Attività fisica e stress ossidativo

Riportiamo un articolo segnalatoci da Matteo Bettio sulla correlazione fra attività fisica e stress ossidativo che evidenzia i rischi legati al sovrallenamento.

ATTIVITA’ FISICA E STRESS OSSIDATIVO

Come l’attività fisica si relaziona con la produzione di radicali liberi?
Cosa succede nel nostro organismo per colpa dello stress ossidativo?
La supplementazione d’integratori ci aiuta a combatterlo?

A queste ed altre domande risponderemo in questo articolo che riassume tutto quello che c’è da sapere sullo stress ossidativo e l’attività fisica.

SIAMO SICURI CHE PIU’ CI ALLENIAMO, PIU’ DIVENTIAMO SANI?

James Fuller Fixx iniziò a correre all’ età di 35 anni, con parecchi chili di troppo e il vizio del fumo.

10 anni dopo, nel 1977, quando fu pubblicato il suo libro “The Complete Book of Running”, aveva perso il vizio del fumo e oltre 30 chili.
James aveva trascorso quei 10 anni facendo una sola cosa: correre.

“The Complete Book of Running” divenne un best-seller, vendendo oltre un milione di copie.

Ma, nel 1984, dopo la sua corsa giornaliera sulla Vermont Route 15 ad Hardwick, fu colto da infarto fulminante e morì.

All’ età di 52 anni.

L’ autopsia rilevò una coronaria ostruita al 95%, una all’ 85% e un’ altra al 70%.

Nel 1987 fu pubblicata una review “Heart disease in marathon runners” in cui, sulla base dei casi di morte improvvisa fino a quel momento catalogati in ambito scientifico, veniva raccomandato al personale medico “do not assume that ‘physically fit’ marathon runners cannot have serious, life-threatening cardiac disease”, ovvero di non dare per scontato che coloro i quali siano dediti ad attività aerobica prolungata nel tempo e quindi apparentemente in forma, siano scevri da patologia cardiaca, potenzialmente fatale.

Negli ultimi tempi, sembra esservi sempre maggiore evidenza che l’esercizio fisico eccessivo, con particolare riferimento alle lunghissime sedute di cardio, possa causare più danno che beneficio. E che, probabilmente, non vi è alcuna necessità di effettuare sedute di allenamento più lunghe di 45 minuti. E che, forse, 20 minuti possono essere più che sufficienti. Ma andiamo per ordine. E nel farlo, prendiamo in considerazione un po’ di teoria e di letteratura scientifica.

LO STRESS OSSIDATIVO

L’ esercizio fisico, e ciò vale soprattutto per l’ attività fisica vigorosa, provoca sempre, in misura variabile, un certo grado di stress, meccanico e metabolico, sul corpo umano. Ciò conduce a due risultati: infiammazione e stress ossidativo.
La richiesta energetica necessaria per l’ espletamento di attività fisica di un certo livello incrementa il consumo di ossigeno a livello tissutale. Vi sono evidenze che il consumo di ossigeno subisca incrementi pari a 10-20 volte rispetto al basale a livello sistemico, e 100-200 volte a livello del muscolo scheletrico. L’incremento del consumo di ossigeno conduce alle generazione di picchi nel flusso elettronico mitocondriale, il che porterà inevitabilmente ad una maggiore dispersione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) nel mitocondrio, incrementando in ultima analisi la produzione di radicali liberi.

Altre potenziali cause di un aumento della produzione dei ROS sono un’alterazione dell’omeostasi degli ioni calcio,
un danno a carico delle proteine contenenti ferro, nonché la produzione di Xantina Ossidasi (la quale, prodotta in caso di stress ossidativo e fenomeni di ischemia-riperfusione, oltre a produrre acido urico genera anche radicali superossido) e di Nicotinamide Adenin Dinucleotide Fosfato (NADPH) Ossidasi.

In condizioni di normalità, e soprattutto di riposo, la quantità di specie reattive dell’ossigeno (ROS) prodotte è proporzionale alla capacità antiossidante, ma un aumento nella produzione di ROS causerà un disequilibrio nel bilanciamento ossidanti-antiossidanti. L’aumento della produzione di ROS incrementerà l’attività del sistema difensivo antiossidante, ma al contempo causerà anche una riduzione delle riserve antiossidanti, e ciò porterà ad una maggiore suscettibilità dei tessuti nei confronti dello stress ossidativo.

 

 

Lo stress ossidativo può essere quindi definito come la condizione in cui il bilancio esistente tra la produzione di radicali liberi e la loro disattivazione attraverso il sistema di difesa anti-ossidante viene ad inclinarsi in favore della espressione dei radicali liberi.

 

I ROS sono la principale sorgente dello stress ossidativo, e giocano un ruolo fondamentale nella genesi e nella progressione del danno tissutale in seguito all’ esercizio fisico.

Un’energica e vigorosa attività fisica incrementa la produzione di radicali liberi, il che conduce ad un aumento della perossidazione lipidica attraverso l’ attacco degli acidi grassi polinsaturi.

L’ossidazione lipidica produce prodotti come la malondialdeide (MDA), che è un indicatore dell’ossidazione stessa. I radicali liberi dell’ossigeno sono inoltre causa di danno ossidativo a carico delle proteine e del DNA.

Ciò è il motivo per cui un eccesso di attività fisica non è per forza di cose benefico, bensì talvolta dannoso.

PATOLOGIE CORRELATE ALLO STRESS OSSIDATIVO

Lo stress ossidativo è coinvolto nella patogenesi di:

  • ipertensione
  • arteriosclerosi
  • diabete
  • osteoporosi
  • cancro e demenza

oltre ad essere noto per causare ed accelerare i processi di invecchiamento.

Tra tutti i processi sopra descritti, il danno a livello del DNA è quello più pericoloso per la salute a causa del suo ruolo nella patogenesi in buona parte dei processi patologici menzionati.

I ROS, con particolare riferimento al radicale ossidrile OH•, possono causare cambiamenti a carico delle basi azotate, rottura dei filamenti del DNA, lesioni o down-regulation a carico di geni tumor-suppressor, ed amplificata espressione di proto-oncogeni (proteine che regolano il ciclo cellulare e la differenziazione, molte delle quali modulate da mTOR).

CIO’ CHE NON UCCIDE FORTIFICA?

Vi è un ampio consenso (sulla base dei risultati dei lavori scientifici pubblicati nelle ultime tre decadi) rispetto al dato che una singola sessione di attività fisica induca stress ossidativo, ed è anche dimostrato che i radicali liberi prodotti durante l’esercizio sono importanti modulatori degli adattamenti che avvengono a livello muscolare e sistemico, in risposta all’ attività fisica. Infatti, se da un lato l’esercizio fisico è un importante fattore in grado di influenzare lo stress ossidativo e il danno ossidativo a carico del DNA per tramite di un brusco incremento nel consumo di ossigeno, tuttavia l’effetto del danno ossidativo esercizio-indotto è variabile, dipendendo da molteplici fattori quali: tipo di esercizio, modalità di esecuzione, durata ed intensità.

Per esempio, una prestazione motoria isolata ad intensità medio-alta induce un elevato stress ossidativo e significative lesioni a carico del DNA, mentre un esercizio fisico eseguito regolarmente a moderata intensità è in grado di esplicare una inibizione sullo stress ossidativo e danni correlati.

L’oxidation-reduction status (redox) è dunque caratterizzato da risposte ormetiche, termine utilizzato per indicare quei sistemi biologici che mostrano risposte opposte a seconda del grado di stimolazione; così siamo in grado di dire con certezza che la generazione di specie reattive dell’ossigeno a livelli medio-bassi indotta da una attività fisica moderata effettuata con regolarità ha sicuramente effetti benefici, poiché è in grado di ottenere una up-regulation degli enzimi chiave anti-ossidanti.

