L’esercizio fisico e l’attività sportiva sono fondamentali per favorire il pieno sviluppo dell’organismo e per promuovere e mantenere uno stato di salute ottimale sia a breve che a lungo termine. Infatti, un percorso di attività fisica regolare ed una dieta corretta ed equilibrata sono due facce della stessa medaglia, ovvero due fattori sinergici sia per il mantenimento che per la riduzione/aumento del peso corporeo.
Il mantenimento del peso corporeo è determinato da un costante bilancio paritetico fra introito calorico e spesa energetica, mediato da un network di molecole sempre più numerose e complicati meccanismi che mediano le esigenze metaboliche ed edonistiche, influenzando l’introito calorico.
L’esercizio fisico rappresenta un potente fattore di perturbazione di questo bilancio con numerosi effetti favorevoli e alcuni potenziali inconvenienti sullo stato di salute. Fra gli effetti più rilevanti ci sono quelli sul metabolismo glucidico e lipidico. Infatti, basti pensare che una singola sessione di esercizio, determina vari effetti insulino-simili.
Le nostre cellule muscolari possiedono dei recettori posti al livello della membrana che sono incaricati di captare il glucosio che si trova nel fluido extracellulare. Questi recettori sono stimolati dall’insulina. Infatti dopo un pasto, le cellule beta del pancreas producono e rilasciano insulina, che provvede ad abbassare la glicemia tramite diversi processi metabolici e cellulari.
Uno di questi consiste appunto nel trasportare questi recettori, chiamati GLUT4, tramite vescicole dall’interno della cellula muscolare alla membrana cellulare (Figura 1).
In questo modo essi diventano dei recettori di membrana, che provvederanno a captare il glucosio e portarlo all’interno della cellula dove esso verrà utilizzato dai mitocondri, allo scopo di fornire energia, di modo che la cellula svolga le sue funzioni. Ma non è solo l’insulina che stimola questi recettori: l’esercizio fisico svolge esattamente la stessa funzione ed, infatti, esso è il miglior alleato nei casi di insulino-resistenza. Sfortunatamente i recettori GLUT4 sono presenti anche nelle cellule adipose. Quindi, quando assumiamo un pasto, le cellule muscolari e adipose sono in una posizione di antagonismo l’una verso l’altra.
Infatti il glucosio, verrà captato principalmente dall’una o dall’altra cellula, a seconda di due fattori:
- in primis, la differenza tra la quantità di cellule muscolari e quelle adipose;
- dalla quantità di recettori GLUT4 presenti nei due tipi di cellule.
Logicamente, ai fini del miglioramento della composizione corporea, sarà meglio che il glucosio vada a nutrire la cellula muscolare, che lo utilizzerà per fini energetici, piuttosto che esso venga captato dalla cellula adiposa, che lo userà per nutrirsi, convertire l’eccesso di glucosio in lipidi e aumentare di dimensioni aumentando di conseguenza la nostra massa grassa.
È quindi vero che se avessimo una maggiore quantità di cellule muscolari, esse capterebbero più glucosio. Purtroppo però, aumentarle sembra che sia impossibile Infatti, la quantità di cellule muscolari che abbiamo è predeterminata geneticamente, ed è favorita solo da un’attività fisica costante eseguita durante la crescita. Una volta raggiunta la maturità non è più possibile aumentare il numero di fibre muscolari, ma solo aumentarne le dimensioni tramite un allenamento volto all’ipertrofia.
Seconda opzione sarebbe quella di aumentare l’affinità per il glucosio dei recettori GLUT4 posti nella membrana, attraverso l’utilizzo delle riserve di glicogeno muscolare che causerebbe un aumento dell’AMPK (AMP activated protein kinase).
L’AMPK è un composto enzimatico deputato al controllo dello stato energetico dell’organismo: quando infatti l’organismo sarà in carenza di glucosio, esso verrà attivato aumentando l’uptake del glucosio nelle cellule e l’ossidazione dello stesso, e diminuendo invece la sintesi di acidi grassi. E, poiché abbiamo detto che l’AMPK aumenterà quando le scorte di glicogeno siano prossime ad essere esaurite, il miglior modo per trovarsi in questa situazione è effettuare allenamenti ad alta intensità.
Infatti il consumo di glucosio dato dall’esercizio ad alta intensità, comporta un aumento di questo composto enzimatico. Inoltre, più l’esercizio fisico è intenso, più i recettori GLUT4 si sposteranno nella membrana cellulare fornendo un’azione sinergica per la diminuzione del glucosio ematico (Figura 2).
