Un secolo di Insulina: Storia, sviluppi e peculiarità di un peptide incompreso[1° parte].

Introduzione:

Uno dei farmaci più incompresi e discussi nel BodyBuilding è sicuramente l’Insulina. Ciò è dovuto dal fatto che non esiste una vera scienza che funga da base per le modalità in cui i bodybuilder possano utilizzarla con criterio. Questo fa sì che tutte le conoscenze in possesso della maggior parte dei culturisti sull’uso dell’Insulina siano nulla più che “broscience”. Usando il termine “broscience” non intendo screditare una certa forma di conoscenza esperienziale. Infatti essa, se correttamente intesa nei suoi limiti, ha una certa importanza tanto che a volte capita che alcuni intuitivi atleti siano in grado di scoprire dettagli prima che questi vengano catalogati dalla letteratura scientifica e possono avere ragione anche quando la ricierca scientifica pecca nel design degli studi in cui vuole dimostrare una tesi (Holt 2009). Ma spesso e volentieri quello che i bodybuilder dicono sull’Insulina è una vera e propria stronzata. La pratica dell’uso di Insulina da parte dei bodybuilder si basa su un mucchio di studi mal intesi e su un mucchio di dicerie da guru che parlano di spiegazioni dal sapore pseudo-scientifico. Pochi di questi soggetti hanno una formazione scientifica o medica, per non parlare della competenza in endocrinologia. Alcuni di loro non hanno la minima idea di cosa stiano parlando, ma si comportano come se l’avessero. Come si fa a sapere a chi dare retta? Semplice! Conoscendo l’Insulina dalle basi alla pratica!

Ho quindi deciso, visto anche il centenario della sua scoperta, di scrivere una serie di articoli attraverso i quali vi accompagnerò lungo un secolo di storia dell’Insulina, dal suo isolamento alla sua applicazione medica passando, infine, al suo uso nel BodyBuilding.

In questa prima parte vedremo il lato accademico dell’Insulina…

Tanto tempo fa, tra due continenti…:

Nel 1869, studiando la struttura del pancreas al microscopio, Paul Langerhans, studente di medicina a Berlino, identificò alcuni ammassi di tessuto precedentemente inosservati, sparsi nella maggior parte del pancreas.[1] La funzione di questi “mucchietti di cellule”, in seguito noti come isolotti di Langerhans, rimase inizialmente sconosciuta, ma Édouard Laguesse suggerì in seguito che potessero produrre secrezioni che svolgono un ruolo regolatore nella digestione.[2] Anche il figlio di Paul Langerhans, Archibald, contribuì a comprendere questo ruolo regolatore.

Paul Langerhans (25 luglio 1847 – 20 luglio 1888) è stato un patologo, fisiologo e biologo tedesco, a cui si deve la scoperta delle cellule che secernono Insulina, che da lui prendono il nome di isole di Langerhans.

Nel 1889, il medico Oskar Minkowski, in collaborazione con Joseph von Mering, rimosse il pancreas da un cane sano per verificare il suo presunto ruolo nella digestione. Analizzando l’urina, trovarono dello zucchero, stabilendo per la prima volta una relazione tra il pancreas e il diabete. Nel 1901, un altro passo importante fu compiuto dal medico e scienziato americano Eugene Lindsay Opie, quando isolò il ruolo del pancreas alle isole di Langerhans: “Il diabete mellito, quando è il risultato di una lesione del pancreas, è causato dalla distruzione delle isole di Langerhans e si verifica solo quando questi corpi sono in parte o completamente distrutti”.[3][4][5]

Oskar Minkowski (13 gennaio 1858 – 18 luglio 1931) è stato un medico e fisiologo tedesco, titolare di una cattedra all’Università di Breslau e famoso soprattutto per le sue ricerche sul diabete. Era fratello del matematico Hermann Minkowski e padre dell’astrofisico Rudolph Minkowski.

Nei due decenni successivi i ricercatori fecero diversi tentativi di isolare le secrezioni delle isole pancreatiche. Nel 1906 George Ludwig Zuelzer ottenne un parziale successo nel trattamento di cani con estratti pancreatici, ma non fu in grado di continuare il suo lavoro. Tra il 1911 e il 1912, E.L. Scott dell’Università di Chicago sperimentò estratti acquosi di pancreas e notò “una leggera diminuzione della glicosuria”, ma non riuscì a convincere il suo direttore del valore del suo lavoro, che venne interrotto. Israel Kleiner dimostrò effetti simili alla Rockefeller University nel 1915, ma la Prima Guerra Mondiale interruppe il suo lavoro e non lo riprese.[6]

Georg Ludwig Zülzer (10 aprile 1870 a Berlino;16 ottobre 1949 a New York) è stato un medico internista tedesco che ha condotto ricerche nel campo del trattamento del diabete mellito. Sulla base della scoperta di Oskar Minkowski, alla fine del XIX secolo, che l’asportazione del pancreas nei cani scatenava il diabete mellito di tipo I, all’inizio del XX secolo Georg Ludwig Zülzer condusse esperimenti sull’uso di estratti di pancreas per il trattamento del diabete.

Nel 1916, Nicolae Paulescu sviluppò un estratto acquoso di pancreas che, iniettato in un cane diabetico, aveva un effetto normalizzante sui livelli di zucchero nel sangue. Dovette interrompere i suoi esperimenti a causa della Prima Guerra Mondiale e nel 1921 scrisse quattro articoli sul suo lavoro svolto a Bucarest e sui suoi test su un cane diabetico. Più tardi, nello stesso anno, pubblicò “Research on the Role of the Pancreas in Food Assimilation”.[7][8]

Nicolae Constantin Paulescu (30 ottobre 1869 (O.S.) – 17 luglio 1931) è stato un fisiologo, professore di medicina e politico rumeno, famoso soprattutto per i suoi lavori sul diabete, tra cui il brevetto della pancreina (un estratto pancreatico contenente Insulina). La “pancreina” era un estratto di pancreas bovino in soluzione salina, dopo di che alcune impurità venivano rimosse con acido cloridrico e idrossido di sodio. Paulescu fu anche cofondatore, insieme ad A. C. Cuza, dell’Unione Nazionale Cristiana e successivamente della Lega di Difesa Nazionale Cristiana in Romania. È stato anche un membro di spicco della Guardia di Ferro.

Il nome “Insulin” fu coniato da Edward Albert Sharpey-Schafer nel 1916 per un’ipotetica molecola prodotta dalle isole pancreatiche di Langerhans (in latino insula per isolotto o isola) che controlla il metabolismo del glucosio. All’insaputa di Sharpey-Schafer, Jean de Meyer aveva introdotto il termine molto simile “Insulina” nel 1909 per la stessa molecola.[9][10]

Sir Edward Albert Sharpey-Schafer (2 giugno 1850 – 29 marzo 1935) è stato un fisiologo inglese. È considerato un fondatore dell’endocrinologia: nel 1894 scoprì e dimostrò l’esistenza dell’adrenalina insieme a George Oliver e coniò il termine “endocrino” per le secrezioni delle ghiandole non duttili. Il metodo di respirazione artificiale di Schafer prende il nome da lui.
Schafer coniò il termine “insulin” dopo aver teorizzato che l’assenza di una singola sostanza prodotta dal pancreas fosse responsabile del diabete mellito.

Nell’ottobre del 1920, il canadese Frederick Banting giunse alla conclusione che le secrezioni digestive studiate originariamente da Minkowski stavano disgregando il secreto delle isole, rendendone impossibile l’estrazione. Chirurgo di formazione, Banting sapeva che l’ostruzione del dotto pancreatico avrebbe portato all’atrofia della maggior parte del pancreas, lasciando intatte le isole di Langerhans. Pensò che si sarebbe potuto ricavare un estratto relativamente puro dalle isole una volta che la maggior parte del resto del pancreas fosse stata eliminata. Si appuntò una nota: “Legare i dotti pancreatici del cane. Mantenere i cani in vita finché gli acini non degenerano lasciando gli isolotti. Cercare di isolare la secrezione interna di questi ultimi e alleviare la glicosuria.”[11][12]

Sir Frederick Grant Banting (14 novembre 1891 – 21 febbraio 1941), scienziato, medico, pittore e premio Nobel noto come co-scopritore dell’Insulina e del suo potenziale terapeutico.

Nella primavera del 1921, Banting si recò a Toronto per spiegare la sua idea a J.J.R. Macleod, professore di fisiologia all’Università di Toronto. Macleod era inizialmente scettico, poiché Banting non aveva un background di ricerca e non conosceva la letteratura più recente, ma accettò di mettere a disposizione di Banting uno spazio di laboratorio per testare le sue idee. Macleod fece anche in modo che due studenti universitari fossero gli assistenti di laboratorio di Banting quell’estate, ma Banting aveva bisogno di un solo assistente di laboratorio. Charles Best e Clark Noble lanciarono una moneta; Best vinse il lancio e prese il primo turno. Ciò si rivelò sfortunato per Noble, poiché Banting tenne Best per tutta l’estate e alla fine divise con Best metà del premio Nobel e il merito della scoperta.[13] Il 30 luglio 1921, Banting e Best riuscirono a isolare con successo un estratto (“isleton”) dalle isole di un cane e lo iniettarono in un cane diabetico, scoprendo che l’estratto riduceva la glicemia del 40% in 1 ora.[14][12]

Charles Herbert Best (27 febbraio 1899 – 31 marzo 1978) è stato uno scienziato medico americano-canadese, uno dei co-scopritori dell’insulina insieme al collega Banting.

Banting e Best presentarono i loro risultati a Macleod al suo ritorno a Toronto nell’autunno del 1921, ma Macleod sottolineò i difetti del disegno sperimentale e suggerì di ripetere gli esperimenti con un maggior numero di cani e con attrezzature migliori. Trasferì Banting e Best in un laboratorio migliore e iniziò a pagare a Banting uno stipendio con le sue borse di ricerca. Alcune settimane dopo, anche la seconda serie di esperimenti fu un successo e Macleod contribuì a pubblicare i risultati privatamente a Toronto nel novembre dello stesso anno. Bloccato dal lungo compito di legare i cani ai condotti pancreatici e di aspettare diverse settimane per estrarre l’Insulina, Banting ebbe l’idea di estrarre l’Insulina dal pancreas di un vitello fetale, che non aveva ancora sviluppato le ghiandole digestive. A dicembre, riuscirono a estrarre l’insulina anche dal pancreas di una mucca adulta. Macleod interruppe tutte le altre ricerche nel suo laboratorio per concentrarsi sulla purificazione dell’Insulina. Invitò il biochimico James Collip ad aiutarlo in questo compito e il team si sentì pronto per un test clinico entro un mese.[12]

John James Rickard Macleod (6 settembre 1876 – 16 marzo 1935) è stato un biochimico e fisiologo britannico. Ha dedicato la sua carriera a diversi argomenti di fisiologia e biochimica, ma si è interessato soprattutto al metabolismo dei carboidrati. È noto per il suo ruolo nella scoperta e nell’isolamento dell’Insulina durante il suo incarico di docente all’Università di Toronto, per il quale ricevette, insieme a Frederick Banting, il premio Nobel per la fisiologia o la medicina nel 1923. L’assegnazione del premio a Macleod fu all’epoca controversa, perché secondo la versione dei fatti di Banting, il ruolo di Macleod nella scoperta era trascurabile. Solo decenni dopo gli eventi, una revisione indipendente ha riconosciuto un ruolo molto più importante di quello attribuitogli all’inizio.

L’11 gennaio 1922, Leonard Thompson, un quattordicenne diabetico che giaceva in fin di vita al Toronto General Hospital, ricevette la prima iniezione di insulina.[15][16][17][18] Tuttavia, l’estratto era così impuro che Thompson ebbe una grave reazione allergica e le ulteriori iniezioni furono annullate. Nei 12 giorni successivi, Collip lavorò giorno e notte per migliorare l’estratto di pancreas di bue. Una seconda dose fu iniettata il 23 gennaio, eliminando la glicosuria tipica del diabete senza causare effetti collaterali evidenti. La prima paziente americana fu Elizabeth Hughes, figlia del Segretario di Stato americano Charles Evans Hughes.[19][20] Il primo paziente trattato negli Stati Uniti fu il futuro artista di xilografie James D. Havens;[21] il dottor John Ralston Williams importò l’Insulina da Toronto a Rochester, New York, per trattare Havens.[22]

Leonard Thompson (17 luglio 1908 – 20 aprile 1935) è la prima persona ad aver ricevuto un’iniezione di Insulina come trattamento per il diabete di tipo I.

Banting e Best non lavorarono mai bene con Collip, considerandolo una specie di intruso, e Collip lasciò il progetto poco dopo. Nella primavera del 1922, Best riuscì a migliorare le sue tecniche al punto da poter estrarre grandi quantità di Insulina su richiesta, ma la preparazione rimase impura. L’azienda farmaceutica Eli Lilly and Company aveva offerto assistenza non molto tempo dopo le prime pubblicazioni del 1921, e in aprile accettò l’offerta della Lilly. A novembre, il capo chimico della Lilly, George B. Walden, scoprì la precipitazione isoelettrica e fu in grado di produrre grandi quantità di Insulina altamente purificata. Poco dopo, l’Insulina fu messa in vendita al pubblico.

Cartella per Elizabeth Hughes Autore: Hughes, Elizabeth Evans Luogo/Data: [Toronto], 16 agosto 1922 Descrizione fisica: 1 carta 28 x 22 cm. Scopo e contenuto: Si tratta di una tabella utilizzata per tenere traccia del sangue, delle urine, della dieta in grammi e delle prescrizioni dietetiche in grammi. Si tratta di una pagina compilata a mano. Il grafico mostra che il 3 settembre la Hughes aveva preso 9 chili rispetto alla prima iniezione di Insulina del 17 agosto. Raccolta: Banting Posizione: MS. COLL. 76 (Banting), Box 8A, Folder 25B Fonte del titolo: Titolo basato sul contenuto della carta. Nota generale: le annotazioni sono di mano di Elizabeth Hughes. Si tratta di un campione dei moduli utilizzati per annotare le sue condizioni mediche da quando le fu diagnosticato il diabete. Informazioni sui diritti: Nessuna restrizione di accesso nota Deposito: Thomas Fisher Rare Book Library, Università di Toronto, Toronto, Ontario Canada, M5S 1A5, library.utoronto.ca/fisher Collezione: Parte della collezione Discovery and Early Development of Insulin link.library.utoronto.ca/insulin/

Verso la fine del gennaio 1922, le tensioni tra i quattro “co-scopritori” dell’insulina aumentarono e Collip minacciò brevemente di brevettare separatamente il suo processo di purificazione. John G. FitzGerald, direttore dell’istituzione sanitaria pubblica non commerciale Connaught Laboratories, intervenne quindi come paciere. L’accordo del 25 gennaio 1922 stabilì due condizioni fondamentali: 1) i collaboratori avrebbero firmato un contratto in cui si impegnavano a non sottoscrivere un brevetto con un’azienda farmaceutica commerciale durante un periodo iniziale di lavoro con Connaught; e 2) non sarebbero stati permessi cambiamenti nella politica di ricerca se non prima discussi tra FitzGerald e i quattro collaboratori.[23] Ciò contribuì a contenere il disaccordo e a vincolare la ricerca al mandato pubblico di Connaught.

John Gerald “Gerry” FitzGerald (9 dicembre 1882 a Drayton, Ontario – 20 giugno 1940) è stato un medico canadese e specialista della salute pubblica che ha contribuito in modo determinante al controllo della difterite, prima producendo e distribuendo gratuitamente l’antitossina e poi, nel 1924, utilizzando la produzione di massa per consentire l’uso diffuso del vaccino ideato da Gaston Ramon.

Inizialmente, Macleod e Banting erano particolarmente riluttanti a brevettare il loro processo per l’Insulina per motivi di etica medica. Tuttavia, rimaneva il timore che un terzo privato potesse dirottare e monopolizzare la ricerca (come aveva lasciato intendere Eli Lilly and Company[24]) e che sarebbe stato difficile garantire una distribuzione sicura senza una capacità di controllo della qualità. A tal fine, Edward Calvin Kendall fornì preziosi consigli. Egli aveva isolato la Tiroxina presso la Mayo Clinic nel 1914 e aveva brevettato il processo attraverso un accordo tra lui, i fratelli Mayo e l’Università del Minnesota, trasferendo il brevetto all’università pubblica.[25] Il 12 aprile, Banting, Best, Collip, Macleod e FitzGerald scrissero congiuntamente al presidente dell’Università di Toronto per proporre un accordo simile con l’obiettivo di assegnare un brevetto al Board of Governors dell’università.[26] La lettera sottolineava che:[27]
Il brevetto non sarebbe stato utilizzato per nessun altro scopo se non quello di impedire il conseguimento di un brevetto da parte di altre persone. Quando i dettagli del metodo di preparazione saranno pubblicati, chiunque sarà libero di preparare l’estratto, ma nessuno potrà assicurarsi un monopolio redditizio.

Edward Calvin Kendall (8 marzo 1886 – 4 maggio 1972) è stato un chimico americano. Nel 1950, Kendall ricevette il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina insieme al chimico svizzero Tadeusz Reichstein e al medico della Mayo Clinic Philip S. Hench, per il loro lavoro sugli ormoni della ghiandola surrenale. Kendall non si concentrò solo sulle ghiandole surrenali, ma fu anche responsabile dell’isolamento della Tiroxina, un ormone della ghiandola tiroidea, e collaborò con il team che cristallizzò il Glutatione e ne identificò la struttura chimica.

La cessione al Consiglio superiore dell’Università di Toronto fu completata il 15 gennaio 1923, con il pagamento simbolico di 1 dollaro.[28] L’accordo è stato giudicato da The World’s Work del 1923 come “un passo avanti nell’etica medica”.[29] Ha ricevuto molta attenzione da parte dei media anche negli anni 2010 per quanto riguarda la questione dell’assistenza sanitaria e dell’accessibilità dei farmaci.

A seguito di ulteriori preoccupazioni riguardanti i tentativi di Eli Lilly di brevettare separatamente parti del processo di produzione, il vicedirettore di Connaught e capo della divisione Insulina Robert Defries ha stabilito una politica di pooling dei brevetti che avrebbe richiesto ai produttori di condividere liberamente qualsiasi miglioramento del processo di produzione senza compromettere l’accessibilità dei farmaci.[30]

Nel 1923 il comitato del Premio Nobel attribuì l’estrazione pratica dell’Insulina a un team dell’Università di Toronto e assegnò il Premio Nobel a due uomini: Frederick Banting e J.J.R. Macleod.[31] Essi ricevettero il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina nel 1923 per la scoperta dell’Insulina. Banting, incredulo per la mancata menzione di Best,[32] condivise il premio con lui, mentre Macleod condivise immediatamente il suo con James Collip. Il brevetto dell’Insulina fu venduto all’Università di Toronto per un dollaro.

Altri due premi Nobel sono stati assegnati per lavori sull’Insulina. Il biologo molecolare britannico Frederick Sanger, che nel 1955 determinò la struttura primaria dell’Insulina, ricevette il Premio Nobel per la Chimica nel 1958.[33] Rosalyn Sussman Yalow ricevette il Premio Nobel per la Medicina nel 1977 per lo sviluppo del test radioimmunologico dell’Insulina.

Diversi premi Nobel hanno anche un legame indiretto con l’Insulina. George Minot, co-ricevente del Premio Nobel 1934 per lo sviluppo del primo trattamento efficace per l’anemia perniciosa, era affetto da diabete mellito di tipo I. Il dottor William Castle ha osservato che la scoperta dell’Insulina nel 1921, arrivata in tempo per mantenere in vita Minot, era quindi anche responsabile della scoperta di una cura per l’anemia perniciosa.[34] Dorothy Hodgkin ha ricevuto il Premio Nobel per la Chimica nel 1964 per lo sviluppo della cristallografia, la tecnica che ha utilizzato per decifrare la struttura molecolare completa dell’Insulina nel 1969.[35]

Dorothy Mary Crowfoot Hodgkin (nata Crowfoot; 12 maggio 1910 – 29 luglio 1994) è stata una chimica britannica vincitrice del premio Nobel che ha fatto progredire la tecnica della cristallografia a raggi X per determinare la struttura delle biomolecole, divenuta essenziale per la biologia strutturale.

Il lavoro pubblicato da Banting, Best, Collip e Macleod rappresentava la preparazione di un estratto purificato di Insulina adatto all’uso su pazienti umani.[36] Sebbene Paulescu avesse scoperto i principi del trattamento, il suo estratto salino non poteva essere usato sugli esseri umani; non fu menzionato nel Premio Nobel del 1923. Il professor Ian Murray fu particolarmente attivo nel lavorare per correggere “l’errore storico” contro Nicolae Paulescu. Murray era professore di fisiologia presso l’Anderson College of Medicine di Glasgow, in Scozia, capo del dipartimento di Malattie Metaboliche di un importante ospedale di Glasgow, vicepresidente della British Association of Diabetes e membro fondatore della International Diabetes Federation. Murray ha scritto:

Non è stato dato sufficiente riconoscimento a Paulescu, l’illustre scienziato rumeno, che all’epoca in cui l’équipe di Toronto stava iniziando le sue ricerche era già riuscito a estrarre l’ormone antidiabetico del pancreas e a dimostrarne l’efficacia nel ridurre l’iperglicemia nei cani diabetici.[37]

In una comunicazione privata, il professor Arne Tiselius, ex capo dell’Istituto Nobel, espresse la sua personale opinione che Paulescu fosse ugualmente degno del premio nel 1923.[38]

Arne Wilhelm Kaurin Tiselius (10 agosto 1902 – 29 ottobre 1971) è stato un biochimico svedese che ha vinto il Premio Nobel per la Chimica nel 1948 “per le sue ricerche sull’elettroforesi e sull’analisi di adsorbimento, in particolare per le sue scoperte sulla natura complessa delle proteine del siero”.

Analisi strutturale e sintesi di laboratorio:

L’Insulina purificata di origine animale era inizialmente l’unico tipo di Insulina disponibile per gli esperimenti e i diabetici. John Jacob Abel fu il primo a produrre la forma cristallizzata nel 1926.[39] La prova della natura proteica fu fornita per la prima volta da Michael Somogyi, Edward A. Doisy e Philip A. Shaffer nel 1924.[40] Fu pienamente dimostrata quando Hans Jensen e Earl A. Evans Jr. isolarono gli aminoacidi fenilalanina e prolina nel 1935.[41]

Da sinistra: il Dr. Michael Somogyi (7 marzo 1883 – 21 luglio 1971), professore ungherese-americano di biochimica presso la Washington University e l’ospedale ebraico di Saint Louis e Edward Adelbert Doisy (13 novembre 1893 – 23 ottobre 1986), biochimico americano.

La struttura aminoacidica dell’Insulina fu caratterizzata per la prima volta nel 1951 da Frederick Sanger,[42] e la prima Insulina sintetica fu prodotta simultaneamente nei laboratori di Panayotis Katsoyannis dell’Università di Pittsburgh e di Helmut Zahn dell’Università RWTH di Aquisgrana a metà degli anni Sessanta. [43][44][45][46][47] L’Insulina bovina cristallina sintetica è stata ottenuta da ricercatori cinesi nel 1965.[48] La struttura tridimensionale completa dell’Insulina è stata determinata mediante cristallografia a raggi X nel laboratorio di Dorothy Hodgkin nel 1969.[49]

Frederick Sanger (13 agosto 1918 – 19 novembre 2013), biochimico inglese che ha vinto due volte il Premio Nobel per la Chimica. Nel 1958 gli è stato assegnato il Premio Nobel per la Chimica “per il suo lavoro sulla struttura delle proteine, in particolare quella dell’Insulina”.

