di coinvolgimento sul sistema immunitario.

LO SFORZO E ORMONI In generale:   Sono molti gli ormoni che possono essere influenzati dall'attività fisica aerobica a seconda dell'intensità e della durata dell'attività fisica stessa. Gli ormoni influenzano soprattutto l'utilizzo delle fonti energetiche. In generale: Dopo esercizio di fondo la sintesi proteica è amplificata dagli ormoni tiroidei. Dopo esercizi di forza la sintesi proteica è amplificata dagli ormoni androgeni.

SPORT E ORMONI Catecolamine:   Catecolamine: L'adrenalina e la noradrenalina sono entrambe coinvolte nella produzione energetica. Le catecolamine aumentano il ritmo cardiaco e la pressione ematica, stimolano la disgregazione dei grassi (lipolisi), aumentano la disgregazione del glicogeno muscolare ed epatico e inibiscono il rilascio di insulina da parte del pancreas. Sia l'adrenalina che la noradrenalina aumentano durante l'attività fisica aerobica anche se in quantità diverse a seconda dell'intensità dell'attività fisica. I livelli di noradrenalina aumentano a intensità dell'attività fisica relativamente basse stimolando l'utilizzo degli FFA (Free Fatty Acids, Acidi grassi liberi) nei muscoli ma dei livelli relativamente bassi di disgregazione del glicogeno epatico e muscolare. SPORT E ORMONI

SPORT E ORMONI Insulina: Durante l'attività fisica aerobica, i livelli di insulina diminuiscono velocemente a causa di un effetto inibitorio dell'adrenalina sul suo rilascio da parte del pancreas. La diminuzione dell'insulina permette il rilascio degli acidi grassi liberi da parte delle cellule grasse durante l'attività fisica. Diminuire l'insulina è importante anche per il verificarsi della chetosi. Nonostante una diminuzione dei livelli di insulina, durante l'attività fisica i muscoli assorbono più glucosio ematico. Un aumento dell'assorbimento del glucosio insieme a una diminuzione dell'insulina indica che durante l'attività fisica si verifica una minore resistenza all'insulina a livello delle cellule muscolari.

SPORT E ORMONI Glucagone: In quanto ormone opposto dell'insulina, i livelli di glucagone aumentano durante l'attività fisica aerobica. Perciò la risposta complessiva all'attività fisica aerobica è pro-chetogenica in quanto causa il cambiamento necessario nel rapporto insulina/glucagone. Perciò la risposta generale all'attività fisica aerobica  è la diminuzione dell'uso del glucosio e l'aumento dell'uso degli acidi grassi liberi come carburante.

SPORT E ORMONI L'allenamento con i pesi influenza i livelli di molti ormoni nel corpo umano a seconda di fattori come l'ordine degli esercizi, i carichi, il numero delle serie, il numero delle ripetizioni ecc. Gli ormoni influenzati dall'allenamento con i pesi a cui siamo maggiormente interessati sono gli androgeni (soprattutto testosterone, ormone della crescita e IGF-1). Fatta eccezione per il testosterone, la risposta ormonale all'allenamento con i pesi influenza principalmente la disponibilità e l'utilizzo delle fonti energetiche.

SPORT E ORMONI Ormone della crescita: Il GH è un ormone peptidico rilasciato dall'ipotalamo in risposta a molti stimoli diversi compreso il sonno e il trattenere il respiro. Anche se l'ormone della crescita è considerato costruire i muscoli, ai livelli visti nell'uomo, il suo ruolo principale è mobilitare i grassi e diminuire l'utilizzo di carboidrati e proteine. Il ruolo principale del GH sulla crescita muscolare è molto probabilmente aumentare indirettamente il rilascio del fattore di crescita insulino-simile 1 (IGF-1) da parte del fegato. Lo stimolo principale per il rilascio di GH con l'allenamento con i pesi sembra essere legato ai livelli di acido lattico e la risposta maggiore del GH all'allenamento si verifica con dei carichi moderati (~75% del massimo), serie multiple lunghe (3-4 serie di 10-12 ripetizioni, circa 40-60 secondi per serie) con periodi di riposo brevi (60-90 secondi).  Gli studi che usano questo tipo di protocollo (di solito 3 serie di 10 ripetizioni al massimo con 1 minuto di riposo) hanno mostrato ripetutamente aumenti dei livelli di GH negli uomini e nelle donne, il che può essere utile per la perdita di grasso viste le azioni lipolitiche (mobilizzazione dei grassi) del GH.

SPORT E ORMONI Fattore di crescita insulino-simile 1 (IGF-1): L'IGF-1 è un ormone rilasciato dal fegato, molto probabilmente in risposta all'aumento dei livelli di GH31. Comunque i piccoli aumenti di GH visti con l'allenamento non sembrano influenzare i livelli di IGF-1. Più probabilmente, l'IGF-1 è rilasciato dalle cellule muscolari danneggiate (a causa dei movimenti muscolari eccentrici) e agisce localmente solo per stimolare la crescita.  

