Lo Sviluppo muscolare:

analisi tra genetica, steroidi anabolizzanti ed esercizio fisico

di Donato Ventrella

Le ricerche più recenti, in cui è stato esaminato sempre più da vicino l’utilizzo degli integratori da parte degli atleti, hanno confermato l’efficacia dei prodotti citati. Da tempo, ormai, è risaputo che i bodybuilder sono i primi a sperimentare i nuovi ritrovati della scienza della nutrizione e dell’integrazione, seguendo varie strategie dietetiche e assumendo diverse combinazioni di integratori. E’ grazie a questo metodo sperimentale che sono state scoperte le diete più efficaci per il body-building; ora la scienza cerca di recuperare, confermando il successo dei sistemi nutrizionali che i bodybuilder hanno già da tempo scoperto e messo in pratica.

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Lo Sviluppo muscolare: analisi tra genetica, steroidi anabolizzanti ed esercizio fisico. La crescita dei muscoli è una ricerca che interessa numerose branche della scienza, da quelle mediche come la genetica,endocrinologia e biologia molecolare per lo studio e la risoluzione delle malattie come le distrofie,alle scienze del movimento come la chinesiologia,biomeccanica e metodologia dell'allenamento. I muscoli sono il motore biologico del corpo che attraverso un complicato meccanismo di interazione tra i sistemi nervoso,biochimico e meccanico permette la locomozione umana.Nel corpo umano si contano più di 430 muscoli scheletrici formati da più o meno 250 milioni di fibre muscolari innervate da circa 420 mila fibre nervose motrici (1).La funzione principale del muscolo è la contrazione,cioè la capacità di superare una resistenza attraverso l'accorciamento delle fibre muscolari. La capacità di superare una resistenza è definita forza,questa è direttamente proporzionale alla sezione trasversale del muscolo,maggiore è la sua dimensione più forza può generare. Avere muscoli sviluppati significa essere forti,questo è l'obiettivo di molti atleti per migliorare la performance sportiva così come è lo scopo di persone normali che vorrebbero migliorare il proprio aspetto fisico. La motivazione di natura estetica porta milioni di persone a frequentare le palestre e svolgere allenamenti con i pesi, utilizzando diverse attrezzature e metodologie, consumando quantità di cibo a volte eccessivo, assumendo sostanze spesso inutili come integratori,erbe,pro ormoni finanche pericolose sostanze come gli steroidi anabolizzanti, ormoni tiroidei ,diuretici,il doping chimico. Ma davvero un tipo di allenamento o un farmaco anabolizzante possono modificare la struttura muscolare incrementando il numero di miofibrille? In diverse pubblicazioni scientifiche (1-2-3) è scritto che con l'esercizio fisico si aumentano il numero delle miofibrille con incremento del diametro e quindi della forza,mentre uno studioso di fine 1800,B.Morpurgo,dopo lunghi e approfonditi studi dimostrò che l'ingrossamento funzionale dei muscoli volontari è determinato dall'aumento del sarcoplasma senza incremento di miofibrille geneticamente determinate (4). Questo concetto,a distanza di anni,dopo prove e sperimentazioni sul campo mi sembra la più probabile e reale;a sostegno di questa tesi c'è quella genetica che per un caso è venuta fuori in modo evidente.Nel giugno 2004 è apparso un articolo nella prestigiosa rivista New England Journal of Medicine (volume 350, pag.2682-2688,numero 26,24 Giugno 2004) in cui si descrive la mutazione del gene che modifica l'espressione della proteina miostatina in un bambino di 5 anni che presenta uno sviluppo abnorme della muscolatura scheletrica con una riduzione della massa adiposa.La mutazione in questione impedisce la sintesi di miostatina nei muscoli dell'individuo che n'è affetto. L'assenza di miostatina appare l'unica causa responsabile di sviluppo muscolare riscontrato in questo bambino considerando che sia il Testosterone che l'IGF-1 non sono presenti dalle analisi effettuate.La mutazione di questo gene provoca l'aumento del calibro delle miofibre muscolari;in questo bimbo le fibre muscolari e la forza contrattile sono uguali a quelle ottenute da un adulto che si sottopone ad un allenamento costante. Quindi scoprire che la massa muscolare può essere indotta molto prima dell'età adulta e senza esercizio fisico pone determinate considerazioni: la crescita dei muscoli scheletrici può essere regolata dalla miostatina senza l'influenza degli ormoni anabolizzanti come il testosterone che vengono prodotti in seguito al completo sviluppo degli organi genitali. Inoltre il calibro della muscolatura può essere ottenuto senza allenamento muscolare,ma inattivando la miostatina. Altro fattore di grande interesse è la riduzione della massa adiposa. La mutazione genetica riscontrata in questo bambino è dovuta all'assenza di entrambi gli alleli (le due copie del gene ereditate una dal padre e una dalla madre) della miostatina;mentre in individui con una riduzione parziale della miostatina,mutazione di un solo allele,si determinerà uno sviluppo muscolare particolarmente accentuato come accade in atleti o individui dotati di una forza superiore al normale.Tale mutazione è di tipo genetico e come risulta da indagini genealogiche la madre di questo bambino era un'atleta professionista,mentre l'identità del padre risulta sconosciuta. I livelli circolanti di miostatina contribuiscono in modo essenziale alla predisposizione genetica per sviluppare massa muscolare e adiposa,regolandone il metabolismo. Come agisce la miostatina sulle cellule muscolari? La miostatina è prodotta soprattutto dalle cellule muscolari ed una volta secreta è mantenuta inattiva da un inibitore,la follistatina.Quindi i livelli di follistatina determinano l'attività biologica della miostatina. Nel topo alti livelli di follistatina determinano ipertrofia muscolare,al contrario la sua in attivazione produce un difettoso sviluppo muscolare. L'azione contrapposta tra queste due sostanze regola lo sviluppo muscolare mediante il controllo della rigenerazione muscolare indotto dalle cellule satelliti e staminali muscolari.Questi rigeneratori sono reclutati dalle fibre muscolari in seguito ad uno sforzo come potrebbe essere un esercizio fisico intenso o a seguito di un danno dovuto alla degenerazione delle miofibre come avviene in alcune malattie neuro muscolari (distrofie). Le cellule satellite appaiono come la sede di produzione più importanti di entrambe, se le cellule satellite non sono attivate da alcuno stimolo hanno livelli più alti di miostatina e bassi livelli di follistatina;in questo modo c'è una inibizione della rigenerazione muscolare.Mentre in seguito a stimoli rigenerativi le cellule satelliti producono maggior quantità di follistatina riducendo quella di miostatina,con conseguente aumento dei calibri muscolari interessati. La farmacologia sta studiando delle vie chimiche che possano incrementare la follistatina a scopi di rigenerazione muscolare per combattere le malattie neuro motorie come le distrofie,la perdita di massa muscolare che si riscontra nell'età avanzata o per l'insorgenza di tumori.Risultati promettenti sono stati ottenuti con l'IGF- 1,un potente agente ipertrofico e con le cellule staminali muscolari (mesoangioblasti)(5). Ora,in attesa di ulteriori sviluppi della ricerca nel campo della follistatina,l'utilizzo delle somatomedine (IGF 1-2) dovrebbe essere circoscritto al campo medico come nel caso delle malattie neuro motorie o a quelle di scarso sviluppo in età puberale, mentre un utilizzo per scopi sportivi,incrementare la massa muscolare,non solo pone dei problemi di tipo etico ma anche di salute.E' necessario fare una premessa relativa al funzionamento degli ormoni, sono dei messaggeri chimici che esplicano la loro azione solo a livello delle cellule bersaglio,le quali dotate di specifici recettori le riconoscono e interagiscono;questi recettori a seconda della classe di ormoni si possono trovare sulla membrana cellulare,nel citoplasma o,per gli ormoni steroidei nel nucleo.Gli ormoni steroidei derivano tutti dal colesterolo via pregnenolone,il comando di formazione di sintesi proteica avviene con meccanismo di trascrizione. Gli anabolizzanti sono una classe di sostanze chimiche simili al testosterone per struttura molecolare con l'obiettivo di amplificare l'effetto anabolico (sintesi proteica)e ridurre al minimo l'effetto androgenico (mascolinizzante). La formazione di queste proteine avviene in base alle necessità del corpo e del periodo di vita in cui questo si trova.Quindi un aumento del GH e del Testosterone sono utili e necessari durante la pubertà per aumentare i parametri ossei e muscolari e differenziare le tipologie tra maschio e femmina;in questo periodo di vita l'aumento di questi ormoni non solo è auspicabile ma necessario. La natura,nel corso di millenni di evoluzione,ha programmato la presenza di ormoni in quantità e per periodi ben precisi per gli scopi di cui sopra,quindi innalzare la quantità di sostanze ormonali con il Testosterone esogeno o con altri composti chimici significa denaturare il corso programmato dello sviluppo umano.E' quindi un non senso aumentare i livelli di Testosterone in tarda età attraverso i farmaci perché gli obiettivi di questo ormone non sono essenziali come durante l'adolescenza per la crescita e la successiva maturità sessuale quindi per la procreazione;anzi l'effetto può essere negativo considerando che la trasformazione di questo ormone in diidrotestosterone (composto molto androgeno) ha tra i molteplici organi bersaglio la prostata accentuandone il rischio di tumore.Innalzare i livelli del testosterone con l'utilizzo degli steroidi risulta quindi inutile e pericoloso,mentre la stessa cosa, in modo naturale e senza modificare equilibri delicati e autoregolati, si può ottenere attraverso un costante, logico allenamento con i pesi.In questo modo il corpo deve fare fronte ad una nuova esigenza costruire proteine muscolari che servono a riparare quelle che si usurano per l'allenamento e incrementarne i diametri per far fronte alle nuove esigenze.Bisogna evidenziare che la produzione degli ormoni si riduce nel tempo per mancanza di necessità, una delle prime manifestazione fisiologiche che si riscontrano nel corpo con il passare degli anni e l'avanzare dell'età è la riduzione di massa magra, le proteine muscolari, quindi un serio e costante allenamento con i pesi potrebbe essere un meccanismo di richiesta ormonale endogena di GH e Testosterone;se si comprende questo meccanismo naturale si evita di assumere steroidi e sostanze chimiche.Bisogna inoltre considerare che gli ormoni steroidei potrebbero non essere efficaci per gli scopi proposti come lo sviluppo muscolare in quanto per poter agire queste sostanze devono trovare i recettori cellulari a loro corrispondenti e la risposta biologica indotta dalla molecola ormonale è proporzionale al numero di recettori specifici(6).Una volta che l'ormone ha saturato i recettori si raggiunge il massimo di reazione, ulteriori quantità di ormone non ha effetto.Qui entra in azione la genetica che potrebbe essere favorevole (numerosi recettori cellulari alla molecola ormonale) o, come per la maggior parte, contraria. Infatti se i genitori o quantomeno i nonni non hanno trasmesso potenziali genetici per la formazione di proteine muscolari gli steroidi che devono dare il comando cellulare di trascrizione genetica possono o non entrare nella cellula, (assenza di recettori specifici) o entrarne pochi (scarsa presenza di recettori) con una debole risposta cellulare;l'agente ormonale che non viene utilizzato resta in circolo per essere eliminato dagli organi adibiti, fegato e reni, oltre a dare un segnale a feedback a livello ipotalamico di eccesso di sostanze ormonali e una susseguente diminuzione di sostanza endogena.Un eccesso di ormoni potrebbe anche causare il fenomeno della "down-regulation"cioè una rapida riduzione dei recettori per internalizzazione del complesso ormone-recettore con meccanismo endocitotico (clatrino dipendente)(7). La teoria genetica spiega perché nella maggioranza dei casi atleti di colore riescono a costruire fisici molto muscolosi, la modificazione strutturale dei geni è stata costruita in centinaia di anni, decine di generazioni, per una continua sollecitazione del corpo a duri lavori muscolari dovuti allo stato di schiavitù che queste popolazioni hanno dovuto subire.In questo modo la necessità di avere muscoli più forti ha indotto i geni adibiti alla costruzione di proteine muscolari a sviluppare la struttura nucleare, il Dna, la conformazione enzimatica e recettoriale più efficiente per questi obiettivi. Una considerazione, gli atleti che hanno subito gravi patologie, spesso la morte, per uso di steroidi sono per la maggior parte di razza bianca, forse una predisposizione genetica ad una migliore recettorialità steroidea e quindi ad una più efficiente utilizzazione rende minori i rischi dell'assunzione esogena di ormoni da parte della popolazione di colore….?? I costi economici (acquisto dei farmaci) sono molto alti e i pericoli non mancano, a volte sono molto insidiosi come potrebbe accadere con il GH e le Somatomedine,  IGF-1-2, in quanto molte cellule tumorali hanno gli stessi recettori usati dall'IGF quindi potrebbero innescare, accelerandone, lo sviluppo e la propagazione della malattia.Se è ipotizzabile che l'azione degli steroidi non ha effetto sulla crescita delle fibre muscolari ma aumenta la quantità di liquidi intra cellulari, di glicogeno, di creatin fosfato (Cp), e di altre sostanze presenti nel sarcoplasma (mitocondri), oltre ad un incremento della quantità di sangue che migliora l'effetto