Il dottor Hans E. Weber scoprì la preproinsulina mentre lavorava come ricercatore presso l’Università della California Los Angeles nel 1974. Nel 1973-1974, Weber imparò le tecniche per isolare, purificare e tradurre l’RNA messaggero. Per studiare ulteriormente l’Insulina, ottenne tessuti pancreatici da un macello di Los Angeles e successivamente da animali dell’UCLA. Isolò e purificò l’RNA messaggero totale dalle cellule dell’isoletta pancreatica, che fu poi tradotto in oociti di Xenopus laevis e precipitato usando anticorpi anti-insulina. Quando la proteina totale tradotta è stata sottoposta a elettroforesi su gel di SDS-poliacrilammide e gradiente di saccarosio, sono stati isolati i picchi corrispondenti all’Insulina e alla proinsulina. Tuttavia, con sorpresa del Dr. Weber, è stato isolato un terzo picco corrispondente a una molecola più grande della proinsulina. Dopo aver riprodotto l’esperimento diverse volte, ha notato costantemente questo grande picco prima della proinsulina, che ha stabilito essere una molecola precursore più grande a monte della proinsulina. Nel maggio 1975, in occasione del meeting dell’American Diabetes Association a New York, Weber presentò oralmente il suo lavoro[50-146] e fu il primo a chiamare questa molecola precursore “preproinsulina”. In seguito a questa presentazione orale, Weber fu invitato a cena dal dottor Donald Steiner, un ricercatore che aveva contribuito alla caratterizzazione della proinsulina, per discutere del suo lavoro e delle sue scoperte. Un anno dopo, nell’aprile 1976, questa molecola fu ulteriormente caratterizzata e sequenziata da Steiner, facendo riferimento al lavoro e alla scoperta di Hans Weber.[51] La preproinsulina divenne una molecola importante per studiare il processo di trascrizione e traduzione.

La prima Insulina “umana” geneticamente ingegnerizzata e sintetica è stata prodotta con l’E. coli nel 1978 da Arthur Riggs e Keiichi Itakura presso il Beckman Research Institute della Città della Speranza in collaborazione con Herbert Boyer della Genentech.[52][53] La Genentech, fondata da Swanson, Boyer e Eli Lilly and Company, ha continuato nel 1982 a vendere la prima Insulina umana biosintetica disponibile in commercio con il marchio Humulin [La stragrande maggioranza dell’Insulina utilizzata in tutto il mondo è Insulina “umana” biosintetica o suoi analoghi].[54] Recentemente, un altro approccio è stato utilizzato da un gruppo pionieristico di ricercatori canadesi, che ha utilizzato una pianta di cartamo facilmente coltivabile, per la produzione di Insulina molto più economica.[55]

Herbert Wayne “Herb” Boyer (nato il 10 luglio 1936), biotecnologo americano, ricercatore e imprenditore nel campo delle biotecnologie. Insieme a Stanley N. Cohen e Paul Berg ha scoperto un metodo per indurre i batteri a produrre proteine estranee, dando così il via al campo dell’ingegneria genetica [tecnologia del DNA ricombinante].

L’Insulina ricombinante viene prodotta nel lievito (di solito Saccharomyces cerevisiae) o in E. coli.[56] Nel lievito, l’Insulina può essere ingegnerizzata come una proteina a catena singola con un sito di endoproteasi KexII (un omologo del PCI/PCII del lievito) che separa la catena A dell’Insulina da una catena B dell’Insulina troncata C-terminalmente. Una coda C-terminale sintetizzata chimicamente viene quindi innestata sull’Insulina mediante proteolisi inversa utilizzando la proteasi tripsina, poco costosa; in genere la lisina sulla coda C-terminale è protetta con un gruppo protettivo chimico per impedire la proteolisi. La facilità della sintesi modulare e la relativa sicurezza delle modifiche in quella regione spiega i comuni analoghi dell’Insulina con modifiche C-terminali (ad esempio lispro, aspart, glulisine). La sintesi Genentech e le sintesi completamente chimiche come quella di Bruce Merrifield non sono preferibili perché l’efficienza della ricombinazione delle due catene di Insulina è bassa, soprattutto a causa della competizione con la precipitazione della catena B dell’Insulina.

Da sinistra: diagramma di Richardson di un monomero di Insulina suina, che mostra la sua caratteristica struttura secondaria. Questa è la forma biologicamente attiva dell’insulina. A destra, il diagramma di Richardson di un esamero di Insulina suina. La sfera al centro è un atomo di zinco stabilizzante, circondato da residui di istidina coordinati. Questa è la forma in cui l’Insulina viene immagazzinata nelle cellule beta.

Caratteristiche dell’Insulina:

Grazie ad annali ricerche oggi sappiamo che l’Insulina è un ormone peptidico prodotto dalle cellule beta delle isole pancreatiche, codificato nell’uomo dal gene INS. È considerato il principale ormone anabolico dell’organismo sebbene la sua attività prevalente sia diretta alla riduzione del catabolismo.[57] Regola il metabolismo dei carboidrati, dei grassi e delle proteine promuovendo l’assorbimento del glucosio dal sangue nelle cellule epatiche, lipidiche e del muscolo-scheletrico [In questi tessuti il glucosio assorbito viene convertito in glicogeno attraverso la glicogenesi o in alcuni casi in grassi (trigliceridi) attraverso la lipogenesi o, nel caso del fegato, in entrambi].[58] La produzione e la secrezione di glucosio da parte del fegato sono fortemente inibite da alte concentrazioni di Insulina nel sangue.[59] L’Insulina circolante influisce anche sulla sintesi di proteine in un’ampia varietà di tessuti. È quindi un ormone anabolico, che promuove la conversione di piccole molecole nel sangue in grandi molecole all’interno delle cellule. Bassi livelli di Insulina nel sangue hanno l’effetto opposto, favorendo un diffuso catabolismo, soprattutto del grasso corporeo di riserva.

Le cellule beta sono sensibili ai livelli della glicemia nel sangue, per cui secernono Insulina nel sangue in risposta a livelli elevati di glucosio e inibiscono la secrezione di Insulina quando i livelli di glucosio sono bassi.[60] L’Insulina aumenta l’assorbimento e il metabolismo del glucosio nelle cellule, riducendo così il livello della glicemia ematica. Le cellule alfa vicine, prendendo spunto dalle cellule beta,[60] secernono Glucagone nel sangue in modo opposto: aumento della secrezione quando il glucosio nel sangue è basso e diminuzione della secrezione quando le concentrazioni di glucosio sono elevate. Il Glucagone aumenta il livello di glucosio nel sangue stimolando la glicogenolisi e la gluconeogenesi nel fegato.[58][60] La secrezione di Insulina e Glucagone nel sangue in risposta alla concentrazione di glucosio nel sangue è il meccanismo principale dell’omeostasi del glucosio.[60]

Schema della regolazione dell’Insulina in caso di glicemia elevata.

L’insulina è quindi prodotta esclusivamente nelle cellule beta delle isole pancreatiche nei mammiferi e nel corpo di Brockmann in alcuni pesci. L’Insulina umana è prodotta dal gene INS, situato sul cromosoma 11.[61] I roditori hanno due geni funzionali dell’Insulina: uno è l’omologo della maggior parte dei geni dei mammiferi (Ins2) e l’altro è una copia retroposta che include la sequenza del promotore ma che manca di un introne (Ins1) [La trascrizione del gene dell’Insulina aumenta in risposta all’aumento del glucosio nel sangue].[62] Ciò è controllato principalmente da fattori di trascrizione che legano sequenze enhancer nelle circa 400 paia di basi prima del sito di inizio della trascrizione del gene.[61][62]

I principali fattori di trascrizione che influenzano la secrezione insulinica sono PDX1, NeuroD1 e MafA.[63][64][65][66]

L’Insulina subisce un’ampia modificazione post-traslazionale lungo la via di produzione. La produzione e la secrezione sono ampiamente indipendenti; l’Insulina sintetizzata viene immagazzinata in attesa della secrezione. Sia il C-peptide che l’Insulina matura sono biologicamente attivi. I componenti cellulari e le proteine di questa immagine non sono in scala.

In uno stato di basso livello di glucosio, PDX1 (pancreatic and duodenal homeobox protein 1) si trova nella periferia nucleare in seguito all’interazione con HDAC1 e 2,[67] il che determina una sottoregolazione della secrezione insulinica.[68] Un aumento dei livelli di glucosio nel sangue provoca la fosforilazione di PDX1, che subisce una traslocazione nucleare e si lega all’elemento A3 all’interno del promotore dell’Insulina.[69] Dopo la traslocazione interagisce con i coattivatori HAT p300 e SETD7. PDX1 influisce sulle modificazioni degli istoni attraverso l’acetilazione, la deacetilazione e la metilazione. Si dice anche che sopprima il glucagone.[70]

NeuroD1, noto anche come β2, regola l’esocitosi dell’Insulina nelle cellule β pancreatiche inducendo direttamente l’espressione di geni coinvolti nell’esocitosi.[71] È localizzato nel citosol, ma in risposta all’elevato livello di glucosio viene glicosilato da OGT e/o fosforilato da ERK, il che provoca la traslocazione nel nucleo. Nel nucleo β2 eterodimerizza con E47, si lega all’elemento E1 del promotore dell’insulina e recluta il co-attivatore p300 che acetilerà β2. È in grado di interagire anche con altri fattori di trascrizione nell’attivazione del gene dell’Insulina.[71]

MafA viene degradato dai proteasomi quando i livelli di glucosio nel sangue sono bassi. L’aumento dei livelli di glucosio rende glicosilata una proteina sconosciuta. Questa proteina funziona come fattore di trascrizione per MafA in modo sconosciuto e MafA viene trasportata fuori dalla cellula. MafA viene poi traslocata di nuovo nel nucleo dove lega l’elemento C1 del promotore dell’insulina.[72][73]

Questi fattori di trascrizione lavorano in modo sinergico e complesso. L’aumento del glucosio nel sangue può, dopo un po’, distruggere le capacità di legame di queste proteine e quindi ridurre la quantità di Insulina secreta, causando il diabete. La diminuzione delle attività di legame può essere mediata dallo stress ossidativo indotto dal glucosio e si ritiene che gli antiossidanti prevengano la diminuzione della secrezione di Insulina nelle cellule β pancreatiche glucotossiche. Le molecole di segnalazione dello stress e le specie reattive dell’ossigeno inibiscono il gene dell’Insulina interferendo con i cofattori che legano i fattori di trascrizione e con i fattori di trascrizione stessi.[74]

Diverse sequenze regolatrici nella regione del promotore del gene dell’Insulina umana si legano ai fattori di trascrizione. In generale, le A-box si legano ai fattori Pdx1, le E-box a NeuroD, le C-box a MafA e gli elementi di risposta al cAMP a CREB. Esistono anche dei silenziatori che inibiscono la trascrizione.

L’insulina viene sintetizzata come molecola precursore inattiva, una proteina di 110 aminoacidi chiamata “preproinsulina”. La preproinsulina viene tradotta direttamente nel reticolo endoplasmatico ruvido (RER), dove il suo peptide segnale viene rimosso dalla peptidasi segnale per formare la “proinsulina”.[60] Durante il ripiegamento della proinsulina, le estremità opposte della proteina, chiamate “catena A” e “catena B”, vengono fuse insieme con tre legami disolfuro.[60] La proinsulina ripiegata passa quindi attraverso l’apparato di Golgi e viene impacchettata in vescicole secretorie specializzate [Nel granulo, la proinsulina viene scissa dalla proproteina convertasi 1/3 e dalla proproteina convertasi 2, rimuovendo la parte centrale della proteina, chiamata “peptide C”].[60] Infine, la carbossipeptidasi E rimuove due coppie di aminoacidi dalle estremità della proteina, dando origine all’Insulina attiva – le catene A e B dell’insulina, ora collegate da due legami disolfuro.[60]

Struttura primaria della preproinsulina.