SPORT E ORMONI Testosterone: Spesso il testosterone è descritto come l'ormone "maschile" benché anche le donne possiedano il testosterone (circa 1/10 o meno del livello degli uomini). Il ruolo principale del testosterone nella crescita muscolare è stimolare direttamente la sintesi proteica.  Gli aumenti del testosterone di verificano in risposta all'uso degli esercizi fondamentali (squat, stacchi da terra, distensioni su panca), carichi pesanti (85% del massimo e superiori), serie multiple brevi (3 serie di 5 ripetizioni, circa 20-30 secondi per serie) e lunghi periodi di riposo (3-5 minuti).  Gli studi hanno scoperto che un regime di 3 serie per 5 ripetizioni, con 3 minuti di riposo, aumenta significativamente il testosterone negli uomini, ma non nelle donne. Non sappiamo se l'aumento temporaneo del testosterone dopo l'allenamento abbia un qualche impatto sulla crescita muscolare.  

Variazioni ormonali durante l'esercizio Ormone Risposta all'esercizio Rapporti speciali Probabile significato Catecolamine Aumento Maggiore incremento con esercizio intenso noradrenalina > adrenalina, minore incremento dopo allenamento Aumento del glicoso ematico, regolazione del sistema cardiovascolare Ormone della crescita (GH) Maggiore incremento nel soggetto fisicamente deficiente, declino più rapido nel soggetto fisicamente valido Incerto, probabilmente ritardata liberazione di FFA ACTH-Cortisolo Maggiore incremento con esercizio intenso; minore incremento con esercizio submassimale dopo allenamento Aumento della gliconeogenesi nel fegato (rene) Da: Terjung R.L. Endrocrine systems, in: Strauss R.H., ed.: Sporte Medicine anct Physiology. Philadefphia: W.B. Saunders, 1979, pag. 147-165.

Variazioni ormonali durante l'esercizio Ormone Risposta all'esercizio Rapporti speciali Probabile significato TSH-Tiroxina Aumento con esercizio prolungato di alta intensità Incremento del turnover della tiroxina con l'allenamento, senza evidenti effetti tossici Incerto, può esaltare il metabolismo dei FFA LH-FSH Nessuna variazione Decremento con allenamento rigoroso Amenorrea Testosterone Aumento -- ? Estradiolo- Progesterone Incremento durante la fase luteinica dei ciclo Da: Terjung R.L. Endrocrine systems, in: Strauss R.H., ed.: Sporte Medicine anct Physiology. Philadefphia: W.B. Saunders, 1979, pag. 147-165.

Variazioni ormonali durante l'esercizio Ormone Risposta all'esercizio Rapporti speciali Probabile significato Insulina Diminuzione Minore decremento dopo allenamento Diminuito stimolo alla utilizzazione del glicoso ematico Glucagone Aumento Minore incremento dopo allenamento Aumento del glicoso ematico tramite glicogenolisi e gliconeogenesi Renina-Angiotensina- Aldosterone Stesso incremento dopo allenamento, nel ratto Ritenzione di sodio per mantenere il volume plasmatico Da: Terjung R.L. Endrocrine systems, in: Strauss R.H., ed.: Sporte Medicine anct Physiology. Philadefphia: W.B. Saunders, 1979, pag. 147-165.

Variazioni ormonali durante l'esercizio Ormone Risposta all'esercizio Rapporti speciali Probabile significato ADH Aumento -- Ritenzione di acqua per mantenere il volume plasmatico  PTH-Calcitonina Nessuna variazione Necessari per assicurare un adeguato sviluppo osseo Eritropoietina Potrebbe essere importante per incrementare l'eritropoiesi Da: Terjung R.L. Endrocrine systems, in: Strauss R.H., ed.: Sporte Medicine anct Physiology. Philadefphia: W.B. Saunders, 1979, pag. 147-165.

Variazioni ormonali durante l'esercizio Ormone Risposta all'esercizio Rapporti speciali Probabile significato Prostaglandine Possibile aumento Possono aumentare in risposta a contrazioni isometriche sostenute - può essere necessario uno stress ischemico Forse vasodilatatatori locali Endorfine Aumento Maggiore incremento dopo allenamento Regolazione di altri ormoni Da: Terjung R.L. Endrocrine systems, in: Strauss R.H., ed.: Sporte Medicine anct Physiology. Philadefphia: W.B. Saunders, 1979, pag. 147-165.

L’ESEMPIO PRATICO Prevenzione del sovraallenamento insieme con i dati del antropometria

GLI ORMONI E IL DOPING Negli Stati Uniti sono disponibili statistiche relativamente all'uso degli steroidi anabolizzanti: tra il 92 e il 93 almeno 500000 persone hanno fatto uso di steroidi, con un giro economico stimato in 100 milioni di dollari all'anno. Almeno 1 ragazzo su 15 ne ha fatto uso; il 25% di questi ragazzi ha invocato una ragione puramente estetica nell'assunzione delle sostanze.

Grazie per la vostra attenzione