Un lavoro scientifico pubblicato nel 2003 sembra aver dimostrato che l’ attività aerobica ad alta intensità (75% VO2max) “eccessivamente protratta” incrementa la concentrazione di 8-idrossi-2-deossiguanosina (8-OHdG – un marker del danno al DNA), mentre nell’esercizio fisico moderato eseguito con regolarità, nell’uomo e nelle specie animali, si ha una up-regulation dell’attività della 9-oxoguanina DNA glicosilasi (OGG1), un enzima cruciale nella riparazione del DNA alterato e nel ripristino della corretta sequenza nucleotidica.

COME SI RIFLETTE TUTTO CIO’ NELLO SPORT?

Uno degli esempi più evidenti del rischio di over-training viene proprio dai maratoneti. Portare a termine una maratona è spesso considerato alla stregua dell’apice della forma fisica, ma in realtà sottopone il cuore ad uno stress devastante.
In accordo ad uno studio presentato al Canadian Cardiovascular Congress nel 2010 a Montreal, l’esercizio fisico regolare riduce il rischio cardiovascolare di un fattore pari a 2-3 volte. Ma, di converso, un esercizio strenuo ed esteso nel tempo come quello legato ad una maratona aumenta il rischio cardiaco di ben 7 volte!

La corsa effettuata su distanze eccessivamente lunghe conduce ad elevati livelli di infiammazione in grado di provocare danni al muscolo cardiaco a distanza di tempo dal termine dell’attività sportiva.

  1. In un lavoro pubblicato nel Journal of Applied Physiology gli Autori (Wilson M. e altri) hanno reclutato un gruppo di corridori con età media pari a 56 anni, tutti membri del 100 Marathon Club, il che vuol dire che tutti avevano portato a termine almeno 100 maratone (se correre a lungo porta veramente dei benefici significativi, allora quello si profilava come il campione perfetto da analizzare).Cosa trovarono?La metà dei soggetti esaminati mostrava un certo grado di fibrosi miocardica, il cui livello correlava significativamente con la durata e l’intensità dell’allenamento. Un altro lavoro pubblicato su Circulation nel 2011 proponeva un modello animale disegnato per riprodurre sui topi il vigoroso carico giornaliero cui si sottopongono i maratoneti; lo studio ha dimostrato che, mentre tutti i topi all’inizio dello studio avevano un cuore perfettamente sano, al termine della sperimentazione la maggior parte di essi aveva sviluppato diffusa fibrosi miocardica e alterazioni strutturali del muscolo cardiaco del tutto paragonabili a quella degli atleti che effettuano sport di elevata resistenza.
  2. Ancora, un altro lavoro scientifico ha dimostrato che gli atleti che effettuano allenamenti di resistenza a lungo termine presentano una riduzione della funzionalità del ventricolo destro al termine della gara, con incremento dei livelli ematici degli enzimi cardiaci (che sono un marcatore di danno miocardico) e, il 12% degli atleti presentava, a distanza di una settimana dalla gara, segni di tessuto cicatriziale nel miocardio.

 

Dunque, è verosimile che un eccesso di carico durante l’allenamento possa essere più pericoloso che vantaggioso?

E, queste considerazioni si adattano solo alla corsa, o a tutti gli sport? E quali sono gli sport più a rischio?

Forse la risposta più giusta sarebbe “Qualunque sport provochi un danno ossidativo significativo”
Il problema in questa risposta però è che così, in teoria, ogni tipo di attività motoria è in grado di creare un danno ossidativo.

Se andiamo a vedere le evidenze pubblicate, per esempio, possiamo dire con certezza che:

  • il sollevamento pesi
  • la corsa
  • Il nuoto
  • le arti marziali
  • il calcio
  • il tennis
  • il rugby
  • la pallavolo
  • L’ arrampicata su roccia indoor
  • la pallamano
  • il motocross
  • il canottaggio

siano tutti associati in qualche misura a stress ossidativo.

 

Nel 2005 Vollaard NB ha affermato che lo stress ossidativo si associa sempre alla fatica.

Per cui, ogni workout in grado di generare fatica è in grado di causare un certo livello di stress ossidativo.

Quindi la soluzione è restare senza far nulla?

La risposta la tratteremo nella seconda parte di questo articolo>>>

 

Fonte: https://www.projectinvictus.it/stress-ossidativo-e-attivita-fisica