- Vista la ridotta disponibilità delle riserve di glicogeno, l’AMPK attivata promuoverà una serie di eventi metabolici a cascata quali:
incremento dei processi di combustione dei grassi; - aumento del numero di mitocondri, in modo da poter disporre di più energia (ATP) traendola dai grassi;
- inibizione dei processi gluconeogenetici, per favorire l’impiego di grasso come energia;
- riduzione nel rilascio di insulina, che altrimenti promuoverebbe l’accumulo di ulteriori grassi.
Tutto questo può accadere in conseguenza di attività fisica oppure in seguito a un regime calorico ristretto: entrambi i fattori inducono un deficit nei livelli di energia. Assunzioni caloriche eccessivamente basse determinano infatti anche una riduzione del metabolismo basale che rallenta la perdita di grasso.
Al contrario, un bilancio energetico positivo, (ad esempio dopo il consumo di un pasto) normalmente induce l’attivazione di un’altra via biochimica cellulare, che include la chinasi mTOR (mammalian Target Of Rapamycin) e altri enzimi che questa chinasi controlla. Quest’ultimo stimola la sintesi proteica. Di fatto, mTOR non solo risponde a segnali che informano sulle riserve energetiche che il corpo ha a disposizione ma anche a nutrienti, come glucosio ed amminoacidi.
Recenti evidenze indicano che mTORC1 (mTOR Complex 1) e AMPK rappresentano due forze antagoniste che regolano l’adattamento muscolare alla nutrizione, alla fame e alla stimolazione della crescita muscolare (Antagonistic control of muscle cell size by AMPK and mTORC1; Mounier R, Lantier L, Leclerc J, Sotiropoulos A, Foretz M, Viollet B.; Cell Cycle. 2011 Aug 15;10(16):2640-6. Epub 2011 Aug 15).
Pertanto, il crosstalk tra AMPK e mTORC1 è un punto chiave per valutare variazioni della crescita muscolare.
Quindi, ricapitolando, il training cronico induce modificazioni che incrementano la sensibilità tissutale all’insulina, attraverso processi che differiscono, almeno in parte, in base alla specifica tipologia di training adottata. L’attività aerobica induce in particolare modifiche nel fenotipo delle fibre muscolari, nella capacità mitocondriale e nella capillarizzazione muscolare. L’attività fisica a media-alta intensità, unita ad una dieta adeguata, porterà non solo ad un miglioramento della composizione corporea, ma anche ad una modifica profonda del nostro organismo, a livello cellulare e biochimico, migliorando la nostra efficacia metabolica. L’attività di forza stimola invece la sintesi proteica e l’ipertrofia muscolare e il meccanismo molecolare principale sembra rappresentato dall’attivazione di mTOR.
La dieta, in tutto questo, ha un ruolo importantissimo: pur non esistendo alimenti miracolosi in grado da soli di migliorare le prestazioni fisiche, si può affermare che, associata ad un allenamento adeguato, consente il massimo rendimento agonistico.
Va ricordato che l’attività fisica e un’alimentazione corretta prevengono l’insorgenza dell’obesità.Particolare attenzione va rivolta all’obesità infantile che è favorita dalla riduzione del movimento e da un sempre maggior interesse nei confronti della televisione, dei videogiochi e del computer.
Spesso messaggi non corretti e/o fuorvianti impediscono una adeguata consapevolezza sull’importanza dell’alimentazione nello sport. È proprio per questo motivo che è necessario elevare il livello di conoscenza della popolazione in generale e in chi pratica sport in particolare sugli stili di vita adeguati per il mantenimento della salute. L’eventuale uso di integratori e prodotti dietetici per sportivi può essere giustificato solo a condizione che:
- gli apporti energetici e nutritivi della razione alimentare vengano completati e non sbilanciati;
- si pratichino delle attività agonistiche o amatoriali che comportano un dispendio energetico particolarmente elevato e un’eccessiva perdita di minerali con la sudorazione;
- si scelga, tra le numerose opzioni disponibili, quella effettivamente rispondente alle proprie necessità specifiche e individuali (razioni d’attesa, fase di recupero, tipologia di sport);
- si osservino attentamente le modalità d’uso e le eventuali avvertenze, non superando le dosi consigliate ed evitando l’uso prolungato.
Concludendo, l’attività fisica aiuta fortemente ad aumentare il metabolismo ed incide sulla sua velocità. La potenza metabolica con cui il metabolismo si trasforma da carretto a fornace dipende non solo dall’affinità cellulare col glucosio ma anche dalla conoscenza e controllo degli ormoni che mettono in collegamento tra di loro le cellule, consentendo di rallentare o accelerare il metabolismo in base a come mangiamo ed alle calorie ingerite.