Cortisolo e ipertrofia muscolare

Introduzione:

Struttura molecolare del Cortisolo

A causa della natura catabolica del Cortisolo e del desiderio viscerale di molti bodybuilder di mantenere uno stato di anabolismo muscolare costante si è speso molto tempo per cercare di contenere il rilascio di Cortisolo, soprattutto quando non necessario. Gli allenamenti sono stati ridotti in volume e intensità nella sciocca speranza di tenere sotto controllo il Cortisolo nei momenti cruciali della sua funzione fisiologica.

Tuttavia, questa visione cortisolocentrica e del suo impatto in acuto è sia riduttiva che controproducente. Essa non tiene conto della differenza tra gli aumenti acuti e cronici del corticosteroide in questione.

Detto ciò, approfondiamo il ruolo dell’ormone Cortisolo nel processo di ipertrofia muscolare.

Caratteristiche principali del Cortisolo:

Il Cortisolo è un ormone steroideo, appartenente alla classe degli ormoni glucocorticoidi. Quando viene utilizzato come farmaco, è noto come Idrocortisone.

Viene sintetizzato in molti animali, principalmente dalla zona fascicolata della corteccia surrenale nella ghiandola surrenale.[1][2] Viene prodotto in altri tessuti in quantità inferiori.[3] Viene rilasciato con un ciclo diurno e il suo rilascio aumenta in risposta allo stress e a una bassa concentrazione di glucosio nel sangue. Funziona per aumentare la glicemia ematica attraverso la gluconeogenesi, per sopprimere il sistema immunitario e per coadiuvare il metabolismo di grassi, proteine e carboidrati.[4] Diminuisce anche la formazione delle ossa.[5] Molte di queste funzioni sono svolte dal Cortisolo che si lega ai recettori dei glucocorticoidi o dei mineralocorticoidi all’interno della cellula, che poi si legano al DNA per influenzare l’espressione genica.[6][7]

Asse Ipotalamo-Ipofisi-Surrene

Grazie alle proprietà immunoregolatrici del Cortisone, i derivati farmaceutici del Cortisolo, come il Prednisone, sono utilizzati per controllare forti reazioni allergiche, artrite e altre condizioni infiammatorie. I pericoli di un aumento cronico del Cortisolo sono evidenti nel modo attento in cui questi farmaci vengono dosati e nella breve durata dei trattamenti che li utilizzano.

Il Cortisolo è sintetizzato a partire dal Colesterolo. Come già accennato, la sua sintesi avviene nella zona fascicolata della corteccia surrenale (il nome Cortisolo deriva da corteccia). Sebbene la corteccia surrenale produca anche Aldosterone (nella zona glomerulosa) e alcuni ormoni sessuali (nella zona reticolare), il Cortisolo è la sua secrezione principale nell’uomo e in molte altre specie. La midollare della ghiandola surrenale si trova sotto la corteccia e secerne principalmente le catecolamine Adrenalina (Epinefrina) e Noradrenalina (Norepinefrina) sotto stimolazione simpatica.

Ormone Adrenocorticotropo (ACTH)

La sintesi di Cortisolo nella ghiandola surrenale è stimolata dal lobo anteriore dell’ipofisi con l’ACTH; la produzione di ACTH è a sua volta stimolata dal CRH, rilasciato dall’ipotalamo. L’ACTH aumenta la concentrazione di Colesterolo nella membrana mitocondriale interna, attraverso la regolazione della proteina regolatrice steroidogenica acuta. Stimola inoltre la principale fase limitante della sintesi del Cortisolo, in cui il Colesterolo viene convertito in Pregnenolone e catalizzato dal citocromo P450SCC (enzima di scissione della catena laterale).[8]

Il Cortisolo viene metabolizzato reversibilmente a Cortisone[9-89] dal sistema dell’11-beta idrossisteroide deidrogenasi (11-beta HSD), che consiste in due enzimi:11-beta HSD1 e 11-beta HSD2. Il metabolismo del Cortisolo a Cortisone comporta l’ossidazione del gruppo ossidrilico in posizione 11-beta.[10]

  • L’11-beta HSD1 utilizza il cofattore NADPH per convertire il Cortisone biologicamente inerte in Cortisolo biologicamente attivo.
  • L’11-beta HSD2 utilizza il cofattore NAD+ per convertire il Cortisolo in Cortisone.
Conversione enzimatica da Cortisone a Cortisolo [11-beta HSD1] e da quest’ultimo a Cortisone [11-beta HSD2].

Nel complesso, l’effetto netto è che l’11-beta HSD1 serve ad aumentare le concentrazioni locali di Cortisolo biologicamente attivo in un dato tessuto; l’11-beta HSD2 serve a diminuire le concentrazioni locali di Cortisolo biologicamente attivo. Se è presente l’esoso-6-fosfato deidrogenasi (H6PDH), l’equilibrio può favorire l’attività dell’11-beta HSD1. L’H6PDH rigenera NADPH, aumentando l’attività dell’11-beta HSD1 e diminuendo quella dell’11-beta HSD2.[11]

È stato ipotizzato che un’alterazione dell’11-beta HSD1 svolga un ruolo nella patogenesi dell’obesità, dell’ipertensione e dell’insulino-resistenza, note come sindrome metabolica.[12]

Un’alterazione dell’11-beta HSD2 è stata implicata nell’ipertensione essenziale ed è nota per portare alla sindrome da eccesso apparente di mineralcorticoidi (SAME).

A breve termine, l’aumento del Cortisolo è associato a una diminuzione della sintesi proteica. Il motivo è che una delle azioni del Cortisolo è quella di fornire substrati energetici alternativi all’organismo quando non c’è abbastanza glucosio. Ciò si verifica durante la restrizione calorica o il digiuno, ma anche durante l’esercizio fisico intenso. Il Cortisolo media la degradazione muscolare in modo che gli aminoacidi presenti nel tessuto muscolare possano essere utilizzati per creare glucosio, attraverso la gluconeogenesi.

Il Cortisolo svolge anche un ruolo importante, ma indiretto, nella glicogenolisi epatica e muscolare (la scissione del glicogeno in glucosio-1-fosfato e glucosio) che si verifica in seguito all’azione del Glucagone e dell’Adrenalina. Inoltre, il Cortisolo facilita l’attivazione della glicogeno fosforilasi, necessaria affinché l’Adrenalina abbia effetto sulla glicogenolisi.[13][14]

È paradossale che il Cortisolo promuova non solo la gluconeogenesi nel fegato, ma anche la glicogenesi: è quindi meglio pensare che il Cortisolo stimoli il turnover di glucosio/glicogeno nel fegato. [Questo è in contrasto con l’effetto del cortisolo nel muscolo scheletrico, dove la glicogenolisi è promossa indirettamente attraverso le catecolamine.[15] In questo modo, il Cortisolo e le catecolamine lavorano sinergicamente per promuovere la scissione del glicogeno muscolare in glucosio, che viene poi utilizzato da altri tessuti.

Il Cortisolo aumenta anche i livelli di glucosio nel sangue riducendo l’assorbimento del glucosio nei tessuti muscolari e adiposi, diminuendo la sintesi proteica e aumentando la scomposizione dei trigliceridi di deposito in grassi acidi liberi (lipolisi). Tutte queste modifiche metaboliche hanno l’effetto netto di aumentare i livelli di glucosio nel sangue, che alimentano il cervello e altri tessuti durante la risposta di lotta o fuga [16] … e i workout…

Livelli elevati di Cortisolo, se prolungati, quindi elevati in cronico, possono portare alla proteolisi (disgregazione delle proteine) protratta e al deperimento muscolare.[17] La ragione della proteolisi è quella di fornire ai tessuti interessati una materia prima per la gluconeogenesi; si vedano gli aminoacidi glucogenici.[18] Gli effetti del Cortisolo sul metabolismo lipidico sono più complicati, poiché la lipogenesi è osservata in pazienti con livelli cronici elevati di glucocorticoidi circolanti,[18] mentre un aumento acuto del Cortisolo circolante promuove la lipolisi. La spiegazione abituale di questa apparente discrepanza è anche l’aumento della concentrazione di glucosio nel sangue (per azione del Cortisolo) stimola il rilascio di Insulina. L’Insulina stimola la lipogenesi, quindi questa è una conseguenza indiretta dell’aumento della concentrazione di cortisolo nel sangue, ma si verifica solo su una scala temporale più lunga. Stiamo parlando sempre di condizioni croniche e non in range fisiologici.

Il Cortisolo è un ormone controinsulinare, contribuisce quindi all’iperglicemia stimolando la gluconeogenesi[19] e inibisce l’utilizzo periferico del glucosio (insulino-resistenza)[19] diminuendo la traslocazione dei trasportatori del glucosio (in particolare GLUT4) sulla membrana cellulare. Il Cortisolo aumenta anche la sintesi di glicogeno (glicogenesi) nel fegato, immagazzinando il glucosio in forma facilmente accessibile.[20] L’effetto permissivo del Cortisolo sull’azione dell’Insulina nella glicogenesi epatica è stato osservato in coltura di epatociti in laboratorio, anche se il meccanismo di questo fenomeno è sconosciuto.

Il Cortisolo aumenta gli aminoacidi liberi nel siero inibendo la formazione di Collagene, diminuendo l’assorbimento di aminoacidi da parte del muscolo e inibendo la sintesi proteica.[21] Il Cortisolo (sotto forma di Opticortinolo) può inibire inversamente le cellule precursori delle IgA nell’intestino dei vitelli.[22] Il Cortisolo inibisce anche le IgA nel siero, come le IgM; tuttavia, non è dimostrato che inibisca le IgE.[23]

Il Cortisolo diminuisce la velocità di filtrazione glomerulare e il flusso plasmatico renale dai reni, aumentando così l’escrezione di fosfati e aumentando la ritenzione di Sodio e acqua e l’escrezione di Potassio agendo sui recettori dei mineralocorticoidi. Aumenta inoltre l’assorbimento di Sodio e acqua e l’escrezione di Potassio nell’intestino.[24]
Il Cortisolo favorisce l’assorbimento del Sodio attraverso l’intestino tenue dei mammiferi.[25] La deplezione di Sodio, tuttavia, non influisce sui livelli di Cortisolo[26] e quindi questo ormone non può essere utilizzato per regolare il Sodio sierico.
Un carico di Sodio aumenta l’intensa escrezione di Potassio da parte del Cortisolo. In questo caso, il Corticosterone è paragonabile al Cortisolo.[27] Affinché il Potassio esca dalla cellula, il Cortisolo sposta un numero uguale di ioni Sodio all’interno della cellula.[28] Ciò dovrebbe facilitare la regolazione del pH (a differenza della normale situazione di carenza di Potassio, in cui due ioni Sodio si spostano all’interno per ogni tre ioni Potassio che si spostano all’esterno, il che si avvicina all’effetto del Desossicorticosterone).

Cortisolo e workout:

Nell’articolo del 1998 “Stress-Related Cortisol Secretion in Men: Relationships with Abdominal Obesity and Endocrine, Metabolic, and Hemodynamic Abnormalities”, i ricercatori del Sahlgrenska University Hospital in Svezia hanno dato diversi contributi preziosi alla nostra comprensione del Cortisolo e delle sue attività differenti in acuto e in cronico. Innanzitutto, le singole letture dei livelli di Cortisolo di un soggetto “non sono altamente informative, perché il Cortisolo viene secreto in modo molto irregolare”.

