Radicali liberi e ipertrofia muscolare: cosa c’è da sapere

I ROS (reactive oxygen species), meglio conosciuti come radicali liberi sono molecole che ossidano altre molecole. In pratica, rubano loro elettroni e creano danno alle cellule.

Purtroppo, quando la formazione dei radicali liberi diventa eccessiva, possono essere estremamente distruttivi e attaccare componenti fondamentali delle cellule come i lipidi, le proteine e il DNA.

Inoltre, è facile intuire come l’allenamento sia un promotore della formazione di radicali liberi. Il fenomeno è dovuto proprio all’accumulo della fatica, all’azione dell’acido lattico e ai microtraumi subiti dalle strutture muscolari.

Di conseguenza, i sistemi viventi sono caratterizzati dalla presenza di efficienti sistemi naturali di difesa dagli antiossidanti. Ad esempio, esistono composti endogeni come alcuni enzimi, oppure vengono introdotti con gli alimenti come le vitamine (Farooqui 2008).

In questo articolo spieghiamo come la formazione di ROS, in realtà non sempre deleteria, possa indurre una risposta sull’ipertrofia muscolare.

I radicali liberi: sono sempre dannosi?

Innanzi tutto, dobbiamo fare una distinzione tra i ROS prodotti cronicamente durante le condizioni di riposo e quelli generati transitoriamente durante l’esercizio fisico.

Infatti, in condizioni fisiologiche i radicali liberi sono principalmente generati:

• dalla catena di trasporto degli elettroni;
• dall’ossidazione dei grassi polinsaturi, situazione mediata principalmente dallo stress legato all’invecchiamento (Farooqui 2008).

Inoltre, durante l’esercizio fisico i muscoli sono una fonte importante di produzione acuta di ROS.

Nonostante i livelli cronicamente alti di queste molecole siano implicati nell’insorgenza di sarcopenia, acutamente essi possono funzionare come importanti molecole di segnalazione cellulare nella risposta all’esercizio (Fulle et al. 2004).

Infatti, la crescita sia della muscolatura liscia che quella del muscolo cardiaco è favorita dalla produzione di ROS. Inoltre, si ipotizza che abbia anche effetti ipertrofici simili sul muscolo scheletrico (Suzuki & Ford 1999).

Inoltre, nei topi transgenici con livelli soppressi di selenoproteine, una classe di proteine che funzionano come potenti antiossidanti, mostrano una maggiore crescita muscolare indotta dall’esercizio.

Nonostante siano poco chiari i meccanismi d’azione, la ricerca ha dimostrato che i radicali liberi possono influenzare l’ipertrofia muscolare attraverso una migliore segnalazione MAPK (Hornberger et al. 2003).

Lo stress metabolico e la produzione dei radicali liberi

Dobbiamo sapere che la ricerca a supporto del ruolo “ipertrofico” dei ROS riguardo agli allenamenti che inducono un forte stress metabolico rimane teorica.

Infatti, sappiamo che nelle fibre FT i mitocondri incrementano i livelli di radicali liberi rispetto a quelli delle fibre a contrazione lenta (Powers et al. 2011).

Di conseguenza, questo maggiore coinvolgimento dei mitocondri indurrebbe un aumento nella produzione di ROS.

Inoltre, l’ipossia e la successiva perfusione aumenterebbe ulteriormente la produzione di radicali liberi. Questo accade poiché il maggior tempo sotto tensione associato ad un allenamento ad alto stress metabolico aumenterebbe la risposta ischemica (Clanton 2007).

Infine, in merito a queste considerazioni non si può ancora affermare se queste differenze nella produzione di ROS siano sufficienti per promuovere una risposta ipertrofica.

Però, è ragionevole pesare ad inserire nella scheda palestra massa muscolare routine specifiche per avvantaggiarsi anche di questo effetto.

I radicali liberi e l’ossido nitrico

Un’interessante faccia della ricerca riguarda l’ossido nitrico (NO), una variante dei ROS. Infatti, vi sono referenze in merito all’ipertrofia compensatoria ed esiste un’evidenza che suggerisce un incremento della proliferazione delle cellule satellite. Questo fenomeno è probabilmente legato alla sintesi del fattore di crescita degli epatociti (Tatsumi et al. 2002).

Inoltre, un articolo di Kawada e Ishii ha evidenziato come l’occlusione venosa degli arti posteriori dei ratti abbia incrementato la produzione della NO sintasi-1. Questo è un enzima che catalizza la produzione di NO dalla L-arginina (Kawada & Ishii 2005).

Tuttavia, anche questa ipotesi è stata confermata sui topi, rimane da verificarne l’effetto nell’uomo.

Heat shock protein e radicali liberi

I ROS potrebbero influenzare indirettamente l’ipertrofia muscolare mediando la trascrizione delle heat shock protein (HSP). In condizioni normali queste proteine facilitano la piegatura di nuove catene di peptidi e la traslocazione delle proteine.

Infatti, quando il corpo è sotto stress, si ritiene che le HSP svolgano un ruolo protettivo dal danno ossidativo causato dai ROS.

Alcuni ricercatori hanno anche ipotizzato che possono svolgere un ruolo importante nell’ipertrofia compensatoria. Infatti, le HSP vengono anche stimolate dall’ipossia, acidosi e ischemia-riperfusione, tutti sottoprodotti del lavoro contro resistenza ad alti livelli di stress metabolico (Locke 2008).

Perciò non si può definire se le heat shock proein possano indurre indirettamente ipertrofia. Di conseguenza, questo mette in discussione la presenza di un effetto dose-risposta tra stress metabolico e HSP.

In particolare, i dubbi nascono dal fatto che la trascrizione delle HSP risultante nell’esercizio contro resistenza è dovuta maggiormente al danno strutturale e funzionale piuttosto che all’accumulo di radicali liberi.

Dunque, questi risultati sollevano dubbi sul fatto che le HSP regolino un meccanismo ipertrofico significativo associato allo stress metabolico indotto dall’esercizio (Morton et al. 2009).

Conclusioni finali

I radicali liberi non sono sempre dannosi, in particolare se non sono prodotti cronicamente, ma legati alla prestazione fisica in acuto.

Anzi, pare siano in grado di dare una risposta fisiologica importante agendo come mediatori sulla crescita del muscolo cardiaco e dell’apparato muscolo-scheletrico.

Inoltre, abbiamo visto come lo stress metabolico potrebbe essere associato ad una risposta ipertrofica legata ai ROS, ma anche la produzione di ossido nitrico e le heat shock protein sono associati a questo fenomeno.

Infine, la scienza ha ampie possibilità di studio per cercare di comprendere le vere potenzialità di alcuni fattori ad oggi ancora poco chiari.

A cura del Dottor Samuele Cravanzola

BIBLIOGRAFIA – REFERENCES: