ACTH, esercizio fisico e asse ipotalamo-ipofisi-surrene

L’asse ipotalamo-ipofisi-surrene: un po’ di fisiologia

Non è possibile parlare di come l’esercizio fisico influenzi le secrezioni ormonali senza parlare degli assi che hanno la funzione di regolare processi fisiologici fondamentali. Dalle interleuchine all’ ACTH: sono numerose le sostanze che regolano questo complesso sistema.

Quando parliamo di ormoni e delsistema endocrino, lo dovremmo pensare come ad un enorme gomitolo di fili di lana. L’enorme gomitolo non è formato da un sol filo, ma da una moltitudine di fili di colori diversi. Ogni filo è però intrecciato l’uno con l’altro e tirare o tagliare un filo influenzerà inevitabilmente anche tutti gli altri e l’intera struttura.

In questo articolo parleremo di come l’esercizio fisico è in grado di influenzare uno dei fili del nostro gomitolo: l’asse ipotalamo-ipofisi-surrene.

Ecco, questo è il nostro sistema endocrino.

Gli ormoni sono paragonati a messaggeri. Influenzano il nostro stato di salute e la loro produzione è finemente controllata: un eccesso o un difetto di questi messaggeri porta inevitabilmente a condizioni patologiche anche serie.

Nel nostro cervello è presente una vera e propria centrale di controllo chiamato ipotalamo.

L’ipotalamo ricopre una moltitudine di funzioni e meriterebbe una trattazione a parte. Basti pensare che è coinvolto nell’equilibrio idrico, nel senso di fame e sazietà e nella regolazione della temperatura corporea.

Una delle regioni in cui è diviso l’ipotalamo prende il nome di nucleo paraventricolare, luogo dove viene sintetizzato il corticotrophin releasing factor (CRF) e la vasopressina, chiamato anche ormone antidiuretico (ADH).

Il CRF è coinvolto nella produzione dell’Adreno Cortico Tropin Hormone o ACTH da parte dell’ipofisi anteriore. La produzione di ACTH è influenzata da moltissimi sostanze e ormoni propriamente detti, dalla vasopressina con i recettori AVPR1b ad alcune citochine, quali l’interleuchina 1 e l’interleuchina 6.

Il CRF però non svolge solo un’azione sull’ACTH, ma stimola il sistema ortosimpatico del sistema nervoso autonomo (SNA) e inibisce il parasimpatico; aumenta inoltre le funzionalità cardiorespiratorie e inibisce l’apparato digestivo.

L’ACTH agisce a livello delle ghiandole surrenaliche per la produzione del cortisolo, un ormone definito dalla maggior parte degli allenatori come “l’ormone dello stress”. Nonostante l’accezione negativa affidata a questo ormone, il cortisolo è indispensabile per la vita umana. Esso è prodotto nella regione esterna delle ghiandole surrenaliche, definita regione corticale.

La regione corticale è divisa a sua volta in diverse zone: il cortisolo è prodotto nella zona fascicolata della corticale surrenalica.

L’esercizio aerobico e l’asse ipotalamo-ipofisi-surrene

In uno studio pubblicato sulla rivista Journal of Applied Physiology si sono visti cambiamenti nelle concentrazioni di ACTH, CRH e AVP in 6 triatleti maschi che eseguivano un’ora di lavoro al cicloergometro al 70% del loro VO2 max, seguita da un esercizio incrementale fino ad esaurimento (Inder WJ et al. 1998). Le concentrazioni di cortisolo salirono a partire dai 30 minuti di test, a testimoniare la stimolazione dell’asse ipotalamo-ipofisi-surrene (HPA axis).

Sembrerebbe che tali variazioni siano intensità dipendenti, come dimostrato da uno studio del 1988 dove l’ACTH aumenta al superamento di una certa soglia di intensità, il 92% del VO2 max. Questi dati si scontrano con molti altri dati di altre ricerche e, cosa alquanto comune, i dati spesso sono discordati. Ma la soluzione dell’arcano risiede anche in un altro parametro: il volume. Infatti intensità protratte nel tempo possono innalzare le concentrazioni di ACTH (Heitkamp HC, Schmid K, Scheib K 1993).

Una ricerca del 2008 ha messo in luce alcuni aspetti relativi alle soglie delle intensità e di come l’asse ipotalamo-ipofisi-surrene ne sia influenzato. In particolar modo l’aumentare delle intensità produce un aumento del cortisolo (Hill et al. 2008).

Cerchiamo pertanto di riassumere ciò che è stato scoperto negli anni e cosa possiamo portarci a casa di utile:

1. La risposta cortisolica plasmatica si manifesta con intensità di almeno il 60% del VO2 max;
2. Le concentrazioni di cortisolo e ACTH aumentano con sforzi fisici protratti di 90 minuti ad un’intensità del 40% del VO2 max.

Questi due fattori sono indipendenti dall’allenamento (Duclos, Tabarin 2016).

 

L’esercizio anaerobico e l’asse ipotalamo-ipofisi-surrene

Anche le sessioni di resistance training (allenamento con i sovraccarichi) producono alterazioni dell’asse ipotalamo-ipofisi-surrene. Si è visto che tra tutti gli esercizi possibili con i sovraccarichi, quelli realizzati con alta intensità o alto volume, con bassi tempi di recupero e che coinvolgano grandi gruppi muscolari sono quelli che portano ad un aumento in acuto dei livelli di ACTH e cortisolo (Lanfranco, Strasburger 2016).

Il cortisolo è un importante modulatore: inibisce la sintesi proteica, influenza l’attività neuromuscolare e le espressioni di forza fisica attraverso l’ingresso di ioni calcio nelle cellule muscolari (Lanfranco, Strasburger 2016).

 

A cura del Dottor Giulio Merlini

 

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BIBLIOGRAFIA – REFERENCES:

1. Constantini N, Hackney AC (2013). Endocrinology of physical activity and sport, Humana Press (2nd edition), New York; pp. 37-43.
2. Duclos M, Tabarin A (2016).  Exercise and the Hypothalamo-PituitaryAdrenal Axis, Front Horm Res; 47: 12-26.
3. Heitkamp HC, Schmid K, Scheib K (1993). Beta-endorphin and adrenocorticotropic hormone production during marathon and incremental exercise, Eur J Appl Physiol Occup Physiol; 66(3): 269-274.
4. Hill EE et al. (2008). Exercise and circulating cortisol levels: the intensity threshold effect, J Endocrinol Investig; 31(7): 587-591.
5. Inder WJ et al. (1998). Prolonged exercise increases peripheral plasma ACTH, CRH, and AVP in male athletes, J Appl Physiol; 835-841.
6. Kudielkaa BM, Kirschbaumb C (2005). Sex differences in HPA axis responses to stress: a review, Biological Psychology 69: 113–132.
7. Lanfranco F, Strasburger CJ (2016). Sports Endocrinology, Karger Edition; ISBN: 978-3-318-05868-0.
8. Rahkila P et al. (1988). β-Endorphin and corticotropin release is dependent on a threshold intensity of running exercise in male endurance athletes, Life Sci; 43(6): 551-558.

APPROFONDIMENTI:

1. Hayes LD, Bickerstaff GF, Baker JS (2010). Interactions of cortisol, testosterone, and resistance training: influence of circadian rhythms, Chronobiol Int; 27(4):675-705.