I livelli di Cortisolo in genere salgono e scendono nel corso della giornata e un livello elevato in un determinato momento non è indicativo di un problema. Al contrario, livelli di Cortisolo variabili, flessibili e reattivi riflettono un sistema endocrino sano. Se il corpo perdesse la capacità di rispondere ai fattori di stress e di regolare in modo appropriato i livelli di Cortisolo, sarebbe un problema.

Un secondo punto che lo studio svedese fornisce riguarda un aspetto che molte persone sbagliano nella loro ricerca di una body fat ridotta, soprattutto addominale. Il Cortisolo viene spesso definito “l’ormone del grasso della pancia”, ma la verità è che il Cortisolo ha il suo maggiore impatto sul grasso viscerale, che è il grasso che circonda gli organi, non il grasso sottocutaneo che copre gli addominali. Se la body fat rende poco visibile il retto addominale, il problema principale non è il Cortisolo.

Nel 2006, Stephen Bird ha pubblicato una serie di articoli che tracciano un buon quadro dei cambiamenti ormonali che si verificano in seguito al sollevamento pesi e di come i diversi interventi nutrizionali influiscano su tali cambiamenti. Nel loro insieme, questi lavori forniscono un quadro della differenza tra i cambiamenti ormonali a breve termine, ad esempio durante o dopo una sessione di allenamento, e quelli a lungo termine.

Nello studio di Bird erano presenti quattro gruppi di soggetti, suddivisi in base a ciò che potevano bere durante gli allenamenti: acqua, aminoacidi essenziali, carboidrati o aminoacidi essenziali più carboidrati. Nell’arco di 12 settimane, tutti i gruppi hanno perso all’incirca la stessa quantità di grasso corporeo, mentre il gruppo che aveva una supplementazione più completa durante l’allenamento (EAA + carboidrati) ha guadagnato più muscoli.

Fonte immagine: https://www.bodybuilding.com/

Esaminiamo ora i cambiamenti acuti che hanno accompagnato questa differente risposta. I ricercatori hanno misurato l’aminoacido 3-metil-istidina nelle urine come marcatore della degradazione muscolare. Come mostra il grafico sottostante, il gruppo che ha bevuto solo acqua (il placebo) ha registrato un aumento della disgregazione muscolare 48 ore dopo la sessione di allenamento. I gruppi che hanno assunto aminoacidi essenziali o carboidrati non hanno subito variazioni. Il gruppo che ha assunto la bevanda combinata per l’allenamento ha registrato una diminuzione dei livelli di 3-metil-istidina dopo l’allenamento.

Fonte immagine: https://www.bodybuilding.com/

Ciò che è successo, molto banalmente, è che i substrati ingeriti con la bevanda intra-workout hanno tamponato l’uso delle proteine strutturali.

cosa è successo al Cortisolo? Come si può vedere qui sotto, i livelli di Cortisolo 30 minuti dopo l’esercizio fisico sono aumentati di oltre il 50% nel gruppo che ha bevuto acqua, mentre sono rimasti praticamente invariati nel gruppo EAA. Il Cortisolo è diminuito in entrambi i gruppi che hanno assunto Carboidrati come parte dell’alimentazione peri-workout.

Fonte immagine: https://www.bodybuilding.com/

Pensate alla gluconeogenesi, il processo che nel fegato crea glucosio da fonti non glucidiche per fornire energia alle cellule del corpo che ne hanno essenziale bisogno. L’organismo non ha bisogno di generare glucosio – un processo ad alto costo metabolico – quando nel flusso ematico c’è glucosio extra dato da una bevanda sportiva. Pertanto, non si è verificato alcun aumento sensibile del Cortisolo in presenza di carboidrati.

Il catabolismo muscolare a breve termine e il picco di Cortisolo in acuto per il gruppo che beveva acqua possono sembrare significativi, ma non bisogna dimenticare che tutti i gruppi hanno guadagnato massa muscolare nel corso dello studio. Il gruppo che ha bevuto solo acqua ha aggiunto quasi due chili di massa muscolare in 12 settimane! Adesso cominciate ad avere chiara la differenza tra effetto in acuto e effetto in cronico?… Il catabolismo è propedeutico all’anabolismo! Eventi in acuto sono largamente compensati dai processi di recupero, in fisiologia.

I picchi di Cortisolo decrescono nel breve termine!

Quindi le persone con la più alta risposta catabolica in acuto hanno comunque guadagnato muscoli? Certo che si! Ed è piuttosto semplice, in realtà: oltre all’attività propedeutica del catabolismo per avviare i processi anabolici, la fisiologia dei soggetti osservati si è adattata allo stimolo dell’allenamento contro-resistenza nel corso del tempo e ha rilasciato sempre meno Cortisolo, anche senza alcun intervento nutrizionale. Nel gruppo che beveva acqua, i livelli di Cortisolo post-esercizio sono diminuiti del 28% nel corso delle 12 settimane dello studio.

Fonte immagine: https://www.bodybuilding.com/

Sì, è emerso che i livelli di Cortisolo e la degradazione muscolare acuta non hanno affatto un impatto negativo sull’aumento dei muscoli o sulla perdita di grasso per un periodo di 12 settimane.

I ricercatori della McMaster hanno analizzato la relazione tra i livelli di Cortisolo post-allenamento e i cambiamenti nella forza, nella massa magra e nella sezione trasversale delle fibre muscolari. Hanno scoperto che dopo 12 settimane di allenamento contro-resistenza, alti livelli di Cortisolo post-allenamento erano correlati (anche se debolmente) con l’aumento della massa magra e con le variazioni delle dimensioni delle fibre muscolari di tipo II.

È bene ripeterlo: Le persone con livelli di Cortisolo più elevati in acuto erano quelle che avevano maggiori probabilità di guadagnare più muscoli nel corso dello studio. Tutto il contrario di quello che i limitati detrattori del Cortisolo si sarebbero aspettati!

Conclusioni:

In definitiva, i dati della ricerca sottolineano che l’interruzione di un allenamento contro-resistenza e/o l’abbassamento del intensità e del volume per paura che i livelli di Cortisolo post-allenamento impennassero, è potenzialmente controproducente ai fini ipertrofici. Lo studio della McMaster ha lasciato intendere che potrebbe addirittura esistere una correlazione tra l’innalzamento acuto del Cortisolo e la crescita muscolare a lungo termine.
Detto ciò potreste chiedervi: “Se gli innalzamenti acuti del Cortisolo riflettono una buona sessione di allenamento, allora dovrei smettere di usare i protocolli nutrizionali che riducono il Cortisolo?”. Direi di no, non è assolutamente necessaria l’eliminazione del intra-workout. Le proteine e i carboidrati assunti prima, durante e dopo l’allenamento sono comunque importanti per avviare il processo di recupero.

In queste situazioni, il Cortisolo elevato è semplicemente un indicatore di un allenamento produttivo. E, per non dimenticare, nello studio iniziale di 12 settimane il gruppo che ha assunto aminoacidi e carboidrati ha guadagnato più del doppio dei muscoli rispetto a chi ha bevuto solo acqua; per ovvie ragioni di substrati disponibili e migliore prestazione data dal consumo di CHO.

Un ultimo dubbio: se dobbiamo ignorare i livelli di cortisolo post-allenamento, questo significa che dobbiamo dimenticarci del tutto del Cortisolo e ignorare qualsiasi cambiamento a lungo termine nei nostri livelli?

Assolutamente no!

I cambiamenti a lungo termine del Cortisolo e la diminuzione della sua flessibilità circadiana dovrebbero essere monitorati. Gli effetti sistemici di questo ormone catabolico devono essere presi in considerazione quando si guarda al quadro generale dell’allenamento, della alimentazione e dello stile di vita in generale.

Sonno adeguato, calorie e attenzione al recupero sono i tre fattori più importanti su cui abbiamo il controllo quotidiano. Oltre a questi fattori, è stato suggerito l’uso di integratori come il SAMe o l’Ashwagandha  per favorire l’adattamento allo stress e prevenire ulteriormente l’aumento cronico del Cortisolo, o, se atleti “enhanced” farmaci come il Trilostano o l’Aminoglutettimide che sono inibitori della biosintesi steroidea.

Indipendentemente dalla forza e dalla forma fisica, gli elevati livelli di Cortisolo indotti dallo stress cronico possono compromettere il benessere psicofisico. Aumentano il rischio di ipertensione e di malattie cardiovascolari e aggravano qualsiasi altro problema di cui si possa soffrire. Ricordate, tuttavia, di mantenere le cose in prospettiva e di guardare al lungo termine.

Gabriel Bellizzi [CEO BioGenTech]

Approfondimenti supplementari:

Riferimenti:

  1. Lightman SL, Birnie MT, Conway-Campbell BL (June 2020). “Dynamics of ACTH and Cortisol Secretion and Implications for Disease”Endocr Rev
  2. Jump up to: Scott E (22 September 2011). “Cortisol and Stress: How to Stay Healthy”About.com. Retrieved 29 November 2011.
  3. Taves MD, Gomez-Sanchez CE, Soma KK (July 2011). “Extra-adrenal glucocorticoids and mineralocorticoids: evidence for local synthesis, regulation, and function”American Journal of Physiology. Endocrinology and Metabolism.  
  4. Hoehn K, Marieb EN (2010). Human Anatomy & Physiology. San Francisco: Benjamin Cummings.
  5. Jump up to:a b Chyun YS, Kream BE, Raisz LG (February 1984). “Cortisol decreases bone formation by inhibiting periosteal cell proliferation”. Endocrinology
  6. Lightman SL, Birnie MT, Conway-Campbell BL (June 2020). “Dynamics of ACTH and Cortisol Secretion and Implications for Disease”Endocrine Reviews
  7.  DeRijk RH, Schaaf M, de Kloet ER (June 2002). “Glucocorticoid receptor variants: clinical implications”. The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology
  8. Margioris AN, Tsatsanis C (2011). “ACTH Action on the Adrenal”. In Chrousos G (ed.). Adrenal physiology and diseases. Endotext.org. Archived from the original on 29 November 2011. Retrieved 5 June 2012.
  9. Jump up to:a b Finken MJ, Andrews RC, Andrew R, Walker BR (September 1999). “Cortisol metabolism in healthy young adults: sexual dimorphism in activities of A-ring reductases, but not 11beta-hydroxysteroid dehydrogenases”. The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism84 (9): 3316–3321. doi:10.1210/jcem.84.9.6009PMID 10487705.
  10. ^ Dammann C, Stapelfeld C, Maser E (April 2019). “Expression and activity of the cortisol-activating enzyme 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 1 is tissue and species-specific”. Chemico-Biological Interactions303: 57–61. doi:10.1016/j.cbi.2019.02.018PMID 30796905S2CID 73467693.
  11. ^ Atanasov AG, Nashev LG, Schweizer RA, Frick C, Odermatt A (July 2004). “Hexose-6-phosphate dehydrogenase determines the reaction direction of 11beta-hydroxysteroid dehydrogenase type 1 as an oxoreductase”. FEBS Letters571 (1–3): 129–133. doi:10.1016/j.febslet.2004.06.065PMID 15280030S2CID 6360244.
  12. ^ Tomlinson JW, Walker EA, Bujalska IJ, Draper N, Lavery GG, Cooper MS, Hewison M, Stewart PM (October 2004). “11beta-hydroxysteroid dehydrogenase type 1: a tissue-specific regulator of glucocorticoid response”Endocrine Reviews.
  13. Martin PA, Crump MH (2003). “The adrenal gland”. In Dooley MP, Pineda MH (eds.). McDonald’s veterinary endocrinology and reproduction (5th ed.). Ames, Iowa: Iowa State Press. ISBN 978-0-8138-1106-2.
  14. ^ Coderre L, Srivastava AK, Chiasson JL (June 1991). “Role of glucocorticoid in the regulation of glycogen metabolism in skeletal muscle”. The American Journal of Physiology260 (6 Pt 1): E927–32.
  15.  Kuo T, McQueen A, Chen TC, Wang JC (2015). “Regulation of Glucose Homeostasis by Glucocorticoids”. In Wang JC, Harris C (eds.). Glucocorticoid Signaling: From Molecules to Mice to Man. Advances in Experimental Medicine and Biology. Vol. 872. Springer. pp. 99–126.
  16. Khani S, Tayek JA (December 2001). “Cortisol increases gluconeogenesis in humans: its role in the metabolic syndrome”. Clin Sci (Lond)
  17. Simmons PS, Miles JM, Gerich JE, Haymond MW (February 1984). “Increased proteolysis. An effect of increases in plasma cortisol within the physiologic range”The Journal of Clinical Investigation
  18. Laycock JF (2013). Integrated endocrinology. Meeran, Karim. Chichester, West Sussex, UK: Wiley-Blackwell. 
  19. Brown DF, Brown DD (2003). USMLE Step 1 Secrets: Questions You Will Be Asked on USMLE Step 1. Philadelphia: Hanley & Belfus. p. 63.
  20. Baynes J, Dominiczak M (2009). Medical biochemistry. Mosby Elsevier.
  21. Manchester, KL (1964). “Sites of Hormonal Regulation of Protein Metabolism”. In Allison, NH; Munro JB (eds.). Mammalian Protein Metabolism. New York: Academic Press. 
  22. Husband AJ, Brandon MR, Lascelles AK (October 1973). “The effect of corticosteroid on absorption and endogenous production of immunoglobulins in calves”. The Australian Journal of Experimental Biology and Medical Science
  23. ^ Posey WC, Nelson HS, Branch B, Pearlman DS (December 1978). “The effects of acute corticosteroid therapy for asthma on serum immunoglobulin levels”. The Journal of Allergy and Clinical Immunology.
  24. ^ McKay LI, Cidlowski JA (2003). “Physiologic and Pharmacologic Effects of Corticosteroids”. In Kure DW, Pollock RE, Weichselbaum RR, Bast RC, Ganglier TS, Holland JF, Frei E (eds.). Holland-Frei Cancer Medicine (6th ed.). Hamilton, Ontario: Decker. 
  25. ^ Sandle GI, Keir MJ, Record CO (1981). “The effect of hydrocortisone on the transport of water, sodium, and glucose in the jejunum. Perfusion studies in normal subjects and patients with coeliac disease”. Scandinavian Journal of Gastroenterology.
  26. ^ Mason PA, Fraser R, Morton JJ, Semple PF, Wilson A (August 1977). “The effect of sodium deprivation and of angiotensin II infusion on the peripheral plasma concentrations of 18-hydroxycorticosterone, aldosterone and other corticosteroids in man”. Journal of Steroid Biochemistry
  27. Muller AF, Oconnor CM (1958). An International Symposium on Aldosterone. Little Brown & Co. p. 58.
  28. Knight RP, Kornfeld DS, Glaser GH, Bondy PK (February 1955). “Effects of intravenous hydrocortisone on electrolytes of serum and urine in man”. The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism

Betaina [Trimetylglicina]: l’integratore otc sottovalutato…

Introduzione:

La Betaina è un integratore che probabilmente la maggior parte dei frequentatori di palestra non ha mai sentito nominare, eppure è un’aggiunta preziosa alla propria gamma di integratori. L’integratore esiste da anni e si trova in diverse fonti alimentari [1], ma solo da meno di un decennio che è tornato all’attenzione grazie a uno studio pubblicato sul Journal of the International Society of Sports Nutrition [2]. L’autore principale, Jason Cholewa, non è nuovo al settore del fitness. Ha scritto per diversi anni per BodyBuilding.com (attivo con il suo nickname online “Big Red”), tra gli altri, e attualmente è assistente alla cattedra di scienze dell’esercizio e studi sportivi presso la Coastal Carolina University. Dirige anche la società di consulenza sul fitness “Big Red Physical Performance” ed è stato lui stesso un bodybuilder attivo per molti anni.

Introduzione alla Betaina:

Ma cos’è esattamente la Betaina? In poche parole, essa svolge due funzioni nel corpo umano. Una è quella di osmolita e l’altra è quella di donatore di metile.

Struttura molecolare della Betaina (Trimetylglicina).

Un osmolita non fa altro che portare con sé l’acqua come risultato dell’osmosi. Quando si aumenta la concentrazione di una sostanza tra due compartimenti (separati da una membrana semipermeabile, come la membrana cellulare), l’acqua si diffonde dal compartimento con la bassa concentrazione della sostanza al compartimento con l’alta concentrazione della sostanza, finché le concentrazioni non si equivalgono. È simile al modo in cui la creatina provoca la ritenzione di liquidi, con la sottile differenza che quasi tutta la creatina presente nell’organismo si trova nel tessuto muscolare, e quindi il liquido si accumula nei muscoli. La betaina si accumula in quasi tutti i tessuti per regolare il volume cellulare ed è uno dei principali osmoliti organici [4]. In pratica, quindi, regola l’idratazione cellulare. Pertanto, può anche assumere un ruolo protettivo nella formazione dell’urea (metabolita del catabolismo degli aminoacidi). L’urea è molto efficace nel denaturare (“dispiegare” la struttura spaziale) delle proteine e quindi influisce sulla loro funzione. Influisce anche sulla miosina, che contrae i muscoli insieme alla proteina actina. L’attività ATPasica della miosina è inibita dall’urea, e l’ATPasica è necessaria per idrolizzare l’ATP in energia: tale energia è necessaria per far “correre” le teste della miosina sull’actina e quindi contrarre il muscolo. La betaina contrasta questo effetto [3]. Inoltre, il rigonfiamento della cellula stimola la sintesi proteica (e la contrazione stimola la proteolisi) [4].

Come si evince dalla formula strutturale riportata in precedenza, la betaina contiene tre gruppi metilici legati all’atomo di azoto. La transmetilazione, il processo biochimico mediante il quale un gruppo metile viene ceduto da una sostanza a un’altra, è molto importante per il funzionamento delle cellule. La betaina è un donatore di metile per l’omocisteina per formare metionina. Questa reazione è catalizzata dalla betaina-omocisteina metiltransferasi (BHMT). Il sottoprodotto di questa reazione è la dimetilglicina, e questa reazione è guidata dall’osmosi, vale a dire che ad alte osmalità, l’espressione di questo enzima è downregolata per mantenere la concentrazione di betaina. Al contrario, a bassa osmalità, l’enzima è più espresso e viene utilizzata più betaina per metilare l’omocisteina.

La metionina che si forma è un aminoacido essenziale (si noti che la metilazione dell’omocisteina è in realtà una rimetilazione). Oltre al suo ruolo di amminoacido che può essere utilizzato nella traduzione dell’mRNA in proteine, è anche il precursore della S-adenosil metionina (SAM). Questa reazione è catalizzata dalla metionina adenosiltransferasi e utilizza metionina e ATP come substrati; oltre alla SAM formata, si formano anche fosfato e difosfato come sottoprodotti.

Il ciclo della Metionina. La Betaina dona un gruppo metile all’Omocisteina per formare Metionina. La Metionina costituisce un substrato per la Metionina adenosiltransferasi per formare SAM. La SAM è un importante donatore di metile in numerose reazioni. Dopo la donazione del suo gruppo metile, l’Omocisteina si forma nuovamente. Figura riprodotta da [1].

Il SAM è una molecola particolare. Alcuni potrebbero riconoscere il nome dalla biosintesi della creatina. L’acido guanidinoacetico, precursore della creatina, riceve un gruppo metilico dal SAM per formare la creatina [5]. Tuttavia, ciò che molti non sanno è che SAM non solo dona un gruppo metile per la biosintesi della creatina, ma lo fa per numerose reazioni. Tra cui la sintesi proteica, la formazione dei fosfolipidi, gli ormoni, le poliammine, la carnitina, l’adrenalina e la metilazione del DNA [1]. Inoltre, inibisce la segnalazione dell’insulina diminuendo la fosforilazione (e quindi l’attivazione) del substrato 1 del recettore insulinico (IRS-1) negli adipociti [8].

Inoltre, le concentrazioni di omocisteina nel sangue sono inversamente correlate alle malattie croniche (comprese quelle cardiovascolari). Questo aspetto esula dallo scopo di questo articolo, ma è discusso in [5].

Ma funziona?
Come citato precedentemente, l’integratore è stato recentemente riportato sotto i riflettori da uno studio condotto da Jason Cholewa e dai suoi colleghi. Hanno condotto uno studio in doppio cieco controllato con placebo. Sono stati reclutati 23 uomini esperti nell’allenamento della forza a livello amatoriale (peso medio: 86,8 kg SD: 9,1 kg), di età compresa tra i 18 e i 35 anni. In altre parole: un campione molto rilevante che ho particolarmente apprezzato. Il gruppo di trattamento ha ricevuto 2x 1,25 g di betaina al giorno (n=11). Si sono allenati per sei settimane, quattro giorni alla settimana, suddivisi in microcicli di due settimane. Sono state riscontrate differenze significative nella composizione corporea tra i due gruppi, come mostrato nella tabella seguente:

Gli effetti dell’integrazione di Betaina sulla composizione corporea che sono stati misurati nello studio in questione.

La percentuale di grasso è stata determinata mediante la misurazione delle pliche cutanee. Da questa percentuale e dal peso misurato sono state ricavate la massa magra e la massa grassa.

Inoltre, è stata riscontrata una differenza significativa tra l’area della sezione trasversale tra il periodo precedente e quello successivo al trattamento nel gruppo di integrazione di betaina, che non è stata riscontrata nel gruppo placebo (significatività fissata a P < 0,05). Tuttavia, non è stata riscontrata alcuna differenza in termini di sezione trasversale del femore (P = 0,254).

In termini di forza, non c’è molto di entusiasmante, come si può vedere nella tabella seguente che mostra l’1RM di tre gruppi di atleti.

Effetti sulle misure di forza dell’integrazione di Betaina come misurato nello studio.

Sono state riscontrate alcune differenze significative tra il gruppo Betaina e il gruppo placebo quando si è guardato specificamente ai singoli microcicli, ma ciò è avvenuto anche viceversa.

Degno di nota è soprattutto l’effetto sulla composizione corporea. Non è chiaro in che misura ciò sia dovuto alla funzione osmolitica della Betaina. L’unico studio comparabile in termini di durata non ha riscontrato alcun miglioramento della composizione corporea dopo 12 settimane di integrazione in soggetti obesi [6]; tuttavia, ciò potrebbe essere dovuto al fatto che si trattava di soggetti obesi che mascheravano l’eventuale ritenzione di liquidi dovuta all’integrazione di Betaina. Sono quindi necessarie ulteriori ricerche per chiarire questo aspetto. In ogni caso, l’effetto positivo sul braccio trasversale lascia ben sperare.

Betaina e sistemi energetici:

Struttura molecolare dell’ATP

L’articolo di Cholewa et al. si apre con la proposta che la Betaina possa potenziare la glicolisi aumentando il rapporto NAD+:NADH accettando ioni H+ nucleofili e di conseguenza, incidentalmente, agendo come un leggero tampone del pH. Per coloro che non hanno la memoria fresca sulla glicolisi, essa produce un netto di 2 ATP dalla scissione anaerobica del glucosio ematico (o 3 ATP dal glucosio-6-fosfato dal glicogeno). L’equazione di reazione è la seguente:

glucosio + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi ->
2 acido piruvico + 2 NADH + 2 ATP + 2 H2O + 2 H+

Sul lato sinistro dell’equazione di reazione si può notare il NAD+ che è l’agente ossidante della reazione. Inoltre, vengono generati ioni H++. Un’ipotesi di Ghyczy e Boros [5] ci dice che molecole come la Betaina, a causa del loro gruppo azotato trigemetilato (carente di elettroni), accettano coppie di elettroni da altre molecole. Di conseguenza, ipotizzano che reagisca anche con il donatore di elettroni NADH, per cui la Betaina è in grado di diminuire la concentrazione di NADH e aumentare quella di NAD+. La rigenerazione del NAD+ può quindi stimolare la glicolisi. E la reazione con gli ioni H+, per definizione, farà scendere il pH.

Dato che la glicolisi è importante per la generazione di ATP durante l’esercizio fisico intenso, come quello eseguito dagli atleti di forza, questo è un fatto piuttosto interessante. Un ulteriore sostegno a questa ipotesi viene dall’osservazione che l’integrazione di Betaina porta a un maggiore aumento del lattato plasmatico durante lo sprint [6]. Infatti, dopo la formazione di acido piruvico da parte della glicolisi, l’acido piruvico può essere trasportato in due modi:

1) viene trasportato nei mitocondri dove viene convertito in acetil-CoA ed entra nel ciclo dell’acido citrico, oppure

2) si forma lattato. Un aumento del lattato nel plasma può quindi essere indicativo di un aumento della glicolisi (o di un aumento della clearance da parte del muscolo, come sottolineato anche da Cholewa et al.)

In seguito all’effetto della Betaina sulla glicolisi, è stato ipotizzato che essa promuova anche il ciclo dell’acido citrico. Ciò si basa sul fatto che la Betaina protegge la citrato sintasi dalla denaturazione termica [7]. La citrato sintasi è l’enzima che catalizza la prima reazione del ciclo dell’acido citrico, la condensazione dell’acetil-CoA e dell’ossalacetato, formando acido citrico nel processo. La citrato sintasi è molto importante per il flusso del ciclo dell’acido citrico, poiché l’enzima opera lontano dall’equilibrio con un ΔG stimato di -31,5 kJ/mol-1 ed è quindi un passo importante da regolare.

Formazione del citrato. Condensazione dell’Acetil-CoA con ossalacetato per formare il citrato, reazione catalizzata dalla citrato sintasi.

Infine, oltre all’ipotizzato effetto positivo sui due sistemi energetici sopra citati, la Betaina può avere anche un possibile effetto positivo sul sistema energetico dei fosfati. È stato infatti ipotizzato che l’integrazione di Betaina possa aumentare la biosintesi di Creatina. Questo effetto è stato dimostrato negli animali, ma non nell’uomo [1] (oltre a quanto sottolineato da Cholewa et al., mi sembra che ciò sia dovuto semplicemente a un lasso di tempo troppo breve [10 d]). In effetti, il SAM è il donatore di metile per l’acido guanidinoacetico, il precursore diretto della Creatina.

Betaina e segnalazione dell’Insulina:

Struttura del Recettore dell’Insulina

Oltre agli effetti sui sistemi energetici, può anche avere un effetto benefico sulla composizione corporea, rimetilando l’omocisteina e abbassandone di conseguenza la concentrazione. Oltre al fatto che l’iperomocisteinemia è dannosa per la salute, essa porta a una diminuzione della fosforilazione della Tirosina del recettore dell’Insulina e del substrato del Recettore dell’Insulina 1 (IRS-1), a un aumento della fosforilazione della serina di IRS-1 e a una conseguente minore fosforilazione di Akt [8]. Ciò è stato riscontrato negli adipociti e quindi corrisponde concretamente a un aumento dell’insulino-resistenza. Se lo stesso effetto si verifica nei miociti (cellule muscolari), corrisponde concretamente a una riduzione della sintesi proteica attraverso l’inibizione della via IR/PI3K/Akt/mTOR.

Via PI3K/Akt/mTOR. Ristampato e adattato da [9].
Struttura molecolare del IGF-1

Uno studio clinico ci fornisce un quadro più chiaro al riguardo [10]. La Betaina è stata integrata in individui allenati in un design crossover. Qui, dopo l’allenamento, sono stati misurati alcuni ormoni (GH, IGF-I, Cortisolo, Insulina) e molecole di segnalazione anabolica (Akt, p70S6K, AMPK). È stato riscontrato un aumento significativo dell’IGF-I, un aumento quasi significativo del GH, una diminuzione significativa del Cortisolo e nessun effetto sull’Insulina. Il moderato aumento del GH è positivo, ma in realtà dice ben poco. Anche l’effetto inibitorio sull’aumento del Cortisolo dopo l’esercizio fisico è difficile da mettere in prospettiva. E sebbene l’IGF-I sia strettamente coinvolto nell’ipertrofia muscolare, resta da vedere quanto ci dica in resa l’IGF-I in circolazione. L’IGF-I agisce solo brevemente come ormone autocrino/paracrino in termini di ipertrofia muscolare e, anche se l’IGF-I intramuscolare fosse misurato, sarebbe solo una parte del puzzle. L’attività finale dell’IGF-I è anche fortemente regolata dalle proteine leganti l’IGF. Quindi, idealmente, si vorrebbe misurare anche questo insieme a qualcosa che rifletta l’attività dell’IGF-I.
Fortunatamente, in questo studio è stato preso in considerazione l’Akt. L’Akt (noto anche come protein chinasi B) è un importantissimo regolatore a monte di mTORC1 ed è quindi intimamente coinvolto nella regolazione dell’ipertrofia muscolare. L’Akt è un effettore del recettore IGF attraverso l’attivazione di PI3K, che genera PIP3. Il PIP3 causa il reclutamento di Akt, interagendo con il suo dominio di omologia pleckstrin, nel sarcolemma, dove Akt può essere attivato (fosforilato). Pertanto, la misurazione della fosforilazione di Akt riflette in qualche modo l’attività dell’IGF-I. In un certo senso, considerando che ci sono anche altri regolatori a monte.

Struttura molecolare del Akt

Lo studio ha evidenziato che l’integrazione di Betaina aumenta la quantità di Akt nelle cellule muscolari a riposo. Naturalmente, questo non dice ancora nulla, dato che la chinasi deve essere attivata (tramite fosforilazione su Ser473 e Thr308 nel caso dell’isoforma Akt1) prima di agire effettivamente. Anche questo aspetto è stato esaminato. Nel gruppo placebo, la fosforilazione di Akt su Ser473 è diminuita subito dopo l’esercizio, mentre è stata mantenuta un po’ di più nel caso della Betaina. Una bella scoperta. Ancora più interessante, gli autori hanno anche esaminato la fosforilazione di p70S6K, un effettore a valle di Akt che fosforila la proteina ribosomiale S6 (che causa la traduzione dell’mRNA in proteina) e quindi aumenta la sintesi proteica. Non a caso, l’integrazione di Betaina ha portato a livelli più elevati di fosforilazione di p70S6K rispetto al placebo dopo l’esercizio fisico. Infine, la fosforilazione di AMPK è stata ancora misurata, ma è diminuita in entrambi i gruppi (cosa non molto sorprendente se si considera che ai partecipanti è stato somministrato 300ml di Gatorade).

Betaina e osmolarità:

Come scritto in precedenza, la Betaina è un importante osmolita. La concentrazione di Betaina nelle cellule muscolari è regolata dal trasportatore di betaina (BTG-1). Cholewa et al. ipotizzano che l’iperidratazione che ne deriva (a causa dell’aumento della pressione osmotica, vengono prelevati più liquidi nelle cellule) porti alla stimolazione della sintesi proteica e all’inibizione della proteolisi. In effetti, l’aumento del volume cellulare porta a un aumento della sintesi proteica e a una diminuzione della proteolisi negli epatociti. Il volume cellulare è direttamente correlato a questo aspetto [11]. È stato effettivamente riscontrato che la Betaina provoca un aumento del volume cellulare degli epatociti [12], ma le concentrazioni nel fegato sono circa 20 volte superiori a quelle del tessuto muscolare scheletrico [13] (almeno nei ratti), quindi resta da vedere in che misura questo fenomeno sarà significativo nel tessuto muscolare umano.

Conclusioni
La letteratura è sufficiente a supportare i risultati mostrati, tra gli altri, dallo studio clinico di Cholewa et al [14]. L’effetto sulla via Akt è particolarmente interessante e suggerisce che la Betaina promuove l’ipertrofia muscolare attraverso un aumento della sintesi proteica e non è puramente il risultato, ad esempio, della ritenzione di liquidi. Ritengo inoltre che sarà interessante vedere in futuri studi clinici in che misura le dosi (più elevate) siano importanti. Probabilmente ci saranno molte ricerche di follow-up su questo tema.

Gabriel Bellizzi [CEO BioGenTech]

Riferimenti:

  1. Craig, Stuart AS. “Betaine in human nutrition.” The American journal of clinical nutrition 80.3 (2004): 539-549.
  2. Cholewa, Jason M., et al. “Effects of betaine on body composition, performance, and homocysteine thiolactone.” Journal of the International Society of Sports Nutrition 10.1 (2013): 39.
  3. Ortiz-Costa, Susana, M. M. Sorenson, and Mauro Sola-Penna. “Counteracting effects of urea and methylamines in function and structure of skeletal muscle myosin.” Archives of biochemistry and biophysics 408.2 (2002): 272-278.
  4. Lang, Florian. “Mechanisms and significance of cell volume regulation.” Journal of the American College of Nutrition 26.sup5 (2007): 613S-623S.
  5. Bera, Soumen, et al. “Enzymes of creatine biosynthesis, arginine and methionine metabolism in normal and malignant cells.” FEBS journal 275.23 (2008): 5899-5909.
  6. Schwab, Ursula, et al. “Betaine supplementation decreases plasma homocysteine concentrations but does not affect body weight, body composition, or resting energy expenditure in human subjects.” The American journal of clinical nutrition 76.5 (2002): 961-967.
  7. Lever, Michael, and Sandy Slow. “The clinical significance of betaine, an osmolyte with a key role in methyl group metabolism.” Clinical biochemistry 43.9 (2010): 732-744.
  8. Li, Yin, et al. “Homocysteine upregulates resistin production from adipocytes in vivo and in vitro.” Diabetes 57.4 (2008): 817-827.
  9. Klement, Rainer J., and U. Kammerer. “Is there a role for carbohydrate restriction in the treatment and prevention of cancer.” Nutr Metab (Lond) 8.75 (2011): 75.
  10. Apicella, Jenna M., et al. “Betaine supplementation enhances anabolic endocrine and Akt signaling in response to acute bouts of exercise.” European journal of applied physiology 113.3 (2013): 793-802.
  11. Lang, Florian, et al. Functional significance of cell volume regulatory mechanisms.” Physiological reviews 78.1 (1998): 247-306.
  12. Hoffmann, Lars, et al. “Osmotic regulation of hepatic betaine metabolism.” American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology 304.9 (2013): G835-G846.
  13. Slow, Sandy, et al. “Plasma dependent and independent accumulation of betaine in male and female rat tissues.” Physiological Research 58.3 (2009).
  14. Cholewa, Jason M., et al. “Effects of betaine on body composition, performance, and homocysteine thiolactone.” Journal of the International Society of Sports Nutrition 10.1 (2013): 39.

AAS ed eritrocitosi/Policitemia

Introduzione:

Composizione del sangue

L’uso di AAS può portare a una condizione chiamata eritrocitosi. Si tratta di una condizione in cui il corpo ha troppi eritrociti (globuli rossi) nel sangue. Talvolta si parla anche di policitemia. La percentuale del volume sanguigno occupata dai globuli rossi è chiamata ematocrito. Per gli uomini l’intervallo di riferimento va dal 41 al 51% e per le donne dal 36 al 47%. (Esistono leggere deviazioni da laboratorio a laboratorio in questi intervalli di riferimento).

I globuli rossi sono responsabili del trasporto dei gas. In particolare, trasportano l’ossigeno dai polmoni al resto del corpo. Inoltre, trasportano anche parte dell’anidride carbonica generata dal corpo verso i polmoni. I globuli rossi possono trasportare l’ossigeno grazie a una speciale proteina che contengono in grandi quantità: l’emoglobina. I livelli di emoglobina possono essere misurati anche nel sangue e il loro intervallo di riferimento va da 13,5 a 17 g/dL negli uomini e da 12 g/dL a 15,5 g/dL nelle donne.

I livelli di ematocrito e di emoglobina possono essere facilmente derivati l’uno dall’altro, in quanto i due valori sono in genere strettamente correlati. La concentrazione di emoglobina in g/dL moltiplicata per tre dà il valore di ematocrito in %. Pertanto, una persona con un livello di emoglobina di 15 g/dL ha un valore di ematocrito di circa il 45%.

Quando l’ematocrito diventa troppo basso, l’organismo ha una minore capacità di soddisfare il fabbisogno di ossigeno delle sue cellule. In altre parole: anemia. Questo può far sentire stanchi, deboli e facilmente senza fiato. Questo fenomeno è più evidente durante l’esercizio fisico (faticoso) che richiede una grande quantità di ossigeno.

Quando l’ematocrito diventa troppo alto, il problema è un altro. Più è alto, più il sangue diventa “denso”: aumenta la viscosità del sangue. Questo comporta un aumento del rischio di trombosi (correlata anche ai fattori di coagulazione). Vediamo come gli AAS aumentano l’ematocrito e di quanto. Dopodiché, analizziamo il rischio di trombosi e cosa si può fare al riguardo.

In che modo gli AAS causano l’eritrocitosi?

Struttura della Eritropoietina [EPO]

Due fattori principali sembrano coinvolti nell’eritrocitosi indotta dagli steroidi anabolizzanti. Uno è l’aumento dell’eritropoietina (EPO). Un ormone che talvolta fa notizia, in quanto utilizzato come doping per migliorare le prestazioni negli sport di resistenza come il ciclismo.

L’EPO viene prodotta nei reni in risposta a una ridotta disponibilità di ossigeno. L’EPO indica al midollo osseo, dove vengono prodotti i globuli rossi in un processo chiamato eritropoiesi, di aumentare la produzione di eritrociti. L’aumento dei globuli rossi aumenta la disponibilità di ossigeno e di conseguenza abbassa nuovamente l’EPO. Si crea quindi uno stretto equilibrio tra ematocrito ed EPO.

Struttura del Epcidina

L’altro fattore che sembra essere coinvolto è la soppressione di una proteina chiamata Epcidina. L’Epcidina è un regolatore chiave del metabolismo del ferro, in quanto regola la quantità di ferro assorbita dal tratto gastrointestinale [1]. Il ferro è una parte fondamentale dell’emoglobina: è responsabile del legame con l’ossigeno. La soppressione dell’Epcidina porta a un aumento dell’assorbimento di ferro, mentre un aumento dell’Epcidina ne diminuisce l’assorbimento. Se l’apporto di ferro è inadeguato, si sviluppa l’anemia. Al contrario, il sovraccarico di ferro (emocromatosi) sembra predisporre a un aumento dei livelli di emoglobina/ematocrito. In effetti, nell’emocromatosi (ereditaria) questi livelli possono essere elevati [2, 3].

Mentre la somministrazione di Testosterone per 20 settimane mostra un aumento dose-dipendente (fino a 600mg di Testosterone Enantato alla settimana) dell’emoglobina e dell’ematocrito, soprattutto negli uomini più anziani, non lo fa l’EPO [4]. Al contrario, la somministrazione di Testosterone ha portato alla soppressione dell’Epcidina sierica in uomini giovani e anziani [5]. Il dosaggio del Testosterone (fino a 600mg di Testosterone Enantato a settimana) era altamente correlato con l’ampiezza di questa soppressione. L’aumento dell’ematocrito in seguito alla somministrazione di Testosterone è più pronunciato negli uomini anziani. In particolare, questo studio ha rilevato che i maggiori aumenti dell’ematocrito negli uomini anziani durante la terapia con Testosterone erano correlati a una maggiore soppressione dell’Epcidina. Gli autori hanno inoltre misurato l’Epcidina in più momenti: al basale, alla prima settimana, alla seconda, quarta, ottava e ventesima settimana. In questo modo hanno potuto vedere come si è evoluta nel tempo. Nelle prime due settimane si è verificata una forte diminuzione, dopodiché i livelli di Epcidina sono risaliti verso i livelli di base, anche se ancora più bassi rispetto all’inizio.

Questo è uno dei problemi dello studio che non ha dimostrato alcun cambiamento nell’EPO dopo 20 settimane [4]. Forse l’EPO è aumentata inizialmente, ma è tornata ai valori di base al termine delle 20 settimane. In questo modo, si sarebbe perso un effetto iniziale. Inoltre, i livelli di EPO presentano un’ampia variabilità, il che rende difficile trovare cambiamenti statisticamente significativi, poiché è necessaria una dimensione del campione relativamente ampia.

Uno studio successivo ha misurato l’EPO e l’Epcidina in diversi momenti in uomini anziani con Testosterone basso che hanno ricevuto un placebo o il Testosterone per 6 mesi [6]. I valori sono stati misurati al basale, a 1 mese, 3 mesi, 6 mesi e 9 mesi (quindi 3 mesi dopo la sospensione del placebo o del Testosterone). I risultati hanno dimostrato un aumento iniziale dell’EPO in risposta al gel di Testosterone rispetto al placebo. In seguito, è sceso lentamente, non mostrando più alcuna differenza rispetto al placebo al termine dei 6 mesi:

Variazioni dei livelli di EPO durante la somministrazione di Testosterone o placebo. Il periodo di trattamento è stato di 6 mesi.

Una variazione simile, ma inversa, è stata riscontrata per l’Epcidina:

Ciò ha indotto gli autori a proporre che la somministrazione di Testosterone stabilisca un nuovo set point EPO/emoglobina. Normalmente, quando l’ematocrito aumenta, l’EPO diminuisce in risposta. In questa situazione, tuttavia, l’ematocrito aumenta, molto probabilmente come risultato dell’aumento dell’EPO e della diminuzione delle concentrazioni di Epcidina. Tuttavia, una volta stabilito l’aumento completo dell’ematocrito, i livelli di EPO rimangono simili a quelli precedenti, invece di diminuire. In altre parole, si stabilisce un nuovo setpoint. Ciò è illustrato dagli autori nella figura seguente:

La somministrazione di Testosterone sposta la curva log EPO-ematocrito, mentre il placebo non ha alcun effetto su questa relazione. Lo spostamento verticale indica un aumento dell’EPO per ematocrito come risultato del trattamento con Testosterone.

In sintesi, gli androgeni aumentano l’ematocrito/emoglobina attraverso un aumento iniziale dei livelli di EPO e una contemporanea diminuzione dei livelli di Epcidina, che poi scendono gradualmente ai livelli di base di fronte all’aumento dell’ematocrito/emoglobina: un nuovo set point EPO/emoglobina. I meccanismi d’azione responsabili e il loro contributo relativo a questo fenomeno sono ancora da stabilire.

In che misura gli AAS aumentano l’ematocrito/emoglobina?

In uno studio dose-risposta, con dosaggi fino a 600mg di Testosterone Enantato alla settimana, l’emoglobina ha mostrato un aumento di 1,42g/dL nei giovani uomini dopo 20 settimane [7]. Ciò si traduce in un aumento dell’ematocrito di poco superiore al 4%. L’aumento è maggiore negli uomini più anziani, che mostrano un aumento di 2,94g/dL di emoglobina in risposta allo stesso dosaggio per lo stesso periodo di tempo [8].

E per quanto riguarda i dosaggi più elevati? Fortunatamente, sembra esserci un limite alla misura in cui gli AAS possono aumentare l’ematocrito. Vediamo lo studio HAARLEM. Lo studio HAARLEM, come ormai sappiamo bene, è uno studio prospettico condotto dall’ambulatorio per i consumatori di steroidi anabolizzanti nei Paesi Bassi [9]. In breve, 100 consumatori di steroidi anabolizzanti sono stati seguiti nel tempo mentre si autosomministravano AAS. Il dosaggio medio, basato sulle informazioni riportate sull’etichetta, era di 898mg a settimana, rendendo così il loro ciclo di AAS abbastanza rappresentativo dell’uso comune da parte dei bodybuilder. Le misurazioni sono state effettuate prima, durante, 3 mesi dopo la fine del ciclo e 1 anno dopo l’inizio del ciclo. I ricercatori hanno riscontrato un aumento del 3% dell’ematocrito dei soggetti dello studio al termine del ciclo. Questo dato è in linea con l’aumento del 4% osservato nello studio nei giovani uomini. L’autore principale ha fatto sapere che l’aumento dell’ematocrito sembra stabilizzarsi a un dosaggio di androgeni di circa 500mg a settimana. Infine, vorrei aggiungere che i soggetti dello studio non hanno effettuato donazioni di sangue, quindi questo non è stato un fattore confondente.

Naturalmente, questi risultati presentano alcune variazioni. Alcuni rispondono agli AAS con un aumento dell’ematocrito maggiore di altri. Tuttavia, livelli molto elevati di ematocrito sembrano essere rari, come si può vedere nei grafici a scatola e baffi dei partecipanti allo studio HAARLEM (T0 = subito prima del ciclo di AAS, T1 = alla fine, T2 = 3 mesi dopo la cessazione dell’uso, T3 = 1 anno dopo l’inizio del ciclo):

L’aumento dell’ematocrito è un fattore di rischio per la trombosi.

Come già detto, un ematocrito più alto rende il sangue più viscoso. Di conseguenza, aumenta il rischio di eventi trombotici, sebbene vadano presi in considerazione anche i fattori della coagulazione. Questo fenomeno è più evidente nei pazienti affetti da policitemia vera. Malattia in cui il midollo osseo produce in eccesso globuli rossi e, comunemente, anche globuli bianchi e piastrine (trombociti). La concentrazione mediana di emoglobina riscontrata in un’ampia coorte di pazienti con policitemia vera era del 57% (negli uomini) [10]. In rare occasioni, questi pazienti possono avere valori di ematocrito superiori al 70%. Il valore più alto registrato in questa coorte è stato di ben il 78%. Nel 18% di questi pazienti è stata riscontrata una complicanza trombotica arteriosa prima o al momento della diagnosi, e una trombosi venosa nel 5,4% (L’età media era di 59 anni). Si tratta di un dato piuttosto elevato, poiché il tasso di incidenza della trombosi venosa è di circa 1 per 1.000 anni-persona nel gruppo di età 55-59 [11]. Il rischio di trombosi venosa è semplicemente piuttosto basso all’inizio della vita, ma inizia ad aumentare sostanzialmente dopo i 50-60 anni, con un picco di incidenza di 7,9 per 1.000 anni-persona nella fascia di età 80-84 anni. Il rischio per tutta la vita è dell’8%.

Naturalmente, considerare i pazienti affetti da policitemia vera non è un paragone equo: anche loro, come già detto, producono comunemente globuli bianchi e trombociti.

Diamo un’occhiata allo studio norvegese di Tromsø [12]. Hanno seguito 26.108 soggetti nel tempo (follow-up mediano di 12,5 anni) per mettere in relazione gli eventi tromboembolici venosi con i livelli di ematocrito. Hanno corretto per età, indice di massa corporea e fumo. Ovviamente ci sono altri fattori che avrebbero potuto influenzare i risultati e che non sono stati corretti, ma almeno questo corregge alcuni importanti fattori confondenti. Lo studio ha dimostrato che per ogni aumento del 5% dell’ematocrito c’era un aumento del 33% della probabilità di un evento tromboembolico venoso (negli uomini).

Per mettere in prospettiva questo aumento del rischio: i ricercatori hanno riscontrato circa 1,6 eventi tromboembolici venosi ogni 1.000 anni-persona negli uomini con un ematocrito medio (43-46%). Quindi, se si ha un livello medio di ematocrito, ci sarebbe l’1,6% di probabilità di un evento tromboembolico nei 10 anni successivi. Se il vostro ematocrito fosse del 5% più alto, cioè 48-51%, il rischio aumenterebbe del 33%: 2.1%. Naturalmente questo dato non è lineare per sempre, ma credo che fornisca una buona indicazione dell’aumento del rischio di trombosi venosa dovuto all’aumento dell’ematocrito indotto dagli AAS.

Un altro studio danese ha riscontrato un rischio di tromboembolismo venoso superiore del 26% negli uomini con un ematocrito superiore al 48% rispetto a quelli con un ematocrito compreso tra 41,1 e 45% [13]. Tuttavia, questo dato non era statisticamente significativo. Gli autori riportano anche i rischi di trombosi arteriosa nel cervello e nel cuore. Si è registrato un aumento non statisticamente significativo del 27% nel primo caso e un aumento statisticamente significativo del 46% nel secondo, confrontando gli uomini con un ematocrito superiore al 48% con quelli con un ematocrito compreso tra 41,1 e 45%. I tassi di incidenza della trombosi arteriosa nel cervello e nel cuore sono paragonabili a quelli della tromboembolia venosa.

L’aspetto importante è che, pur essendoci un aumento sostanziale del rischio relativo, il rischio assoluto rimane basso. Questo vale soprattutto per le persone di giovane età (meno di 40 anni) e in assenza di altri fattori di rischio (ad esempio, un precedente evento trombotico o un disturbo della coagulazione come il fattore V Leiden). L’opportunità o meno di intervenire per contrastare l’aumento del rischio di trombosi dovuto all’aumento dell’ematocrito AAS-indotto sembra quindi dipendere in larga misura dalla presenza di altri fattori di rischio. Anche se si potrebbe sostenere che, in un certo senso, l’uso di steroidi anabolizzanti è di per sé un fattore di rischio. Dopo tutto, ha un impatto negativo su più di un semplice ematocrito.

Trattamento:

Forse il trattamento migliore consiste nel ridurre notevolmente il dosaggio (ben al di sotto dei 500mg settimanali) o nell’interrompere del tutto l’uso di AAS [tornando in fisiologia controllata]. In questo modo si abbasserà l’ematocrito, con un effetto completo dopo un paio di mesi, e si annullerà il rischio. Tuttavia, questo non è probabilmente il metodo più gradito per contrastare questo problema.

Una pratica che vedo comunemente eseguita è quella di assumere un basso dosaggio di CardioAspirina (Acido Acetilsalicilico con gastroprotettore). Sebbene non influisca sui livelli di ematocrito, è ampiamente utilizzata per la prevenzione delle malattie cardiovascolari [14]. Più precisamente, è utilizzata nella prevenzione secondaria delle malattie cardiovascolari. Previene la coagulazione del sangue inibendo un enzima chiamato ciclossigenasi (COX) nei trombociti. Se da un lato riduce il rischio di trombosi, dall’altro aumenta il rischio di emorragie. E, naturalmente, non solo il sanguinamento del dito tagliato mentre si taglia il pollo. Ma anche di emorragie interne, come l’ictus emorragico. I benefici devono quindi essere attentamente soppesati rispetto ai rischi del suo utilizzo. Attualmente, le linee guida europee sulla prevenzione delle malattie cardiovascolari nella pratica clinica ne sconsigliano l’uso nella prevenzione primaria (anche se questo potrebbe cambiare per alcune popolazioni, come i diabetici) [15].

Un dosaggio comune a questo scopo è di 81 o 100mg al giorno. È difficile fare una raccomandazione generale per il suo uso, anche se si può fare un’argomentazione per coloro che hanno un rischio maggiore (ma forse è saggio interrompere del tutto l’uso di AAS sovraffisiologici in questo caso).

Come nota finale, nelle settimane successive all’interruzione del farmaco vi è un aumento del rischio di eventi trombotici [16, 17]. Pertanto, anche l’assunzione e la sospensione frequente del farmaco sono sconsigliate.

Prima di un eventuale uso, è caldamente consigliato, oltre il parere medico, un controllo accurato dei fattori che regolano la coagulazione: tempo di tromboplastinaparziale attivata (aPTT), tempo di protrombina (PT) Fibrinogeno, D-Dimero, Antitrombina e Inibitore C1 Esterasi.

Struttura cristallina della Nattochinasi di Bacillus subtilis natto.

La Nattochinasi è un enzima digestivo (una proteasi alcalina) presente nel natto, un alimento tradizionale giapponese fermentato. La Nattochinasi ha mostrato effetti fibrolitici diretti sulla fibrina (1g di Nattō equivalente a circa 40CU di plasmina o 1600IU di urochinasi), sul substrato plasmina S-2251 (tasso di 68. 5nmol/min/mL), anche se è stato notato un fallimento della fibrinolisi con il substrato urochinasi S-2444 e il substrato elastasi S-2484. La Nattochinasi, in vitro e nei confronti della fibrina, sembra avere una maggiore attività trombolitica rispetto alla plasmina sierica.[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/][https://www.ncbi.nlm.nih.gov/][https://www.ncbi.nlm.nih.gov/]

Il meccanismo d’azione attualmente ipotizzato è l’inattivazione dell’inibitore 1 dell’attivatore del plasminogeno (PAI-1) che determina un contemporaneo aumento del livello di attivatore del plasminogeno tissutale (tPA). [Questo è stato dimostrato nel siero in seguito all’ingestione orale di Nattochinasi, anche se con una certa variabilità interindividuale (con nattokinase orale a 1.300 mg tre volte al giorno), con un aumento del tPA di breve durata, solo 3 ore dopo la somministrazione orale. L’aumento del tPA, almeno in vitro, è stato osservato con nattokinase trattata termicamente che non ha alcuna attività fibrinolitica intrinseca ed è probabilmente dovuto a peptidi bioattivi.

È stata osservata una diminuzione del fibrinogeno sierico nei ratti alimentati con 2,6mg/g di Nattochinasi nella dieta (tale diminuzione non è stata riscontrata con la Nattochinasi trattata termicamente). L’ingestione orale di Nattochinasi per 2 mesi sembra ridurre il fibrinogeno sierico nell’uomo nell’ordine del 7-10%, con effetti di riduzione simili sul fattore VII (7-14%) e sul fattore VIII (17-19%). Non sono state riscontrate differenze apparenti nell’efficacia tra persone sane, con patologie cardiovascolari o in dialisi.

In vitro, la Nattochinasi mostra proprietà fibrinolitiche dirette che possono degradare la fibrina e ridurre il rischio di complicazioni cardiovascolari. Questo potrebbe però essere un depistaggio meccanicistico, in quanto questa attività diretta si perde con la distruzione dell’enzima (trattamento termico o digestione) e i peptidi della Nattochinasi sembrano aumentare i livelli di attivatore del plasminogeno, che ha anche un effetto fibrinolitico indiretto.
La Nattochinasi ha mostrato per la prima volta la sua efficacia in seguito alla somministrazione orale nei cani, dove il trombo è stato indotto sperimentalmente e gli effetti anti-clottici sono stati confermati tramite angiografia (il coagulo è stato eliminato entro 5 ore dall’ingestione orale). Un piccolo studio condotto su 12 persone a cui sono stati somministrati 12 g di nattō per 2 settimane (seguito da un periodo in cui sono stati ingeriti fagioli di soia bolliti per 2 settimane al posto del nattō) ha osservato che il consumo di nattō era associato a una maggiore attività fibrinolitica; ciò è stato successivamente replicato con un supplemento di Nattochinasi a 1.300mg assunto tre volte al giorno.

Un intervento sull’uomo che ha utilizzato un integratore combinato (Nattochinasi e Picnogenolo) in 186 soggetti ad alto rischio di trombosi venosa profonda prima di un volo di lunga durata (7-8 ore) ha osservato che, mentre cinque persone nel gruppo placebo hanno sperimentato una trombosi venosa profonda e due un trombo superficiale (7,6% del gruppo placebo), nel gruppo di intervento non è stato rilevato alcun trombo. Nel gruppo di intervento è stata rilevata una diminuzione dell’edema (15%), mentre nel gruppo placebo è stato rilevato un aumento (12%).

Non ci sono prove sufficienti sull’uomo che utilizzano la Nattochinasi isolatamente e che valutano la formazione di trombi per raccomandarne l’uso come farmaco anti-clottico, anche se sembra esserci qualche promessa. L’assunzione di nattō con la dieta potrebbe conferire un effetto protettivo simile, secondo uno studio preliminare sull’argomento.

Come per la CardioAspirina, la necessità di utilizzo andrebbe valutata per via esami dei fattori della coagulazione.

Struttura molecolare del IP6

Nota: L’Acido Fitico, un estere diidrogenofosfato sestuplo dell’Inositolo (in particolare dell’isomero myo), chiamato anche Esacisfosfato di Inositolo (IP6) o polifosfato di inositolo, sembra avere effetti positivi sul controllo dell’ematocrito a dosaggi aneddotici di 1-2g/die. Ad oggi, non esiste sufficiente letteratura ad avvalorare l’effettiva efficacia terapeutica di questa molecola.

La flebotomia (salasso) è un modo per ridurre efficacemente l’ematocrito. Un modo per farlo è la donazione di sangue a una banca del sangue. Tuttavia, molti Paesi (e giustamente) limitano il numero di volte in cui è possibile farlo ogni anno. Vi sono paesi dove è limitato a cinque volte l’anno. Questo potrebbe non essere sufficiente a mantenere i valori nel range desiderato, dato che uno studio ha rilevato livelli di emoglobina persistentemente elevati in occasione di visite ripetute in un numero elevato di pazienti TRT che hanno donato il sangue [18]. Se la donazione di sangue non è sufficiente, si può sempre consultare un medico generico per eseguire una flebotomia terapeutica a intervalli più frequenti.

Procedura schematica della flebotomia

Tenete presente che ad ogni donazione di sangue si perde ferro. Di conseguenza, si corre il rischio di esaurire le proprie riserve di ferro e, consequenzialmente, anche l’emoglobina rimarrà molto bassa e si diventerà temporaneamente anemici. È possibile contrastare questo fenomeno integrando il ferro, ma questo riduce drasticamente il tempo necessario all’organismo per recuperare i livelli di emoglobina/ematocrito [19]. (nello studio è stato utilizzato un dosaggio di 37,5mg di ferro elementare al giorno). Pertanto, a intervalli più frequenti, è consigliabile un controllo con analisi del sangue.

Ricordiamoci, inoltre, che una flebotomia non monitorata nei tempi di prelievo può portare a rebound dell’ematocrito con peggioramento del quadro clinico ematico.

Conclusioni:

Abbiamo analizzato le cause del eritrocitosi AAS-indotta. Abbiamo visto come può essere gestita e risolta. Sappiamo che l’uso di anticoagulanti ha senso soprattutto se ci sono alterazioni dei fattori di coagulazione, e che il loro uso non è scevro da effetti avversi potenzialmente nefasti.

Non sarebbe nemmeno da dire, ma visto il livello del lettore medio nel capire i concetti è giusto sottolineare che l’uso di farmaci per ridurre l’eritropoiesi e, di conseguenza, l’ematocrito, come l’Hydroxyruea, l’Interferone alfa-2b, il Ruxolitinib e il Busulfano è caldamente sconsigliato per i possibili e gravi effetti collaterali che questi farmaci danno; e ovviamente perchè, come si è visto, non è necessario utilizzarli in caso di eritrocitosi AAS-indotta.

Gabriel Bellizzi [CEO BioGenTech]

Riferimenti:

  1. Rauf, Abdur, et al. “Hepcidin, an overview of biochemical and clinical properties.” Steroids 160 (2020): 108661.
  2. Barton, James C., Luigi F. Bertoli, and Barry E. Rothenberg. “Peripheral blood erythrocyte parameters in hemochromatosis: evidence for increased erythrocyte hemoglobin content.” Journal of Laboratory and Clinical Medicine 135.1 (2000): 96-104.
  3. Khan, Adnan Aman, et al. “Polycythemia and Anemia in Hereditary Hemochromatosis.” Cureus 12.4 (2020).
  4. Coviello, Andrea D., et al. “Effects of graded doses of testosterone on erythropoiesis in healthy young and older men.” The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 93.3 (2008): 914-919.
  5. Bachman, Eric, et al. “Testosterone suppresses hepcidin in men: a potential mechanism for testosterone-induced erythrocytosis.” The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 95.10 (2010): 4743-4747.
  6. Bachman, Eric, et al. “Testosterone induces erythrocytosis via increased erythropoietin and suppressed hepcidin: evidence for a new erythropoietin/hemoglobin set point.” Journals of Gerontology Series A: Biomedical Sciences and Medical Sciences 69.6 (2014): 725-735.
  7. Bhasin, Shalender, et al. “Testosterone dose-response relationships in healthy young men.” American Journal of Physiology-Endocrinology And Metabolism (2001).
  8. Bhasin, Shalender, et al. “Older men are as responsive as young men to the anabolic effects of graded doses of testosterone on the skeletal muscle.” The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 90.2 (2005): 678-688.
  9. Smit, Diederik L., et al. “Baseline characteristics of the HAARLEM study: 100 male amateur athletes using anabolic androgenic steroids.” Scandinavian journal of medicine & science in sports 30.3 (2020): 531-539.
  10. Tefferi, Ayalew, et al. “Survival and prognosis among 1545 patients with contemporary polycythemia vera: an international study.” Leukemia 27.9 (2013): 1874-1881.
  11. Bell, Elizabeth J., et al. “Lifetime risk of venous thromboembolism in two cohort studies.” The American journal of medicine 129.3 (2016): 339-e19.
  12. Brækkan, Sigrid K., et al. “Hematocrit and risk of venous thromboembolism in a general population. The Tromsø study.” haematologica 95.2 (2010): 270.
  13. Warny, Marie, et al. “Arterial and venous thrombosis by high platelet count and high hematocrit: 108 521 individuals from the Copenhagen General Population Study.” Journal of Thrombosis and Haemostasis 17.11 (2019): 1898-1911.
  14. Baigent, Colin, et al. “Aspirin in the primary and secondary prevention of vascular disease: collaborative meta-analysis of individual participant data from randomised trials.” Lancet 373.9678 (2009): 1849-1860.
  15. F. Hobbs, M. Piepoli, A. Hoes, S. Agewall, C. Albus, C. Brotons, A. Catapano, M. Cooney, U. Corra, B. Cosyns, et al. 2016 european guidelines on cardiovascular disease prevention in clinical practice. European Heart Journal, 37(29):2315–2381, 2016.
  16. M. Lordkipanidzé, J. G. Diodati, and C. Pharand. Possibility of a rebound phenomenon following antiplatelet therapy withdrawal: a look at the clinical and pharmacological evidence. Pharmacology & therapeutics, 123(2):178–186, 2009.
  17. L. A. G. Rodríguez, L. C. Soriano, C. Hill, and S. Johansson. Increased risk of stroke after discontinuation of acetylsalicylic acid a uk primary care study. Neurology, pages WNL–0b013e31820d62b5, 2011
  18. B. Chin-Yee, A. Lazo-Langner, T. Butler-Foster, C. Hsia, and I. Chin-Yee. Blood donation and testosterone replacement therapy. Transfusion, 57(3):578–581, 2017
  19. Kiss, Joseph E., et al. “Oral iron supplementation after blood donation: a randomized clinical trial.” Jama 313.6 (2015): 575-583.

uso degli inibitori della PDE-5 nel bodybuilding.

Introduzione:

Nel 1986 i ricercatori hanno svolto studi approfonditi sull’ossido nitrico (NO), un potente vasodilatatore che può migliorare la circolazione e la salute del cuore. I ricercatori della Pfizer iniziarono a sperimentare farmaci chiamati inibitori della PDE-5 che potenziano e perpetuano gli effetti di dilatazione dei vasi sanguigni dell’NO.

Il loro obiettivo, all’epoca, era quello di trovare un trattamento per l’angina. Il primo farmaco fu il Sildenafil citrato, ma le sperimentazioni dimostrarono che la sua efficacia nel trattamento della patologia era modesta.
Tuttavia, i ricercatori hanno iniziato a esaminare le note che descrivevano gli effetti collaterali del farmaco. Ed ecco che molti soggetti hanno riferito di aver sperimentato erezioni durature. Pfizer cambiò rapidamente marcia e avviò studi pilota sugli effetti del Sildenafil citrato sulla disfunzione erettile. Il Viagra, nome commerciale del Sildenafil, fu presto approvato dalla FDA.

Non sono gli anziani hanno beneficiato di questo effetto. Infatti, uomini più giovani si sono affezionati al farmaco, come hanno fatto con i suoi cugini Cialis [Tadalafil] e Levitra [Vardenafil], perché i farmaci in questione aiutavano a gestire l’ansia da prestazione e riducevano i tempi morti tra un episodio sessuale e l’altro.

Confronto tra le strutture di cGMP, Sildenafil e altri inibitori della PDE5.
a | Il substrato nativo, cGMP. b | Sildenafil. c | Vardenafil e Tadalafil. cGMP, guanosina monofosfato ciclico; PDE-5, fosfo-diesterasi di tipo 5.

Ma ci sono altri motivi per cui gli uomini potrebbero usare questa classe di farmaci. Non sono solo legati alla salute sessuale, ma anche al Bodybuilding. Infatti, ci sono prove sufficienti per sostenere l’idea di assumere questi farmaci ogni giorno, come qualsiasi altro integratore ritenuto “base” nella preparazione di un bodybuilder.

Caratteristiche dei PDE-5 inibitori:

Un inibitore della fosfodiesterasi di tipo 5 (inibitore della PDE-5) è un farmaco vasodilatatore che agisce bloccando l’azione degradativa della fosfodiesterasi di tipo 5 (PDE-5) specifica per il cGMP sul GMP ciclico nelle cellule muscolari lisce che rivestono i vasi sanguigni che riforniscono vari tessuti. Questi farmaci dilatano i corpi cavernosi del pene, facilitando l’erezione con la stimolazione sessuale, e sono utilizzati nel trattamento della disfunzione erettile (DE). Il Sildenafil è stato il primo trattamento orale efficace disponibile per la DE. Poiché la PDE-5 è presente anche nella muscolatura liscia delle pareti delle arteriole polmonari, due inibitori della PDE-5, il Sildenafil e il Tadalafil, sono approvati dalla FDA per il trattamento dell’ipertensione polmonare. Dal 2019 si stanno apprezzando i più ampi benefici cardiovascolari degli inibitori della PDE-5.[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/]

Schema della via dell’Ossido Nitrico (NO)/guanosina monofosfato ciclico (cGMP)/ nucleotide ciclico fosfodiesterasi 5 (PDE-5) e del sito d’azione degli inibitori della PDE-5.

Parte del processo fisiologico di vasodilatazione prevede il rilascio di ossido nitrico (NO) da parte delle cellule endoteliali vascolari, che poi si diffonde alle vicine cellule muscolari lisce vascolari. Lì, l’NO attiva la guanilato ciclasi solubile che converte la guanosina trifosfato (GTP) in guanosina monofosfato ciclico (cGMP), il principale effettore del sistema. Ad esempio, nel pene, il rilascio di NO ad alti livelli dalle cellule endoteliali e dai nervi penieni durante la stimolazione sessuale porta al rilassamento della vascolarizzazione liscia dei corpi cavernosi, causando una vasocongestione e un’erezione prolungata.[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/]

Gli inibitori della PDE-5 prolungano l’azione del cGMP inibendo la sua degradazione da parte dell’enzima PDE-5, presente in tutto il corpo. Nel pene, gli inibitori della PDE-5 potenziano gli effetti del cGMP per prolungare l’erezione e aumentare la soddisfazione sessuale, mentre nel muscolo scheletrico aumentano l’iperemia del tessuto per via della vasodilatazione.[https://www.nejm.org/] Tuttavia, gli inibitori della PDE-5 non provocano erezioni senza stimolazione sessuale.

Oltre agli effetti emodinamici, gli inibitori della PDE-5 hanno dimostrato in diversi esperimenti proprietà antinfiammatorie, antiossidanti, antiproliferative e metaboliche.[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/] Ma sono ovviamente necessari studi più ampi e a lungo termine per stabilirne l’efficacia e la sicurezza rispetto ad altri farmaci in altre patologie.

Quindi l’uso di questa classe di farmaci nel Bodybuilding si limita al classico trattamento per la disfunzione erettile e il pompaggio muscolare? Non esattamente.

Sicuramente, il potenziale additivo dei PDE-5 inibitori per lo stimolo massimo del “pump”, in specie in combinazione con Citrullina, nel pre-palco può incidere positivamente sugli ultimi ritocchi del “look” dell’atleta. Ricordo inoltre che un maggiore afflusso di sangue al tessuto muscolare significa un migliore pompaggio dato dall’esercizio contro-resistenza e un maggiore afflusso di sostanze nutritive ai muscoli, il che è positivo per la performance, il recupero e la crescita muscolare.

Ma i potenziali non si fermano qui:

Tadalafil
  • Uno studio del 2005 ha rilevato che dosi di Tadalafil da 10 e 20mg, assunte in media 10 volte al mese, riducevano significativamente i livelli di Estradiolo, ma solo negli uomini che non avevano troppo grasso corporeo – quelli con un IMC inferiore a 27 (1). Gli uomini con più grasso corporeo hanno livelli di Aromatasi più elevati e convertono maggiormente il Testosterone in Estradiolo, indipendentemente dal Tadalafil assunto.
  • Uno studio sugli effetti del Sildenafil su 140 uomini con un basso livello di Testosterone, di età compresa tra i 40 e i 70 anni, ha rilevato che il farmaco ha aumentato i livelli di Testosterone di circa 100 punti (2). Sebbene una parte di questo aumento dell’ormone maschile possa essere dovuta alla mancata conversione in Estradiolo di una parte del Testosterone, una percentuale di questo aumento sembra derivare anche da una maggiore produzione di Testosterone da parte dei testicoli.
  • Il Sildenafil riduce lo stress ossidativo indotto dal diabete e migliora la sensibilità all’Insulina. (3) Questo esperimento, a differenza degli altri, è stato condotto sui ratti, ma è probabile che funzioni in modo simile anche nell’uomo.

Inoltre:

Sildenafil

Sildenafil e crescita muscolare:

L’ipotesi che i farmaci che influenzano il flusso sanguigno possano essere utili per la crescita muscolare negli adulti più anziani, ha spinto il Dipartimento di Medicina Interna dell’Università del Texas Medical Branch ha condurre uno studio.

Time-line dello studio

Secondo i ricercatori, le riduzioni della funzione muscolare scheletrica si verificano nel corso di un invecchiamento sano, ma anche con la sedentarietà o con diverse malattie come il cancro, la distrofia muscolare e l’insufficienza cardiaca. Tuttavia, non esistono terapie farmacologiche accettate per migliorare la funzione muscolare scheletrica compromessa.

L’ossido nitrico può influenzare la funzione del muscolo scheletrico attraverso effetti sull’accoppiamento eccitazione-contrazione, sulla funzione miofibrillare, sulla perfusione e sul metabolismo.

I soggetti dello studio erano di mezza età, non allenati e per lo più in sovrappeso, e dovevano assumere un’integrazione giornaliera di Sildenafil per otto giorni, mentre si è analizzato l’effetto sulla sintesi proteica muscolare (il processo che guida la crescita muscolare) e sulla funzione muscolare rispetto a un placebo.

Lo studio ha dimostrato che l’aumento della segnalazione dell’ossido nitrico-guanosina monofosfato ciclico mediante la somministrazione giornaliera a breve termine dell’inibitore della fosfodiesterasi 5, il Sildenafil, aumenta la sintesi proteica, altera l’espressione proteica e la nitrosilazione e riduce la fatica nel muscolo scheletrico umano.

Questi risultati suggeriscono che gli inibitori della fosfodiesterasi 5 rappresentano un valido intervento farmacologico per migliorare la funzione muscolare.
Ciò che è stato rilevato, infatti, è che Il Sildenafil aumenta la sintesi proteica muscolare e riduce l’affaticamento muscolare.

Effetti del trattamento con Sildenafil sulla funzione muscolare scheletrica. (A) Forza isometrica degli estensori del ginocchio (percentuale media del giorno di riferimento ± errore standard (SE)) dopo 8 giorni di trattamento, determinata con la dinamometria. (B) Forza isocinetica (120° al secondo) degli estensori del ginocchio (percentuale media del giorno di riferimento ± SE) dopo 8 giorni di trattamento, determinata con la dinamometria. (C) Ripetizioni riuscite (percentuale media del giorno di riferimento ± SE) durante contrazioni isocinetiche affaticanti (120° al secondo) dopo 8 giorni di trattamento. *p = 0,016 rispetto al placebo, t-test non accoppiato, N = 6 placebo, 5 sildenafil. Il numero individuale di ripetizioni riuscite prima (pre) e dopo (post) il trattamento per i soggetti che hanno ricevuto il placebo (pannello superiore) e il Sildenafil (pannello inferiore) è mostrato a destra.
Effetti del trattamento con Sildenafil sul proteoma del muscolo scheletrico. (A) Sintesi proteica del muscolo scheletrico (media ± SE) dopo 8 giorni di trattamento, determinata utilizzando l’approccio precursore-prodotto per determinare il tasso di sintesi frazionale. *p = 0,004 rispetto al placebo, t-test non accoppiato, N = 6 placebo, 5 Sildenafil. Percorsi canonici (B) e funzionali (C) influenzati in modo differenziato da sildenafil e placebo, determinati utilizzando l’Ingenuity Pathways Analysis (IPA) dell’espressione proteica in campioni di biopsia del muscolo scheletrico (sono mostrati i 6 percorsi principali). Percorsi canonici (D) e funzionali (E) influenzati in modo differenziato dal Sildenafil e dal placebo, determinati utilizzando l’IPA della S-nitrosilazione delle proteine nei campioni di biopsia del muscolo scheletrico (sono indicati i sei percorsi principali).

L’affaticamento del muscolo scheletrico nel primo giorno di trattamento non era statisticamente diverso dal basale o diverso tra i gruppi di trattamento. Tuttavia, gli scienziati hanno ammesso che dopo otto giorni di trattamento, i soggetti del gruppo Sildenafil hanno completato un numero significativamente maggiore di ripetizioni di successo rispetto al basale in rapporto a quelli che hanno ricevuto il placebo durante contrazioni isocinetiche massimali ripetute.

Essendo un farmaco già approvato e con un eccellente record di sicurezza, i risultati di questo studio suggeriscono che il Sildenafil, e possibilmente altri inibitori della fosfodiesterasi 5, rappresenta una potenziale strategia farmacologica per migliorare la funzione del muscolo scheletrico.

Jeff Nippard


Jeff Nippard, un famoso blogger di fitness su YouTube, ha cercato di mettere le cose in chiaro. Per prima cosa ha contattato Jorn Tromellen, ricercatore sul metabolismo muscolare. Tromellen ha rivelato che in realtà i risultati sono meno impressionanti di quanto sembri. Il Sildenafil non è paragonabile agli AAS, ovviamente, in quanto quando si assume il Sildenafil la sintesi proteica aumenta nel giro di un’ora o due. Mentre gli AAS la stimolano in modo significativo (vedi attività genomica) per tutta la vita attiva del farmaco.

Tuttavia, questo non era sufficiente per Nippard, così si è rivolto a colui che ha effettivamente usato il Sildenafil: il compianto John Meadows.

John Meadows

Meadows ha fatto uso di Sildenafil per tutta la sua carriera agonistica. La prima cosa che ha ammesso è che il livello “di lavoro” del Sildenafil dipendono dalla quantità di cibo presente nello stomaco.

Lui ammette che, gli atleti lo usano prevalentemente per avere più “pump” prima di salire sul palco.

Poi Meadows ha confrontato le sensazioni generali dopo l’assunzione di Testosterone e Sildenafil e, ovviamente, non sono neanche lontanamente paragonabili. Considero questa deduzione al pari dell’affermazione secondo cui l’uomo non possa respirare sottacqua senza attrezzatura apposita… banalità…

La verità è che questo studio ha lasciato ancora più domande rispetto a prima. I risultati sembrano molto promettenti, ma rimangono ancora alcune perplessità.

Lo studio è stato condotto su persone non allenate. Quindi la prima domanda è: Funzionerebbe anche su soggetti più giovani e/o allenati?.

E ancora: sappiamo che avviene un aumento della sintesi proteica, ma non è chiaro se ciò sia a carico delle fibre miofibrillari o di altri tessuti.

Possibili effetti avversi dall’uso di inibitori del PDE-5:

Tutti gli inibitori della PDE-5 sono generalmente ben tollerati.[1] La comparsa di effetti collaterali, o reazioni avverse al farmaco (ADR), con gli inibitori della PDE-5 dipende dalla dose e dal tipo di agente.[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/] La cefalea è una ADR molto comune, che si verifica nel >10% dei pazienti. Altre ADR comuni sono: vertigini, vampate di calore, dispepsia, congestione nasale o rinite.[6] Anche il mal di schiena e i dolori muscolari sono più comuni nei pazienti che assumono Tadalafil.[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/]

Nel 2007, la Food and Drug Administration (FDA) statunitense ha annunciato l’aggiunta di un’avvertenza sulla possibile perdita improvvisa dell’udito alle etichette dei farmaci inibitori della PDE-5.[https://www.fda.gov/]

Dal 2007 sono emerse prove che suggeriscono che gli inibitori della PDE-5 possono causare una neuropatia ottica anteriore,[https://doi.org/1] anche se l’aumento del rischio assoluto è piccolo.[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/]

Infine, si teme che gli inibitori della PDE-5 possano aumentare il rischio di mortalità neonatale nelle donne in gravidanza, e sono stati sospesi gli studi sull’uso dei farmaci per la restrizione della crescita fetale.[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/]

Gli inibitori della PDE5 sono metabolizzati principalmente dal sistema enzimatico del citocromo P450, in particolare dal CYP3A4. Esiste la possibilità di interazioni avverse con altri farmaci che inibiscono o inducono il CYP3A4, tra cui gli inibitori della proteasi dell’HIV, il Ketoconazolo e l’Itraconazolo,[Australian Medicines Handbook 2006.] anche se la co-somministrazione non è stata collegata a cambiamenti nella sicurezza o nell’efficacia di entrambi gli agenti. [La combinazione con nitrovasodilatatori come la nitroglicerina e il PETN è controindicata perché può verificarsi ipotensione potenzialmente pericolosa per la vita.[Haberfeld H, ed. (2009). Austria-Codex (in German) (2009/2010 ed.). Vienna: Österreichischer Apothekerverlag.] Gli inibitori della PDE5 non interagiscono sinergicamente con altri farmaci antipertensivi.[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/]

Conclusioni:

L’uso sporadico di questi farmaci (meno di 8-10 volte al mese) potrebbe non conferire effetti duraturi sulla salute. Tuttavia, il Tadalafil è approvato per l’uso una volta al giorno ed è ragionevole pensare che i pazienti, giovani o anziani, che hanno una tale prescrizione e lo usano ogni giorno, stiano raccogliendo alcuni, se non tutti, i benefici di cui sopra.

Tuttavia, se ulteriori ricerche confermeranno o aggiungeranno ulteriori elementi positivi all’elenco, potremmo arrivare al punto in cui i medici raccomanderanno quasi universalmente l’uso pressoché quotidiano di questi farmaci.

Per il momento, l’applicazione del Sildenafil nel Bodybuilding si è dimostrata più redditizia come “NO booster” potenziato e coadiuvato dalla Citrullina sia come mezzo per aumentare marcatamente il “pump” sul palco e sia per aumentare l’afflusso ematico nei muscoli (vedi ossigeno e nutrienti) durante il workout.

Diversamente, piccole dosi di Tadalafil possono garantire un contenuto controllo estrogenico in soggetti con body fat contenute, senza il rischio di incorrere il alterazioni lipidiche ematiche.

Gabriel Bellizzi [CEO BioGenTech]

Riferimenti:

  1. Greco EA et al. Testosterone:Estradiol ratio changes associated with long-term tadalafil administration: a pilot study. J Sex Med. 2006 Jul;3(4):716-722. PubMed.
  2. Spitzer M et al. Sildenafil increases serum testosterone levels by a direct action on the testes. Andrology. 2013 Nov;1(6):913-8. PubMed.
  3. Milani E et al. Reduction of diabetes-induced oxidative stress by phos- phodiesterase inhibitors in rats. Comp Biochem Physiol C Toxicol Pharmacol. 2005 Feb;140(2):251-5. PubMed.