L’Insulina matura risultante è impacchettata all’interno di granuli maturi in attesa di segnali metabolici (come leucina, arginina, glucosio e mannosio) e della stimolazione del nervo vagale per essere esocitata dalla cellula nella circolazione.[75]

È stato dimostrato che l’Insulina e le proteine ad essa correlate sono prodotte all’interno del cervello e che livelli ridotti di queste proteine sono collegati alla malattia di Alzheimer.[76][77][78]

Il rilascio di Insulina è stimolato anche dalla stimolazione del recettore beta-2 e inibito dalla stimolazione del recettore alfa-1. Inoltre, il Cortisolo, il Glucagone e l’Ormone della Crescita antagonizzano le azioni dell’Insulina nei periodi di stress. L’Insulina inibisce anche il rilascio di acidi grassi da parte della lipasi ormonosensibile nel tessuto adiposo.[79]

Contrariamente alla convinzione iniziale che gli ormoni fossero generalmente molecole chimiche di piccole dimensioni, l’Insulina, primo ormone peptidico di cui si conosce la struttura, si è rivelata piuttosto grande.[80] Una singola proteina (monomero) di Insulina umana è composta da 51 aminoacidi e ha una massa molecolare di 5808 Da. La formula molecolare dell’Insulina umana è C257H383N65O77S6.[81-44] Si tratta di una combinazione di due catene peptidiche (dimeri) denominate catena A e catena B, legate tra loro da due legami disolfuro. La catena A è composta da 21 aminoacidi, mentre la catena B è composta da 30 residui. I legami disolfuro di collegamento (intercatena) si formano sui residui di cisteina tra le posizioni A7-B7 e A20-B19. Esiste un ulteriore legame disolfuro (intracatena) all’interno della catena A tra i residui di cisteina nelle posizioni A6 e A11. La catena A presenta due regioni α-eliche in corrispondenza di A1-A8 e A12-A19 che sono antiparallele; mentre la catena B presenta un’α-elica centrale (che copre i residui B9-B19) affiancata dal legame disolfuro su entrambi i lati e da due foglietti β (che coprono B7-B10 e B20-B23).[80][82-45]

La struttura dell’Insulina. Il lato sinistro è un modello di riempimento dello spazio del monomero dell’insulina, ritenuto biologicamente attivo. Il carbonio è verde, l’idrogeno bianco, l’ossigeno rosso e l’azoto blu. A destra c’è un diagramma a nastro dell’esamero dell’insulina, che si ritiene essere la forma immagazzinata. Un’unità monomerica è evidenziata con la catena A in blu e la catena B in ciano. Il giallo indica i legami disolfuro e le sfere magenta sono ioni di zinco.

La sequenza aminoacidica dell’insulina è fortemente conservata e varia solo leggermente tra le specie. L’insulina bovina differisce da quella umana solo per tre residui aminoacidici e quella suina per uno. Anche l’insulina di alcune specie di pesci è abbastanza simile a quella umana da essere clinicamente efficace nell’uomo. L’insulina di alcuni invertebrati ha una sequenza molto simile a quella dell’insulina umana e ha effetti fisiologici simili. Il C-peptide della proinsulina, tuttavia, differisce molto di più tra le specie; è anch’esso un ormone, ma secondario.[82]

L’Insulina viene prodotta e immagazzinata nell’organismo sotto forma di esamero (un’unità di sei molecole di insulina), mentre la forma attiva è il monomero. L’esamero ha una dimensione di circa 36000 Da. Le sei molecole sono legate insieme come tre unità dimeriche per formare una molecola simmetrica. Una caratteristica importante è la presenza di atomi di zinco (Zn2+) sull’asse di simmetria, che sono circondati da tre molecole d’acqua e da tre residui di istidina in posizione B10.[68][82]

L’esamero è una forma inattiva con stabilità a lungo termine, che serve a mantenere l’insulina altamente reattiva protetta, ma prontamente disponibile. La conversione esamero-monomero è uno degli aspetti centrali delle formulazioni di insulina per iniezione. L’esamero è molto più stabile del monomero, il che è auspicabile per motivi pratici; tuttavia, il monomero è un farmaco che reagisce molto più rapidamente, poiché la velocità di diffusione è inversamente correlata alla dimensione delle particelle. Un farmaco a reazione rapida significa che le iniezioni di insulina non devono precedere di ore i pasti, il che a sua volta offre alle persone con diabete una maggiore flessibilità negli orari giornalieri.[83] L’Insulina può aggregarsi e formare foglietti beta fibrillari interdigitati. Ciò può causare amiloidosi da iniezione e impedisce la conservazione dell’insulina per lunghi periodi.[84]

Le cellule beta delle isole di Langerhans rilasciano insulina in due fasi. Il rilascio della prima fase avviene rapidamente in risposta all’aumento dei livelli di glucosio nel sangue e dura circa 10 minuti. La seconda fase è un rilascio lento e prolungato di vescicole di nuova formazione, innescato indipendentemente dallo zucchero, che raggiunge il suo picco tra le 2 e le 3 ore. Le due fasi del rilascio di insulina suggeriscono che i granuli di insulina sono presenti in diverse popolazioni dichiarate o “pool”. Durante la prima fase dell’esocitosi dell’insulina, la maggior parte dei granuli predisposti all’esocitosi viene rilasciata dopo l’internalizzazione del calcio. Questo pool è noto come Readily Releasable Pool (RRP). I granuli RRP rappresentano lo 0,3-0,7% della popolazione totale di granuli contenenti insulina e si trovano immediatamente adiacenti alla membrana plasmatica. Durante la seconda fase dell’esocitosi, i granuli di insulina richiedono la mobilizzazione dei granuli verso la membrana plasmatica e una precedente preparazione per essere rilasciati.[85] Pertanto, la seconda fase del rilascio di insulina è regolata dalla velocità con cui i granuli si preparano al rilascio. Questo pool è noto come pool di riserva (RP). L’RP viene rilasciato più lentamente dell’RRP (RRP: 18 granuli/min; RP: 6 granuli/min).[86] Un ridotto rilascio di insulina nella prima fase può essere il primo difetto rilevabile delle cellule beta che predice l’insorgenza del diabete di tipo 2.[87] Il rilascio nella prima fase e la sensibilità all’insulina sono predittori indipendenti del diabete.[88]

La descrizione del rilascio della prima fase è la seguente:

  • Il glucosio entra nelle β-cellule attraverso il trasportatore del glucosio, GLUT 2. A bassi livelli di zucchero nel sangue poco glucosio entra nelle β-cellule; ad alte concentrazioni di glucosio nel sangue grandi quantità di glucosio entrano in queste cellule.[89]
  • Il glucosio che entra nella β-cellula viene fosforilato a glucosio-6-fosfato (G-6-P) dalla glucochinasi (esochinasi IV) che non è inibita dal G-6-P come le esochinasi di altri tessuti (esochinasi I-III). Ciò significa che la concentrazione intracellulare di G-6-P rimane proporzionale alla concentrazione di zucchero nel sangue.[89]
  • Il glucosio-6-fosfato entra nella via glicolitica e poi, attraverso la reazione della piruvato deidrogenasi, nel ciclo di Krebs, dove vengono prodotte più molecole di ATP ad alta energia dall’ossidazione dell’acetil CoA (substrato del ciclo di Krebs), con conseguente aumento del rapporto ATP:ADP all’interno della cellula.[90]
  • Un aumento del rapporto ATP:ADP intracellulare chiude il canale del potassio SUR1/Kir6.2 sensibile all’ATP (vedi recettore delle sulfoniluree). Questo impedisce agli ioni potassio (K+) di lasciare la cellula per diffusione facilitata, portando a un accumulo di ioni potassio intracellulare. Di conseguenza, l’interno della cellula diventa meno negativo rispetto all’esterno, portando alla depolarizzazione della membrana della superficie cellulare.
  • In seguito alla depolarizzazione, si aprono i canali degli ioni calcio (Ca2+) voltaggio-gati, consentendo agli ioni calcio di spostarsi nella cellula per diffusione facilitata.
  • La concentrazione citosolica di ioni calcio può anche essere aumentata dal rilascio di calcio dai depositi intracellulari attraverso l’attivazione dei recettori rianodinici.[91]
  • La concentrazione di ioni calcio nel citosol delle cellule beta può essere aumentata anche, o in aggiunta, attraverso l’attivazione della fosfolipasi C derivante dal legame di un ligando extracellulare (ormone o neurotrasmettitore) a un recettore di membrana accoppiato a proteine G. La fosfolipasi C scinde il fosfolipide di membrana, il fosfatidil inositolo 4,5-bisfosfato, in inositolo 1,4,5-trifosfato e diacilglicerolo. L’inositolo 1,4,5-trisfosfato (IP3) si lega quindi a proteine recettoriali nella membrana plasmatica del reticolo endoplasmatico (ER). Ciò consente il rilascio di ioni Ca2+ dall’ER attraverso canali IP3-gated, che aumentano la concentrazione citosolica di ioni calcio indipendentemente dagli effetti di un’elevata concentrazione di glucosio nel sangue. La stimolazione parasimpatica delle isole pancreatiche opera attraverso questa via per aumentare la secrezione di insulina nel sangue.[92]
  • L’aumento significativo della quantità di ioni calcio nel citoplasma delle cellule provoca il rilascio nel sangue dell’Insulina precedentemente sintetizzata e immagazzinata nelle vescicole secretorie intracellulari.

Questo è il meccanismo principale di rilascio dell’insulina. Altre sostanze note per stimolare il rilascio di insulina sono gli aminoacidi arginina e leucina, il rilascio parasimpatico di acetilcolina (che agisce attraverso la via della fosfolipasi C), le sulfoniluree, la colecistochinina (CCK, anch’essa attraverso la fosfolipasi C),[93-56] e le incretine di derivazione gastrointestinale, come il peptide glucagone-simile-1 (GLP-1) e il peptide insulinotropico glucosio-dipendente (GIP).

Il polipeptide insulinotropico glucosio-dipendente (GIP), noto anche come polipeptide inibitore gastrico o peptide inibitore gastrico (abbreviato anche in GIP), è un ormone inibitore della famiglia delle secretine. Pur essendo un debole inibitore della secrezione acida gastrica, il suo ruolo principale è quello di stimolare la secrezione di Insulina. La GIP, insieme al peptide glucagone-simile-1 (GLP-1), appartiene a una classe di molecole denominate incretine.

Il rilascio di insulina è fortemente inibito dalla noradrenalina, che porta a un aumento dei livelli di glucosio nel sangue durante lo stress. Sembra che il rilascio di catecolamine da parte del sistema nervoso simpatico abbia influenze contrastanti sul rilascio di insulina da parte delle cellule beta, perché il rilascio di Insulina è inibito dai recettori α2-adrenergici[94] e stimolato dai recettori β2-adrenergici.[95] L’effetto netto della noradrenalina dai nervi simpatici e dell’epinefrina dalle ghiandole surrenali sul rilascio di insulina è l’inibizione dovuta alla dominanza dei recettori α-adrenergici.[96]

Quando il livello di glucosio scende al valore fisiologico abituale, il rilascio di insulina da parte delle cellule β rallenta o si arresta. Se il livello di glucosio nel sangue scende al di sotto di questo valore, soprattutto a livelli pericolosamente bassi, il rilascio di ormoni iperglicemizzanti (in particolare il glucagone dalle cellule alfa dell’isolotto di Langerhans) forza il rilascio di glucosio nel sangue dalle scorte di glicogeno del fegato, integrato dalla gluconeogenesi se le scorte di glicogeno si esauriscono. Aumentando il glucosio nel sangue, gli ormoni iperglicemizzanti prevengono o correggono l’ipoglicemia pericolosa per la vita.

L’evidenza di un alterato rilascio di insulina nella prima fase può essere osservata nel test di tolleranza al glucosio, dimostrato da un livello di glucosio nel sangue sostanzialmente elevato a 30 minuti dall’ingestione di un carico di glucosio (75 o 100 g di glucosio), seguito da un lento calo nei 100 minuti successivi, per rimanere al di sopra di 120 mg/100 ml dopo due ore dall’inizio del test. In una persona normale il livello di glucosio nel sangue è corretto (e può anche essere leggermente sovracorretto) alla fine del test. Il picco insulinico è una “prima risposta” all’aumento del glucosio nel sangue; questa risposta è individuale e specifica per la dose, anche se in passato si è sempre ritenuto che fosse specifica solo per il tipo di alimento.

Anche durante la digestione, in genere una o due ore dopo un pasto, il rilascio di insulina da parte del pancreas non è continuo, ma oscilla con un periodo di 3-6 minuti, passando dal generare una concentrazione di insulina nel sangue superiore a circa 800 pmol/l a meno di 100 pmol/l (nei ratti).[97] Si pensa che questo avvenga per evitare la sottoregolazione dei recettori dell’Insulina nelle cellule bersaglio e per aiutare il fegato a estrarre l’insulina dal sangue [Questa oscillazione è importante da considerare quando si somministrano farmaci insulino-stimolanti, poiché idealmente si dovrebbe ottenere una concentrazione ematica oscillante del rilascio di insulina, e non una concentrazione elevata costante].[97] Ciò può essere ottenuto somministrando l’insulina in modo ritmico nella vena porta, con una somministrazione attivata dalla luce o con il trapianto di cellule dell’isoletta nel fegato.[98][99][100]

Il livello di Insulina nel sangue può essere misurato in unità internazionali, come µIU/mL o in concentrazione molare, come pmol/L, dove 1 µIU/mL equivale a 6,945 pmol/L.[101] Un livello ematico tipico tra i pasti è di 8-11 μIU/mL (57-79 pmol/L).[102]

Gli effetti dell’insulina sono avviati dal suo legame con un recettore, il recettore dell’insulina (IR), presente nella membrana cellulare. La molecola del recettore contiene una subunità α e una subunità β. Due molecole si uniscono per formare il cosiddetto omodimero. L’insulina si lega alla subunità α dell’omodimero, che è rivolta verso il lato extracellulare delle cellule. Le subunità β hanno un’attività enzimatica tirosin-chinasica che viene attivata dal legame con l’insulina. Questa attività provoca l’autofosforilazione delle subunità β e successivamente la fosforilazione di proteine all’interno della cellula, note come substrati del recettore dell’insulina (IRS). La fosforilazione dell’IRS attiva una cascata di trasduzione del segnale che porta all’attivazione di altre chinasi e di fattori di trascrizione che mediano gli effetti intracellulari dell’insulina.[103]

Recettore dell’Insulina (IR).

La cascata che porta all’inserimento dei trasportatori di glucosio GLUT4 nelle membrane cellulari delle cellule muscolari e adipose e alla sintesi di glicogeno nel fegato e nel tessuto muscolare, nonché alla conversione del glucosio in trigliceridi nel fegato, nell’adipe e nel tessuto della ghiandola mammaria in allattamento, opera attraverso l’attivazione, da parte dell’IRS-1, della fosfoinositolo 3 chinasi (PI3K). Questo enzima converte un fosfolipide della membrana cellulare, il fosfatidilinositolo 4,5-bisfosfato (PIP2), in fosfatidilinositolo 3,4,5-trifosfato (PIP3), che a sua volta attiva la protein chinasi B (PKB). La PKB attivata facilita la fusione degli endosomi contenenti GLUT4 con la membrana cellulare, con conseguente aumento dei trasportatori GLUT4 nella membrana plasmatica.[104] La PKB fosforila anche la glicogeno sintasi chinasi (GSK), inattivando così questo enzima.[104] Ciò significa che il suo substrato, la glicogeno sintasi (GS), non può essere fosforilato e rimane de-fosforilato, e quindi attivo. L’enzima attivo, la glicogeno sintasi (GS), catalizza la fase limitante della sintesi del glicogeno dal glucosio. Defosforilazioni simili interessano gli enzimi che controllano il tasso di glicolisi che porta alla sintesi dei grassi attraverso il malonil-CoA nei tessuti che possono generare trigliceridi, nonché gli enzimi che controllano il tasso di gluconeogenesi nel fegato. L’effetto complessivo di queste de-fosforilazioni enzimatiche finali è che, nei tessuti in grado di effettuare queste reazioni, viene stimolata la sintesi di glicogeno e di grassi a partire dal glucosio, mentre viene inibita la produzione di glucosio da parte del fegato attraverso la glicogenolisi e la gluconeogenesi.[105] Anche la scomposizione dei trigliceridi da parte del tessuto adiposo in acidi grassi liberi e glicerolo viene inibita.[104]

Struttura del GLUT4. Il GLUT4 contiene anche un dominio UBX. Si tratta di regioni regolatrici dell’ubiquitina che possono contribuire alla segnalazione cellulare.

Una volta prodotto il segnale intracellulare derivante dal legame dell’insulina con il suo recettore, è necessario interrompere la segnalazione. Come menzionato di seguito nella sezione sulla degradazione, l’endocitosi e la degradazione del recettore legato all’insulina è un meccanismo principale per terminare la segnalazione.[106] Inoltre, la via di segnalazione viene terminata anche dalla de-fosforilazione dei residui di tirosina nelle varie vie di segnalazione da parte delle tirosina fosfatasi. Le serina/treonina chinasi sono anche note per ridurre l’attività dell’insulina.

La struttura del complesso insulina-recettore dell’insulina è stata determinata con le tecniche della cristallografia a raggi X.[107]

Una volta che la molecola di Insulina si è agganciata al recettore e ha svolto la sua azione, può essere rilasciata nell’ambiente extracellulare o essere degradata dalla cellula. I due siti principali per l’eliminazione dell’Insulina sono il fegato e il rene.[108] Viene scomposta dall’enzima proteina-disolfuro reduttasi (Glutatione),[109] che rompe i legami disolfuro tra le catene A e B. Il fegato elimina la maggior parte dell’Insulina durante il transito di primo passaggio, mentre il rene elimina la maggior parte dell’Insulina nella circolazione sistemica. La degradazione comporta normalmente l’endocitosi del complesso insulino-recettore, seguita dall’azione di enzimi degradanti l’Insulina. Si stima che una molecola di Insulina prodotta endogenamente dalle cellule beta venga degradata entro circa un’ora dal suo rilascio iniziale in circolo (emivita dell’Insulina ~ 4-6 minuti).[109][110]

Struttura del Glutatione.

Le azioni dell’Insulina a livello del metabolismo umano globale comprendono:

  • Aumento dell’assorbimento di alcune sostanze da parte delle cellule, in particolare del glucosio nei muscoli e nel tessuto adiposo (circa i due terzi delle cellule del corpo)[111]
  • Aumento della replicazione del DNA e della sintesi proteica attraverso il controllo dell’assorbimento degli aminoacidi.
  • Modifica dell’attività di numerosi enzimi.

Le azioni dell’Insulina (indirette e dirette) sulle cellule comprendono:

  • Stimola l’assorbimento del glucosio – L’Insulina diminuisce la concentrazione di glucosio nel sangue inducendo l’assunzione di glucosio da parte delle cellule. Ciò è possibile perché l’insulina provoca l’inserimento del trasportatore GLUT4 nelle membrane cellulari dei tessuti muscolari e adiposi, permettendo al glucosio di entrare nella cellula.[112]
  • Aumento della sintesi dei grassi – l’insulina costringe le cellule grasse ad accogliere il glucosio nel sangue, che viene convertito in trigliceridi; la diminuzione dell’insulina provoca l’inverso.[111]
  • Aumento dell’esterificazione degli acidi grassi – costringe il tessuto adiposo a produrre grassi neutri (cioè trigliceridi) dagli acidi grassi; la diminuzione dell’insulina provoca l’inverso.[111]
  • Diminuzione della lipolisi – costringe a ridurre la conversione dei depositi di lipidi delle cellule adipose in acidi grassi e glicerolo nel sangue; la diminuzione dell’insulina provoca l’effetto inverso.[111]
  • Sintesi indotta di glicogeno – Quando i livelli di glucosio sono elevati, l’insulina induce la formazione di glicogeno attraverso l’attivazione dell’enzima esochinasi, che aggiunge un gruppo fosfato al glucosio, ottenendo così una molecola che non può uscire dalla cellula. Allo stesso tempo, l’insulina inibisce l’enzima glucosio-6-fosfatasi, che rimuove il gruppo fosfato. Questi due enzimi sono fondamentali per la formazione del glicogeno. Inoltre, l’insulina attiva gli enzimi fosfofruttochinasi e glicogeno sintasi, responsabili della sintesi del glicogeno.[113]
  • Diminuzione della gluconeogenesi e della glicogenolisi – diminuisce la produzione di glucosio da substrati non glucidici, principalmente nel fegato (la maggior parte dell’insulina endogena che arriva al fegato non lascia mai il fegato); la diminuzione dell’insulina causa la produzione di glucosio da parte del fegato a partire da substrati diversi.[111]
  • Diminuzione della proteolisi – diminuzione della scomposizione delle proteine[111]
  • Diminuzione dell’autofagia – diminuzione del livello di degradazione degli organelli danneggiati. I livelli postprandiali inibiscono completamente l’autofagia[114].
  • Aumento dell’assorbimento di aminoacidi – costringe le cellule ad assorbire gli aminoacidi circolanti; la diminuzione dell’insulina inibisce l’assorbimento.[111]
  • Tono muscolare arterioso – costringe i muscoli della parete arteriosa a rilassarsi, aumentando il flusso sanguigno, soprattutto nelle microarterie; la diminuzione dell’Insulina riduce il flusso permettendo a questi muscoli di contrarsi.[115]
  • Aumento della secrezione di acido cloridrico da parte delle cellule parietali dello stomaco.[citazione necessaria]
  • Aumento dell’assorbimento di potassio – costringe le cellule che sintetizzano glicogeno (una sostanza molto spugnosa e “umida”, che aumenta il contenuto di acqua intracellulare e i relativi ioni K+)[116] ad assorbire il potassio dai fluidi extracellulari; la mancanza di insulina inibisce l’assorbimento. L’aumento dell’assorbimento cellulare di potassio da parte dell’insulina abbassa i livelli di potassio nel plasma sanguigno. Ciò potrebbe avvenire attraverso la traslocazione indotta dall’insulina della Na+/K+-ATPasi sulla superficie delle cellule muscolari scheletriche.[117][118]
  • Diminuzione dell’escrezione renale di sodio.[119]

L’Insulina influenza anche altre funzioni corporee, come la compliance vascolare e la cognizione. Una volta che l’Insulina entra nel cervello umano, migliora l’apprendimento e la memoria, in particolare la memoria verbale.[120] Il potenziamento della segnalazione cerebrale dell’Insulina mediante la somministrazione intranasale di insulina migliora anche la risposta termoregolatoria e glucoregolatoria acuta all’assunzione di cibo, suggerendo che l’insulina a livello nervoso centrale contribuisce al coordinamento di un’ampia varietà di processi omeostatici o regolatori nel corpo umano. [121] L’insulina ha anche effetti stimolanti sull’ormone di rilascio delle gonadotropine dall’ipotalamo, favorendo così la fertilità.[122]

Una nota interessante riguarda il fatto che l’Insulina è un importante regolatore del metabolismo degli endocannabinoidi (EC) e il trattamento con insulina ha dimostrato di ridurre gli EC intracellulari, il 2-arachidonoilglicerolo (2-AG) e l’anandamide (AEA), che corrispondono a cambiamenti di espressione sensibili all’insulina negli enzimi del metabolismo degli EC. Negli adipociti insulino-resistenti, i modelli di espressione degli enzimi indotti dall’insulina sono disturbati in modo coerente con un’elevata sintesi di EC e una ridotta degradazione di EC. I risultati suggeriscono che gli adipociti insulino-resistenti non riescono a regolare il metabolismo delle EC e diminuiscono i livelli intracellulari di EC in risposta alla stimolazione insulinica, per cui gli individui obesi insulino-resistenti presentano un aumento delle concentrazioni di EC.[123][124] Questa disregolazione contribuisce all’eccessivo accumulo di grasso viscerale e al ridotto rilascio di adiponectina dal tessuto adiposo addominale, nonché all’insorgenza di diversi fattori di rischio cardiometabolici associati all’obesità e al diabete di tipo II.[125]

Continua…

Gabriel Bellizzi [CEO BioGenTech]

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AAS, TRT e fertilità

Introduzione:

Non è per me raro discutere dell’argomento fertilità negli utilizzatori di AAS o nei soggetti in TRT. Complice una classe medica non sempre aggiornata, molti sono spinti a credere che una condizione di sterilità sia ineluttabile, tanto nei soggetti utilizzatori di dosi sovrafisiologiche di AAS quanto in quelli sottoposti a Terapia Sostitutiva del Testosterone [TRT].

A sottolineare questa eventualità ci ha pensato uno studio pubblicato nel 2019 nel quale veniva riportato che “la terapia con Testosterone è un contraccettivo, anche se di scarsa efficacia. Gli uomini in età riproduttiva con Testosterone basso devono essere informati degli effetti negativi della TRT sulla fertilità. Se la TRT viene prescritta a uomini interessati a preservare la fertilità, è opportuno proporre un’analisi del liquido seminale e l’eventuale crioconservazione dello sperma. Opzioni come il Clomifene Citrato e l’hCG, insieme al rinvio a un urologo della riproduzione, dovrebbero essere prese in considerazione per aumentare naturalmente i livelli di Testosterone negli uomini con testosterone basso che vogliono evitare la TRT.”

Immagine che spiega l’effetto contraccettivo del Testosterone esogeno. In sintesi, agisce attraverso due meccanismi: la diminuzione del Testosterone intratesticolare e l’inibizione della spermatogenesi. La maggior parte del Testosterone intra-testicolare è prodotto dalle cellule di Leydig nel testicolo. In presenza di Testosterone esogeno, esso inibisce la produzione di Ormone di Rilascio delle Gonadotropine (GnRH), che a sua volta inibisce la produzione di Ormone Luteinizzante (LH) e diminuisce la produzione endogena di Testosterone da parte delle cellule di Leydig, diminuendo la concentrazione di Testosterone intra-testicolare. L’inibizione della produzione di GnRH inibisce anche il rilascio dell’Ormone Follicolo-Stimolante (FSH), che compromette la spermatogenesi nelle cellule del Sertoli.

Quindi possiamo chiudere qui e liquidare la questione con un “si, anche in TRT si è destinati ad una condizione di sterilità”? Assolutamente no! Per quanto corretta nei punti espositivi, la conclusione di Amir Shahreza Patel et al. è incompleta. Per quale motivo? Ve lo spiegherò in questo articolo…

Breve panoramica sulla spermatogenesi:

Gli Steroidi Anabolizzanti Androgeni non influiscono solo sulla produzione endogena di Testosterone, ma anche sulla produzione di sperma, un processo chiamato spermatogenesi.

La spermatogenesi è strettamente regolata dalle cellule di Leydig e Sertoli del testicolo. Le cellule di Leydig producono Testosterone in risposta all’attivazione del recettore LHCG (LHCGR). Questo recettore è attivato dal legame con l’Ormone Luteinizzante (LH). Il Testosterone, a sua volta, agisce sulle cellule vicine, comprese le cellule del Sertoli, per controllare la spermatogenesi. L’attivazione del recettore dell’FSH (FSHR) sulle cellule del Sertoli controlla direttamente la spermatogenesi.

La produzione di spermatozoi avviene nei tubuli seminiferi e può essere suddivisa approssimativamente in tre fasi, come illustrato di seguito:

Le diverse fasi della spermatogenesi a partire da uno spermatogonio.

Tutte queste fasi si svolgono nei tubuli seminiferi. Durante la prima fase, gli spermatogoni migrano tra le cellule del Sertoli verso il lume dei tubuli. Mentre migrano lungo le cellule del Sertoli, questi spermatogoni si dividono lentamente e si differenziano in cellule spermatiche mature. In primo luogo, subiscono la mitosi, ossia la divisione in due cellule figlie identiche. Alcune di queste cellule figlie subiranno ulteriori modifiche e ingrandimenti, un processo noto come spermatocitogenesi, che darà origine agli spermatociti primari. Queste cellule, a loro volta, subiranno la meiosi. In questo caso, si verificano due divisioni cellulari consecutive, che danno origine a un totale di quattro cellule figlie. Ognuna di queste cellule avrà la metà del numero di cromosomi della cellula madre. Dopo la prima divisione cellulare chiamiamo queste cellule spermatociti secondari, mentre dopo la seconda divisione meiotica le chiamiamo spermatidi. Infine, gli spermatidi si differenziano in spermatozoi (spermatozoi maturi) durante la spermiogenesi.

L’intero processo di spermatogenesi richiede circa 74 giorni per essere completato [1]. Dopodiché, ci vorranno altri 1-21 giorni prima che gli spermatozoi finiscano nell’eiaculato [2]. Di conseguenza, quando la spermatogenesi si interrompe e riprende, ci vorrà un po’ di tempo prima che ciò si rifletta in un’analisi del liquido seminale.

La spermatogenesi dipende in larga misura dalla concentrazione di Testosterone intratesticolare (ITT). Poiché l’LH stimola i testicoli a produrre Testosterone e quindi è responsabile della concentrazione di ITT, l’LH è importante per la spermatogenesi. Normalmente, la concentrazione di ITT è circa 100 volte superiore a quella del sangue [3]. La somministrazione settimanale di 200mg di Testosterone Enantato la riduce notevolmente, fino a circa il 2% dei livelli basali. Sebbene non sia mai stato studiato nell’uomo, il limite inferiore della concentrazione di ITT necessaria per una spermatogenesi quantitativamente normale nei ratti è circa il 20% del livello basale [4]. Una volta scesi al di sotto di questo valore, esiste una chiara relazione tra il calo della concentrazione di ITT e la conta spermatica.

Breve parentesi su Estrogeni e fertilità:

Il Recettore α degli Estrogeni (ERα) è essenziale per la fertilità maschile. La sua attività è responsabile del mantenimento della citoarchitettura epiteliale nei dotti efferenti e del riassorbimento del liquido per la concentrazione degli spermatozoi nella testa dell’epididimo. Queste e altre scoperte hanno contribuito a stabilire il ruolo bisessuale degli estrogeni nell’importanza riproduttiva. È stato dimostrato che gli Estrogeni regolano l’espressione dello scambiatore Na+/H+-3 (NHE3) e la velocità di trasporto del 22Na+, sensibile a un inibitore di NHE3. Pertanto, nel maschio, gli estrogeni regolano uno dei più importanti trasportatori epiteliali di ioni e mantengono la differenziazione morfologica epiteliale nei dotti efferenti del maschio, indipendentemente dalla regolazione del trasporto di Na+.[https://www.pnas.org/]

17 β-estradiolo (E2) legato a ERα (giallo) e ERβ (blu). Solo due residui, cioè L384/M336 e M421/I373 (Erα/ERβ), differiscono nelle tasche di legame di ERα e ERβ. Non sorprende che l’E2 si leghi ai sottotipi in modo leggermente diverso.

Così come una concentrazione ottimale di E2 porta ad un miglioramento dei quadri della fertilità, livelli elevati di Estradiolo sono correlati all’infertilità maschile. Le cause dell’iperestrogenismo includono malattie della corteccia surrenale, del testicolo o uso di farmaci che influenzano l’asse ipotalamo-ipofisi-gonadi.[https://www.nature.com/]

Da notare che i dati raccolti hanno sollevato la possibilità di puntare sul ERα nello sviluppo di un contraccettivo per l’uomo.

AAS è soppressione della spermatogenesi:

E’ un dato di fatto che l’uso di AAS sopprime la produzione endogena di Testosterone. Lo fa attraverso un feedback negativo a livello dell’ipotalamo e dell’ipofisi. In breve, l’ipotalamo secerne un ormone chiamato Ormone di Rilascio delle Gonadotropine (GnRH) che viene rilasciato nel sistema portale ipofisario. Attraverso questo sistema, può raggiungere l’ipofisi anteriore. Qui, si legherà al suo recettore cognitivo che porterà alla secrezione di gonadotropine da parte dell’ipofisi anteriore. Queste gonadotropine, l’Ormone Luteinizzante (LH) e l’Ormone Follicolo-Stimolante (FSH), raggiungono la circolazione sistemica che le trasporta all’organo bersaglio: i testicoli. Il legame dell’LH al suo recettore specifico porta alla produzione di Testosterone. Il legame dell’FSH con il suo recettore specifico svolge un ruolo importante nella spermatogenesi. E, come descritto in precedenza, anche il Testosterone prodotto è fondamentale nella spermatogenesi.

Gli AAS inibiscono la secrezione di GnRH da parte dell’ipotalamo e la secrezione di gonadotropine da parte dell’ipofisi. Di conseguenza, sia la produzione di Testosterone che quella di spermatozoi vengono soppresse. Questo può portare a una condizione chiamata azoospermia, in cui non si trovano spermatozoi in un campione di sperma. Oppure può portare all’oligozoospermia, in cui la concentrazione di spermatozoi è molto bassa (inferiore a 15 milioni per mL o 39 milioni per eiaculato).[5]

Ad esempio, in uno studio, il 65% degli uomini è diventato azoospermico entro 6 mesi dalla somministrazione di Testosterone Enantato a 200mg settimanali [6]. Poiché l’LH e l’FSH non sono stati completamente soppressi (rispettivamente -66,7 e -62,5%), si può ipotizzare che un numero maggiore di uomini sarebbe diventato azoospermico con un dosaggio più elevato e più soppressivo. In effetti, in combinazione con un progestinico (che porterebbe a una più forte soppressione di LH e FSH), si registrano generalmente tassi di azoospermia di quasi il 90% [7]. Tuttavia, uno studio prospettico osservazionale (lo studio HAARLEM) che ha seguito 100 consumatori di AAS prima, durante e in due momenti successivi al ciclo di AAS, ha visto risultati simili a quelli dello studio in cui il 65% degli uomini è diventato azoospermico [8]. I dati relativi all’analisi dello sperma erano disponibili per 91 utilizzatori al termine del ciclo. Nonostante la soppressione praticamente totale di LH e FSH in quasi tutti gli utilizzatori, la concentrazione di spermatozoi era inferiore a 15 milioni per mL nel 68% degli utilizzatori (la conta totale degli spermatozoi era inferiore a 40 milioni nel 77%). Una differenza fondamentale in questo caso potrebbe essere il tempo di soppressione, in quanto l’altro studio ha mostrato il tasso cumulativo di azoospermia fino a 6 mesi, mentre gli utilizzatori di AAS si sono sottoposti a somministrazioni per periodi di tempo variabili, con una durata mediana di 13 settimane. Inoltre, alcuni dei consumatori di AAS hanno utilizzato l’hCG durante il ciclo, che potrebbe aver stimolato in qualche misura la spermatogenesi (tornerò su questo punto più avanti). Anche se gli autori scrivono: “(…) l’uso di hCG non ha avuto effetti rilevabili sulle dimensioni dei testicoli o sulla spermatogenesi”. Questo potrebbe essere attribuito a un sottodosaggio di hCG, a un uso non corretto o forse, in qualche misura, alla mancanza di potenza statistica. Infine, alti dosaggi di AAS – in modo del tutto casuale – potrebbero stimolare la spermatogenesi sostituendo una parte dell’attività androgena endogena mancante, come spiegato nella sezione precedente.

In ogni caso, è chiaro che l’uso di AAS di per se compromette in modo significativo la spermatogenesi.

Uso di AAS e atrofia testicolare:
I testicoli comprendono il compartimento interstiziale, che ospita le cellule di Leydig, e il compartimento dei tubuli seminiferi, che ospita la spermatogenesi. Quest’ultimo è responsabile della maggior parte del volume del testicolo, con valori che in letteratura variano dal 60 al 90% [9, 10]. Gran parte di questo volume è costituito da cellule spermatiche in via di sviluppo. Di conseguenza, quando la spermatogenesi è compromessa, i testicoli diminuiscono di dimensioni. Ad esempio, lo studio citato in precedenza, in cui il 65% degli uomini è diventato azoospermico entro 6 mesi dalla somministrazione di Testosterone, ha visto una diminuzione del volume testicolare del 16,5% [6]. Uno studio in cui il Testosterone è stato combinato con un dosaggio molto basso di un progestinico orale (Levonorgestrel) per ottenere una soppressione più forte ha registrato una riduzione maggiore del volume testicolare, pari a circa il 30% [11]. Lo studio HAARLEM, citato in precedenza, ha registrato una riduzione del 24%. È interessante notare che i consumatori di AAS hanno visto il loro volume testicolare tornare a quello che era 3 mesi dopo la cessazione dell’uso (c’era solo una differenza del -4% a quel punto).

La terapia con gonadotropine (hCG e hMG/FSH) può preservare la spermatogenesi:
L’effetto dell’hCG e dell’FSH o dell’hMG sulla spermatogenesi è forse dimostrato in modo più elegante da una serie di esperimenti di Matsumoto et al. [12]. In primo luogo, soggetti maschi sani hanno ricevuto 5000 UI di hCG due volte alla settimana per 7 mesi. Questo stimola fortemente la produzione di Testosterone da solo e di conseguenza l’FSH viene completamente soppresso. Ciononostante, è stata mantenuta una certa produzione di spermatozoi, la cui concentrazione è stata ridotta da 88 milioni/mL a 22 milioni/mL dopo 4 mesi. Dopo questi 7 mesi, il Testosterone Enantato (200mg settimanali) è stato aggiunto all’hCG per altri 6 mesi in questi uomini. Le concentrazioni di sperma sono rimaste praticamente inalterate (26 milioni/mL negli ultimi 3 mesi).

Dopo questo periodo, 4 soggetti hanno continuato l’hCG per altri 3 mesi senza Testosterone. Successivamente, in due dei soggetti è stato aggiunto l’FSH (100 UI al giorno) e negli altri due l’hMG (75 UI al giorno). L’aggiunta di FSH o hMG ha portato a un forte aumento della produzione di spermatozoi, raggiungendo una media di 103 milioni/mL negli ultimi 2 mesi:

Allo stesso modo, l’FSH da solo può preservare una parte della spermatogenesi durante la soppressione della terapia con testosterone, come illustrato nella figura seguente [13]:

Ciò che si può dedurre da questi risultati è che sia l’FSH che l’hCG possono preservare una certa spermatogenesi durante la soppressione delle gonadotropine da parte del Testosterone, ma che entrambi sono necessari per una spermatogenesi quantitativamente normale. Va notato, tuttavia, che ci sono state marcate differenze interindividuali. Nel precedente studio con hCG, un uomo è diventato azoospermico durante il trattamento con hCG.

Un piccolo studio retrospettivo suggerisce che l’hCG da solo, al dosaggio di 500 UI a giorni alterni, può preservare completamente la spermatogenesi in associazione alla Terapia Sostitutiva del Testosterone [14]. Forse in questi uomini c’era una secrezione residua di FSH sufficiente a consentire la piena conservazione della spermatogenesi. Inoltre, la natura retrospettiva dello studio potrebbe aver portato a una distorsione dei risultati.

Differenze tra hCG, LH e FSH.

Questo mi porta a un altro aspetto che vorrei discutere: il dosaggio. Uno studio ha rilevato che iniettando hCG al dosaggio di 250 UI a giorni alterni si ottiene una concentrazione di Testosterone intratesticolare praticamente uguale a quella del basale [15]. Dato il ruolo centrale del Testosterone intratesticolare nella spermatogenesi, si potrebbe sostenere che questo basso dosaggio dovrebbe essere sufficiente per preservare la spermatogenesi durante l’uso di AAS. Tuttavia, questo aspetto non è stato studiato direttamente in uno studio controllato.

L’hMG (chiamata anche Menotropina o Gonadotropina Umana della Menopausa – human Menopausal Gonadotropin), commercializzato in Italia sotto il nome di MENOGON ®, è un principio attivo per il trattamento dei disordini della fertilità. Si compone di gonadotropine che vengono estratte dalle urine di donne in post-menopausa, gonadotropine che sono solitamente l’Ormone Luteinizzante (LH) e l’Ormone Follicolo-Stimolante (FSH). Spesso, contiene anche Gonadotropina Corionica umana (hCG).

Un dosaggio più elevato, ma comunque inferiore a quello utilizzato negli studi di Matsumoto, ha dimostrato la conservazione di una certa spermatogenesi in pazienti con ipogonadismo secondario con hCG dosato a 500-2500 UI due volte alla settimana [16]. I dosaggi sono stati titolati in base ai livelli di Testosterone raggiunti. Per ottenere una spermatogenesi quantitativamente normale era necessaria l’aggiunta di FSH (3x 150 UI hMG settimanali). Anche in questo caso, però, si trattava di uno studio retrospettivo.

Infine, sono state sollevate alcune perplessità sull’effetto dell’hCG sulla morfologia degli spermatozoi. Uno studio finlandese suggerisce che l’uso concomitante di hCG e AAS ad alti dosaggi può avere un impatto negativo sulla morfologia dello sperma [17]. Lo studio ha seguito 18 atleti di forza amatoriali, 16 dei quali hanno utilizzato l’hCG insieme ad alti dosaggi di AAS. I campioni di sperma sono stati prelevati alla fine del ciclo di AAS, circa 1,5 mesi dopo il ciclo e circa 6 mesi dopo il ciclo. Naturalmente, la produzione di sperma era compromessa, con una conta media di 33 milioni di spermatozoi/mL alla fine del ciclo di AAS. Un soggetto è diventato azoospermico (e lo è rimasto per tutto il successivo periodo di sospensione). Ciò sembra dimostrare che l’uso di hCG può preservare una certa spermatogenesi durante l’uso di AAS. La morfologia dello sperma, tuttavia, era solo del 15% rispetto a una media del 40% di una coorte finlandese di donatori di banche del seme. Inoltre, hanno trovato una correlazione tra la dose totale di hCG utilizzata e gli spermatozoi morfologicamente anormali.

Quando hanno stratificato gli utilizzatori in due gruppi: un gruppo ad alta dose di hCG (>12.000 UI totali) e un gruppo a bassa dose (<12.000 UI totali), hanno notato che c’era una differenza significativa nella morfologia dello sperma tra i due. In media, il 22% era normale nel gruppo ad alto dosaggio e il 72% nel gruppo a basso dosaggio alla fine del ciclo di AAS. Ma come? Se la media del gruppo è del 15%, come può essere più alta sia nel gruppo ad alta dose che in quello a bassa dose? C’è qualcosa di sbagliato nei dati. Questo è un problema dello studio in questione. Da notare che, poiché il gruppo ad alta dose aveva una concentrazione di spermatozoi quasi cinque volte superiore, la quantità assoluta di spermatozoi morfologicamente normali era maggiore nel gruppo ad alta dose.

Si potrebbe obiettare che potrebbe essere l’assenza di FSH, piuttosto che l’hCG di per sé, ad avere un impatto sulla morfologia. Infatti, è stato riscontrato che dosi elevate di hCG migliorano la motilità degli spermatozoi e la morfologia normale in uomini subfertili con livelli normali di FSH [17]. Inoltre, si potrebbe sostenere che l’AAS stesso potrebbe avere un effetto negativo diretto sulla morfologia degli spermatozoi a dosi elevate [18]. Questo potrebbe non manifestarsi se vengono prodotte solo piccole quantità di spermatozoi, come nel caso del gruppo a basso dosaggio. Anche Matsumoto et al. hanno dimostrato che l’hCG (3x 5000 UI settimanali) non ha alcun effetto sulla morfologia degli spermatozoi in associazione al testosterone in un piccolo studio [19]. Infine, anche l’abuso di altre sostanze non dichiarate potrebbe aver avuto un impatto.

Conclusioni:

Ricapitolando, la spermatogenesi è strettamente regolata da LH e FSH. Quando si somministrano AAS, la secrezione di questi due ormoni viene fortemente ridotta. Di conseguenza, anche la spermatogenesi viene fortemente ridotta. Nella maggior parte degli uomini questo porta all’azoospermia. È stato riscontrato che l’uso di hCG mantiene una certa spermatogenesi, anche se a un livello inferiore al normale. L’aggiunta di FSH (direttamente o come parte di hMG) è necessaria per preservare completamente la spermatogenesi. Il dosaggio necessario per mantenere in modo ottimale la spermatogenesi con il solo hCG durante un ciclo AAS non è del tutto chiaro. Dato l’importante ruolo del Testosterone intratesticolare nel mantenimento della spermatogenesi, si potrebbe sostenere che un dosaggio che sostenga questo aspetto sostenga in modo ottimale anche la spermatogenesi. Si potrebbe quindi arrivare a un dosaggio di circa 250 UI a giorni alterni. Tuttavia, gli studi clinici (controllati) che hanno valutato direttamente l’impatto sulla spermatogenesi con la soppressione delle gonadotropine hanno tutti utilizzato dosaggi nettamente superiori. I dati di studi retrospettivi suggeriscono che potrebbero essere sufficienti da 500 a 2500 UI due volte alla settimana. L’ideale sarebbe testare il proprio sperma per capire quale sia il dosaggio più adatto. Si tenga presente che l’intero processo di spermatogenesi e la successiva comparsa di spermatozoi nell’eiaculato possono richiedere fino a circa 3 mesi. I cambiamenti nella terapia potrebbero quindi richiedere almeno 3 mesi prima che i loro effetti si riflettano nell’analisi dello sperma.

Dopo le informazioni fin qui riportate, non ci si stupisce del fatto che nello studio citato nell’introduzione la TRT fosse stata classificata come un “contraccettivo di bassa efficacia”. Se infatti togliamo dall’equazione la somministrazione esogena di hCG e/o FSH [o in alternativa hMG], la condizione di azoospermia è praticamente una certezza. Da considerarsi anche i dosaggi di questi ancillari della TRT. Dosaggi che devono tenere conto della risposta terapeutica soggettiva. Ciò significa che i dosaggi standard per l’hCG, per esempio, rappresentano per la maggior parte dei soggetti solo un punto di partenza che dovrà essere riconsiderato alla luce di esami specifici [vedi spermiogramma].

Un protocollo di fertilità nel quale mi sono imbattuto spesso parlando con atleti o preparatori d’oltre oceano è costituito da una hCG, hMG e Clomifene Citrato. L'”invenzione” di questo protocollo si attribuisce a Dave Palumbo. Non propriamente un luminare dell’endocrinologia ma sicuramente un vagliatore di tester non da poco.

Il protocollo è il seguente:

hCG – 2000 UI a giorni alterni
hMG – 75 UI a giorni alterni
Clomifene Citrato – 50mg al giorno

Clomifene Citrato

In alternativa all’uso di Clomifene Citrato si opta per Enclomifene Citrato, l’isomero trans del Clomifene Citrato. Ma di lui parlerò in un articolo apposito. Rimane comunque il dubbio di una loro sufficiente efficacia additiva.

Encolimfene Citrato

Ho avuto l’opportunità di raccogliere molte testimonianze di utilizzatori. Alcuni di loro hanno trascorso più di un decennio tra cicli, bridge e fasi in TRT. Anche nei casi più estremi, quando è arrivato il momento di avere un figlio, una parte consistente di quelli che hanno seguito questo semplice protocollo sono riusciti a ingravidare la propria moglie/fidanzata:

La sospensione temporanea della TRT per seguire un protocollo di ristabilizzazione dell’Asse HPT e aumentare il numero di spermatozoi con il protocollo di fertilità, non rappresentava una costante ma una eventualità che poteva interessare alcuni individui .

Ovviamente, quanto detto non rappresenta assolutamente una prescrizione medica o un consiglio terapeutico! Si tratta, come sempre, di pura divulgazione scientifica volta alla formazione di una cultura di base utile alla tutela della propria e altrui salute.

Gabriel Bellizzi [CEO BioGenTech]

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  9. S. Melmed. Williams textbook of endocrinology. 13th edition. Elsevier Health Sciences, 2016.
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Ecdysteroidi – tra moda ed evidenze scientifiche.

Introduzione:

Negli ultimi anni il mondo del Bodybuilding e del Fitness è stato letteralmente invaso da affermazioni sensazionalistiche di stampo pubblicitario su una classe di molecole steroidee provenienti dal mondo animale e vegetale: gli Ecdysteroidi. Tra questi sono emersi agli onori della cronaca il 20-hydroxyecdysone e il Turkesterone. Quest’ultimo, in particolare, è stato fortemente pubblicizzato da “influencer” con nozioni di biochimica pari o prossime allo 0 e da venditori con sete speculativa mista ad ignoranza e malafede.

In base a quanto sinteticamente esposto, ho deciso di riportare le cose come sono alla luce delle attuali evidenze scientifiche e della lucida osservazione empirica e dei dati aneddotici.

Introduzione agli Ecdysteroidi:

Gli Ecdysteroidi sono ormoni steroidei degli artropodi responsabili principalmente della muta, dello sviluppo e, in misura minore, della riproduzione;[1][2][3] esempi di Ecdysteroidi includono Ecdysone, Ecdysterone, Turkesterone e 2-deossiecdysone. [4] Questi composti sono sintetizzati negli artropodi a partire dal colesterolo alimentare attraverso la fase metabolica influenzata dalla famiglia dei citocromi P450.[5] I Fitodisteroidi sono presenti anche in molte piante, per lo più come agenti protettivi (tossine o antifeedanti) contro gli insetti erbivori.[6][7]

Infatti, gli Ecdysteroidi sono presenti in molte piante (circa il 6% delle piante esistenti)[8], anche se a livelli solitamente considerati insufficienti per l’estrazione o l’attività biologica. Alcune piante che presentano una maggiore quantità di Ecdysteroidi bioattivi sono:

  • Asparagus Filicinus[9]
  • Spinacia oleracea (Spinaci, fonte di 20-idrossidisone)[10]
  • Quinoa, soprattutto nella crusca, che contiene principalmente 2-idrossidisone e makisteroni[11] e varia da 450-1300mcg/g di ecdysone equivalente[12].
  • Ignami[13]
  • Funghi a bottone bianco[11]
  • Ajuga Turkestanica, fonte del “Turkesterone” idrossilato C-11[14]
  • Rhaponticum carthamoides
  • Silene Praemixta (2-deossiecdysterone e 2-deossi-alfa-ecdysone)
  • Vitex Scabra, con l’1,8% di ecdisteroidi in peso[15] e altre specie di Vitex[16] come cymosa[17] e canescens[18].

Gli Ecdysteroidi prendono il loro nome dal fatto di avere uno scheletro carbossilico steroideo (sterone) e dall’essere associati al processo di muta, altrimenti noto come ecdisi. La ragione della loro esistenza nelle piante (essendo un ormone degli insetti), come precedentemente accennato, è che proteggono le piante dagli insetti non adattati alla loro tolleranza, e quindi sono una fitoalessina.[19-13]

Gli Ecdysteroidi sono composti ormonali coinvolti nel comportamento sessuale degli insetti, nella muta e nella metamorfosi. Gli Ecdysteroidi presentano una somiglianza strutturale con il Testosterone e sono considerati il composto simile al Testosterone più attivo negli insetti.

Di seguito è riportata la struttura generale della famiglia degli Ecdysteroidi:

Sebbene dal 2001 siano noti oltre 200 Ecdysteroidi,[8] e ne siano stati registrati fino a 463[19], la maggior parte di essi non è bioattiva se ingerita per via orale.[20] Tra quelli più comuni, sia nella ricerca che nell’assunzione per via orale, vi sono:

  • Ecdysone
  • Ecdysterone e beta-ecdysterone
  • 20-idrossiecdysone
  • Turkesterone
  • Integristerone A
  • 24(28)-deidramakisterone A
  • Viticosterone E
  • Sileneoside A e C
  • Ponasterone A
  • Citasterone

Farmacologia [biodisponibilità, farmacocinetica, interazione cellulare/recettoriale e metabolismo]:

In uno studio, utilizzando Ecdysteroidi da 0,2mg/kg di peso corporeo (come ecdysone e 20-idrossidysone), l’Ecdysone sembrava avere un’emivita di eliminazione di 4 ore e il 20-idrossidysone un’emivita di eliminazione di 9 ore nell’uomo.[20] Non è nota un’emivita attiva nell’uomo.

Tuttavia, i modelli murini mostrano un’emivita di 8,15 minuti per il 20-idrossidysone quando viene iniettato alla dose di 50mg/kg di peso corporeo nella vena caudale[21] e risultati simili sono stati replicati con il 20-idrossidysone altrove.[22] È stata notata anche un’emivita di 48 minuti (per l’Ecdysteroide Ponasterone A) quando viene iniettato alla dose di 750g.[23]

Nella drosofilia è stato clonato un recettore citoplasmatico, denominato DopEcR, che si lega agli Ecdysteroni e alla Dopamina.[24] È stato teorizzato che alcuni dei meccanismi d’azione avvengano attraverso questo recettore e siano di natura non genomica (non influenzano il nucleo della cellula).[25][26] Tra i possibili effetti non genomici vi è l’afflusso di ioni calcio che inducono la fosforilazione di Akt, di cui parlerò più avanti.

Si ipotizzano anche recettori nucleari (nei mammiferi) della superfamiglia dei recettori nucleari[27]. Il recettore dell’Ecdysterone si dimerizza con i recettori Ultraspiracle (USP) negli insetti per influenzare i geni, ma negli esseri umani deve dimerizzare con il recettore RXR.[20] Sebbene negli insetti l’USP possa dimerizzare con un’ampia varietà di recettori nucleari, nei mammiferi deve formarsi un complesso EcR:RXR perché si verifichino gli effetti. [28] Il legame dell’EcR con recettori non RXR non produce effetti genetici nei vertebrati.[29] È stato tuttavia osservato che l’RXR è un partner “riluttante” per l’EcR e che per la segnalazione genetica tramite EcR:RXR è necessario un relativo eccesso di RXR; questo è stato menzionato in uno studio[20] in relazione a un altro che ha indagato un modello in vitro su una linea cellulare di ovaio di criceto cinese.[30]

Il gambero bruno Crangon crangon possiede molteplici isoforme del recettore degli ecdisteroidi (CrcEcR) e del recettore dei retinoidi-X (CrcRXR). La troncatura dei recettori CrcEcR e CrcRXR non compromette ma altera l’attività transattiva. La modellazione in silico prevede che il tributilstagno (TBT) si adatti alla tasca di legame del ligando di CrcRXR. ► L’esposizione in vitro mostra che la TBT influenza la transattivazione degli Ecdysteroidi. ► La TBT porta a un’alterazione dell’espressione in vivo di CrcEcR e CrcRXR, soprattutto nelle ovaie.

Gli Ecdysteroidi, in particolare il 20-idrossiecdysone e il Pinnatasterone, sono stati chiamati in causa come inibitori delle pompe di efflusso della P-glicoproteina e possono interagire con altri farmaci che vengono metabolizzati ampiamente dalla P-glicoproteina, come la Berberina o l’Icariina.[31]

Pinnatasterone

Nei topi (e nell’uomo) l’escrezione avviene sia per via fecale che per via urinaria. Alcuni studi suggeriscono che la via fecale sia favorita, in quanto gli Ecdysteroidi vengono raccolti dal fegato e poi espulsi negli acidi biliari[32][33], tuttavia almeno uno studio osserva che entrambe le vie possono essere ugualmente importanti,[21] sebbene quest’ultimo studio abbia utilizzato un’iniezione di Ecdysteroidi da 50mg/kg di peso corporeo.

Nell’esaminare i metaboliti fecali, sono stati notati il 4-deossicedisone e composti con un anello B completamente ridotto.[34] In una review è stato osservato che questo metabolismo “ricorda la riduzione epatica del 4-en-3-one sull’anello-A degli ormoni steroidei dei vertebrati”.[20] Quando la scissione della catena laterale avviene tra il C20 e il C22, possono risultare i metaboliti Poststerone e 12-deossicedisone (dal 20-idrossicedysone). [Nei ratti è stato osservato anche un nuovo metabolita, il 2β,3β,6α,22R,25-pentaidrossi-5β-colest-8(14)-ene.[22] Infine, il metabolita 14-deossi-20-ecdysone (osservato come metabolita primario nelle urine umane) può avere interazioni con la microflora intestinale, poiché è noto che la microflora causa la deidrossilazione dei composti steroidei.[35]

Nell’uomo, l’escrezione urinaria di Ecdysterone tende a risultare in uno dei tre composti: l’Ecdysterone in forma invariata, il 2-deossiacidysterone o il Deossiacidysone. Il principale metabolita urinario, con una percentuale del 99,34%, è il Desossiacidysone a 21 ore dall’ingestione di 20mg di Ecdysterone.[36] Un’escrezione urinaria bifasica del composto progenitore è stata notata anche con l’analisi delle urine a 68 ore.[36] Questi metaboliti si trovano anche nelle urine dei ratti.[37]

In realtà non ci sono molte informazioni su questo argomento che possano essere considerate “conclusive”. Sembra che ci sia un’ampia varietà di metaboliti che non sono stati studiati e che il 20-HE persista più a lungo negli esseri umani che nei topi (4,1 ore contro 8,15 m) o che la sua risposta sia dipendente dalla dose. Al momento non si hanno risposte a proposito.

Interazioni neurologiche:

L’Ecdysterone è in grado di aumentare l’induzione enzimatica sia dell’acetilcolinesterasi[38] che della glutammato decarbossilasi.[39] Questi effetti sono a valle della capacità degli Ecdysteroidi di aumentare la sintesi proteica, in quanto l’aumento della sintesi proteica (attraverso l’aumento dell’efficacia dell’mRNA, come ipotizzato da Uchiyama & Otaka[40][41]) si applica ai tessuti proteici (muscolo scheletrico, proteine degli organi) e agli enzimi. L’aumento del glutammato decarbossilato è stato misurato al 25-30% in vivo dopo 2,5-50ug/kg di peso corporeo, anche se la dipendenza dalla dose non era chiara.[39]

Da sinistra: Acetilcolinesterasi e Glutammato Decarbossilasi

Esercita inoltre alcuni effetti protettivi contro le tossine neurologiche.[42][43]

Salute cardiovascolare:

I Fitoecdysoni (la famiglia di cui fa parte l’Ecdysterone) sono promettenti come agenti di riduzione del Colesterolo[44], probabilmente attraverso una maggiore conversione del colesterolo in acidi biliari. Questi effetti sono stati riscontrati a 2,5mg/kg di peso corporeo.

L’Ecdysterone (termine intercambiabile con 20-idrossiecdysterone, o 20-HE) sembra essere in grado di sopprimere la formazione epatica di glucosio e quindi di abbassare i livelli di zucchero nel sangue indipendentemente dalla secrezione di Insulina e dai livelli sierici.[45] La soppressione del metabolismo del glucosio sembra provenire dalla fosfoenolpiruvato carbossichinasi e dalla glucosio-6-fosfatasi, oltre a indurre la fosforilazione di Akt nelle cellule epatiche.[46]

Quando viene somministrato ai ratti alla dose di 10mg/kg di peso corporeo, il composto correlato 20-idrossidysone è in grado di esercitare effetti antidiabetici e antiobesogeni in modelli di obesità animale, suggerendo che potrebbe esercitare questi stessi effetti nell’uomo.[46] Questi cambiamenti hanno anche portato a una maggiore secrezione di Adiponectina da parte degli adipociti di ratto.[46] È stato dimostrato che in altri modelli passati esercita proprietà antidiabetiche simili, indipendentemente dal metodo di ingestione/iniezione.[47][48]

Muscolo-scheletrico e prestazioni sportive:

La somministrazione di Ecdysterone (per via sottocutanea o endovenosa), a circa 5mg/kg di peso corporeo, sembra essere in grado di indurre la sintesi proteica in organi animali come il fegato[49][50] o il muscolo scheletrico.[51] Ciò è probabilmente dovuto a un aumento dell’efficienza di traduzione dell’mRNA piuttosto che a un aumento della sintesi dell’mRNA (trascrizione).[45] Inoltre, gli Ecdysteroidi possono essere in grado di aumentare l’incorporazione della leucina nelle cellule a una dose di 5mg/kg di peso corporeo (lo studio ha riguardato il fegato).[52]

Studi in vitro su cellule muscolari (con 20-idrossiecdysone e Turkesterone) hanno rilevato miglioramenti statisticamente significativi nella sintesi proteica in modo dipendente dalla dose a partire da 0,08nM, con un picco a 0,1nM con una sintesi proteica superiore del 110-120% rispetto al controllo e un plateau a concentrazioni comprese tra 1 e 10nM. [Il metabolita del 20-idrossisterone, il Rubrosterone, sembra essere altrettanto potente se si considera il fegato di topo.[49]

In studi comparativi diretti, l’Ecdysteroide chiamato “Turkesterone” sembra essere più potente rispetto agli altri Ecdysteroidi studiati[53][15], seguito dal Cyasterone e poi dal 20-idrossisterone.[54][22]

Cyasterone

Rispetto al controllo, il Turkesterone ha aumentato la crescita dei ratti (sulla base di mg/die) del 63,5%, l’Ecdysterone del 51,9%, il 2-deossiecdysterone del 21,2% e l’alfa-ecdystone del 19,2%. Questo studio ha utilizzato il Metilandrostenediolo (51,9%) e il Nerobol (57,7%) come composti di confronto, anche se gli effetti del Nerobol [Methandienone] erano più localizzati al muscolo scheletrico, mentre gli Ecdysteroidi avevano un aumento della sintesi proteica sistemica (organo e muscolo).[15] Gli Ecdysteroidi in questo studio non hanno soppresso né causato lo sviluppo della prostata o delle vescicole seminali, e non hanno avuto effetti uterotropi nei ratti femmina; il peso del timo è aumentato del 23-35%, mentre è diminuito del 20% con il Nerobol. