Attività fisica e stress ossidativo (parte 2)

Nel precedente “episodio”, l’articolo del prof. Davide Marchese analizzava lo stress ossidativo, la sua formazione, le sue cause, i suoi effetti sul nostro organismo.

Dall’ attività più intensa, al lavoro più blando, c’è sempre una quantità di stress ossidativo cui il corpo deve far fronte, quindi la domanda che potrebbe sorgere è:

QUINDI DEVO STARE IMMOBILE SENZA FAR NULLA?

La risposta è: No.

In verità, quando per la prima volta si iniziò a parlare di radicali liberi, fu facile incolparli di invecchiamento precoce e di patologie varie. Sono passati un po’ di anni da quando Harman, nel 1956, pubblicò il suo lavoro su stress ossidativo e invecchiamento precoce.

Ma, contrariamente a quanto credevano i ricercatori negli anni ’50, oggi sappiamo che lo stress ossidativo, in piccole quantità è in realtà benefico. Nuove ricerche hanno dimostrato che lo stress ossidativo spinge le cellule a diventare sempre più forti, incrementando la produzione di antiossidanti.

 In altre parole, il corpo attraverso lo stress ossidativo si indebolisce leggermente, per diventare più resistente nel work out successivo.

 

  • Le evidenze attuali concordano che una moderata quantità di esercizio sia in grado di produrre una “quota salutare di stress ossidativo”, tale da poter essere così considerata allo stesso modo di un antiossidante.
  • In aggiunta alcuni studi a lungo termine, in opposto a studi a breve termine, sembrano supportare l’ipotesi che un training ad alta intensità possa incrementare i livelli sistemici di antiossidanti in grado di fronteggiare un eventuale danno ossidativo. Secondo Karl-Heinz Wagner, in una review pubblicata nel 2011, “durante l’esercizio fisico la formazione di radicali liberi dell’ossigeno è in grado di stimolare meccanismi adattivi che conducono alla riduzione del danno ossidativo”.

STUDIO EMPIRICO CHRONIC CARDIO

In un altro lavoro del 2001 ad un gruppo di persone totalmente non allenate è stato richiesto di correre un’ora al giorno all’ 80% della frequenza cardiaca massima teorica, cinque volte a settimana (quel che gli anglosassoni definiscono “chronic cardio”); le valutazioni all’ inizio dello studio evidenziarono un incremento significativo della perossidazione lipidica e dello stress ossidativo, ma dopo 12 settimane i soggetti partecipanti mostrarono un grado ridotto di perossidazione lipidica e un livello di antiossidanti significativamente più alto rispetto al dato iniziale.

Più studi hanno dimostrato che nelle settimane successive ad un triathlon effettuato nella distanza più lunga (Ironman), negli atleti era possibile rilevare un ampio declino del danno ossidativo a carico del DNA;

I ricercatori sostengono che ciò sia dovuto ad una up-regulation dei meccanismi riparativi e dei sistemi antiossidanti endogeni.

 Dunque possiamo dire che l’allenamento incrementa l’abilità sistemica di prevenire e riparare un danno a carico del DNA, mediante un incremento dei meccanismi di difesa anti-ossidanti.

IL CONCETTO DI CARICO OTTIMALE

Molti autori hanno suggerito che esista un “livello ottimale” di esercizio, al di sopra del quale un training eccessivo sopravanza quelli che sono i benefici portati da questa quota ottimale di attività fisica.

Il problema è che questa “quota ottimale di attività motoria” è variabile da individuo ad individuo.

Per fare un esempio, a parità di età, velocità e km percorsi, una cosa è lo stress ossidativo (quantità di radicali liberi dell’ossigeno prodotti) in un atleta di Triathlon, una cosa è lo stress ossidativo in un soggetto la cui unica attività negli ultimi 10 anni è stata la Playstation.

 Dunque il carico ossidativo non sarebbe dovuto esclusivamente a quanto ci alleniamo, ma a quanto lo facciamo in rapporto alle nostre capacità.

 

Secondo Moflehi e altri (2012), in soggetti non allenati un qualunque livello di attività fisica, persino leggero, è in grado di indurre una produzione di radicali liberi. Al contrario, atleti molto allenati hanno livelli di antiossidanti significativamente più alti rispetto a soggetti mediamente allenati e a soggetti sani non allenati. Ad esempio, i ciclisti agonisti, in uno studio condotto da Mena P. e altri, hanno dimostrato livelli di antiossidanti molto alti al termine di uno stage di gara di 20 giorni.

In altre parole, basta spingersi appena al di là di quella che è la nostra “zona di comfort” per sperimentare un certo livello di stress ossidativo…se facciamo troppo, rischiamo di creare un danno… e se facciamo troppo poco potremmo non essere protetti da carichi di lavoro più alti o da altre fonti di stress ossidativo!

Ma, a pensarci bene, tutto questo non è molto differente da ciò che è possibile rilevare in altri tipi di risposta all’ esercizio fisico: certi livelli di carico disturbano l’omeostasi così da risultare a livello locale e sistemico in modificazioni adattive che consentono al corpo di interagire in modo più adeguato a simili carichi di lavoro in futuro.

Sulla base di quanto finora detto, lo stress ossidativo è dunque positivo se contenuto entro certi limiti.

Oltre i quali rischia di diventare pericoloso.

Un’attività motoria troppo intensa e troppo sostenuta genererà ampie quantità di ROS (i radicali liberi più diffusi) che supereranno di gran lunga la capacità di contenimento, lasciando l’individuo totalmente in balia dello stress ossidativo e dei radicali liberi.