di vascolarizzazione (pompa steroidea) insomma gonfia i muscoli senza modificarne la struttura di base allora è spiegabile come molta gente che ha usato steroidi per tempi più o meno lunghi non ha ottenuto risultati importanti o comunque circoscritti al periodo di utilizzo degli steroidi (8). In periodi di assunzione steroidea è necessario incrementare l'introito calorico, moltissime calorie, anche 4/5 mila al giorno.La situazione metabolica diventa disastrosa in quanto ad un iniziale aumento di massa muscolare, per i fattori sopra descritti, segue un aumento di tessuto adiposo e si determina un paradosso, ex culturisti che diventano nel tempo in sovrappeso a volte obesi, insomma sempre al limite tra corpo muscoloso e corpo adiposo. A questo và aggiunto che i culturisti oltre a mangiare enormi quantità di cibo insieme agli anabolizzanti devono utilizzare diverse strategie allo scopo di regolare i flussi di acqua nell'organismo, con i diuretici o con il preciso dosaggio dell'acqua e sale per coinvolgere alcuni ormoni come l'aldosterone che ha il compito di trattenere il sodio e quindi i liquidi che saranno scaricati, attraverso precise dinamiche metaboliche, il giorno prima della gara (9). Lo sviluppo muscolare riguarda fondamentalmente l'allenamento con i pesi, al riguardo molti metodi di esercizio sono stati ideati, ciascuno con le sue regole, teorie e meccanismi di azione alcuni su fondamento scientifico (pochi) altri su ipotesi inverosimili.Considerando che la contrazione muscolare segue delle precise regole di neurofisiologia e di biochimica, oltre a i fattori genetici sopraesposti, i metodi di lavoro validi sono pochi, per quanto mi riguarda ne considero solo uno, ma comunque è importante sottolineare che esasperare i muscoli con carichi eccessivi, allenamenti ravvicinati e continuati per lunghi periodi potrebbero innescare una accelerazione nel processo di invecchiamento cellulare per accresciuta azione del telomero, la parte terminale dei cromosomi, una zona in cui una parola TTAGGG (le basi che formano il nucleotide) senza nessuna utilità ai fini della costruzione della proteina, ripetuta circa 2000 volte, impedisce, durante la duplicazione del Dna, di perdere parti di testo importanti e che quindi permette la copiatura integrale del cromosoma.Questa zona, il telomero appunto, ad ogni duplicazione si accorcia di alcune lettere (nel nostro organismo i telomeri si accorciano di circa 31 lettere all'anno), l'accorciamento è dunque direttamente proporzionale alle duplicazioni del Dna;quando una cellula è molto stimolata invecchia precocemente perché il telomero si accorcia a tal punto che innesca un meccanismo di non replicazione, funge da orologio biologico, non permettendo altre duplicazioni e quindi la morte della cellula;solo le cellule germinali e quelle tumorali non subiscono questo processo in quanto in esse agisce un enzima, la telomerasi, che ripara i telomeri riallungando le estremità (10).Questo potrebbe spiegare perché atleti di elevato valore agonistico che si sono sottoposti a lunghi ed estenuanti allenamenti subiscono un precoce invecchiamento e una caduta del sistema immunitario fattore quest'ultimo legato ad un eccessivo utilizzo, da parte dell'organismo, del ormone anti stress cortisolo. In definitiva la saggezza del corpo è racchiusa nella sua evoluzione genetica che è, per fortuna, al di sopra della superficialità e spesso ignoranza dell'essere umano che pur di "apparire" mette in grave pericolo un meccanismo organizzativo qual è il corpo umano che a sua volta, se utilizzato attraverso un metodo naturale di alimentazione ed allenamento può dare un elevato grado di benessere mentale e fisico oltre ad un corpo armonico,proporzionato quindi esteticamente bello e…. dinamico!!

Prof. Donato Ventrella

Il presente articolo è estrapolato dal libro (in preparazione) dello stesso autore "Il corpo dinamico, esercizio fisico e alimentazione, analisi e suggerimenti".

Bibliografia di riferimento:

1) Physiologie de l'activitè physique, McArdle - Ed.Vigot 

2) Fisiologia generale, Cremaschi - Ed.Edi Ermes 

3) Fisiologia generale e umana, Roades & Pflanzer - Ed. Piccin 

4) Fisiologia dell'uomo,vol.4°, Luciani - Soc.Ed.Libraria 

5) Miostatina e Follistatina, Puri - Dulbecco Telethon Institute 

6) Endocrinologia, Greenspan & Strewler - Ed.Piccin 

7) Biochimica medica, Siliprandi & Tettamanti - Ed. Piccin 

8) Anabolic reference guide, Philips - Ed.Ciccarelli 

9) Chemical Muscle enhancement - Rea - Ed.Ciccarelli 

10)Genoma - Ridley - Instar libri