Ogni individuo, sia esso un atleta o un soggetto sano sedentario che non pratica mai sport, ha un limite alla quantità di stress ossidativo che può gestire; oltre questo limite iniziano i danni al codice genetico e alle arterie coronarie, al sistema endocrino, etc.

MA IN TERMINI DI STRESS OSSIDATIVO COS’E’ MEGLIO?
ALLENAMENTO AEROBICO O ANAEROBICO?

Per molto tempo, si è accusato l’allenamento di resistenza (endurance sports) di essere la causa principale di stress ossidativo.

È opinione comune che i mitocondri siano i principali produttori di radicali liberi, e poiché l’allenamento di resistenza richiede ossigeno, il che causa un notevole flusso di energia attraverso la fosforilazione ossidativa, maggiore sarà la richiesta energetica maggiore sarà il numero di radicali liberi prodotti a livello mitocondriale.

Ma Ji LL e la sua equipe hanno invece chiarito che i radicali liberi possono essere prodotti anche attraverso altri pathways, che non sono necessariamente correlati alla richiesta di ossigeno. Parecchi studi hanno evidenziato che, a dispetto di quanto ossigeno è richiesto nello svolgimento di una attività aerobica, anche l’esercizio anaerobico (HIIT, weight lifting, etc) può produrre livelli similari di stress ossidativi. Tuttavia, mentre non è possibile svolgere una seduta di 4 ore di High Intensity Interval Training, è facile trovare ciclisti che spingono le loro sedute di allenamento oltre le 4-6 ore al giorno (per quanto non è difficile trovare body builders che si allenano per parecchie ore al giorno).

CONCLUDENDO

Ogni attività fisica intensa causa un certo grado di stress ossidativo, ma il danno è rapidamente riparato inducendo adattamenti che aumentano la resistenza al danno ossidativo legato ad alti volumi e intensità di carico.

Più ci alleniamo, più il corpo è in grado di indurre una up-regulation nella produzione di antiossidanti così da contenere entro limiti sicuri lo stress ossidativo.

Tuttavia l’overtraining è pericoloso, è legato ai danni sopra descritti, ed è necessario allenarsi gradualmente e costantemente così da aumentare progressivamente volume e intensità evitando il sovraccarico…in poche parole è da evitare di impersonare il cosiddetto “guerriero del fine settimana”.

L’ analisi della maggior parte delle evidenze a disposizione consente di affermare che un allenamento intelligente, progressivo, con pause adeguate tra i vari work out può condurre alla gestione di carichi estremamente alti con una adeguata protezione da livelli di stress ossidativo altrimenti pericolosi.

E gli integratori anti-ossidanti?

Un’ultima cosa. Prima che corriate a comprare quantità industriali di prodotti anti-ossidanti…

In un recente articolo (2011) di Higashida ha riportato che l’assunzione di elevate dosi di vitamine antiossidanti altera le risposte adattive esercizio-indotte a livello di mitocondri di muscolo, GLUT4 e azione insulinica.

Alcune evidenze sottolineano come questi integratori possano giocare più contro che a favore, sortendo un effetto dannoso sulla performance. Già nel 1971 fu dimostrato che la supplementazione di 400 IU/die di vitamina E per 6 settimane era causa di effetti sfavorevoli sulle prestazioni di resistenza nei nuotatori. Malm e altri, in due lavori consecutivi ha dimostrato gli effetti deleteri di una assunzione di Ubiquinone-10 sulla performance umana in relazione ad un programma di training ad alta intensità, ipotizzando persino un danno cellulare.

Nel 2002, in un lavoro svolto sui levrieri da corsa, fu dimostrato che la somministrazione di un grammo al giorno di vitamina C per 4 settimane determinava una significativa riduzione della loro velocità. In aggiunta, uno studio effettuato su umani ha messo in evidenza gli effetti negativi dell’acido ascorbico (vitamina C) nella modulazione della risposta adattativa allo stress ossidativo.

Nel 2008, in un notevole lavoro, Gomez-Cabrera MC ha dimostrato che la somministrazione di vitamina C orale si associa ad un effetto avverso sulla capacità di resistenza nell’umano; tale effetto avverso risulterebbe dalla sua capacità di ridurre l’ espressione esercizio-indotta dei fattori di trascrizione chiave coinvolti nella biogenesi mitocondriale (coattivatore 1 del proliferatore gamma del perossisoma Pcg1-α, fattore respiratorio mitocondriale 1 e fattore di trascrizione mitocondriale A), di prevenire l’ espressione esercizio-indotta del citocromo C (marker del contenuto mitocondriale) e di ridurre l’espressione di enzimi anti-ossidanti quali la superossido-dismutasi e la glutanione perossidasi.

L’ evidenza dell’ inutilità degli anti-ossidanti (o perlomeno di alcuni di questi) in soggetti sani è, se possibile, resa ancora più robusta da un famosa metanalisi del 2007 che mette in risalto, sulla base dei dati di 67 studi, un incremento del rischio di morte legato alla supplementazione di vitamina A, beta carotene e vitamina E; questo dato confermerebbe il lavoro di Lonn et al secondo cui l’assunzione di vitamina E a lungo termine incrementerebbe il rischio cardiovascolare in pazienti affetti da patologia vascolare o diabete mellito. Ancora, l’assunzione di acido alfa-lipoico, vitamina C e vitamina E inibirebbe non solo la vasodilatazione mediata dal flusso esercizio-indotta, ma anche gli induttori molecolari della sensibilità insulinica post-work out.

 Dunque, la completa assenza di effetti positivi degli integratori antiossidanti sugli out comes biochimici e fisiologici rende lecita la domanda se sia davvero il caso di utilizzarli, almeno nello sport.

 

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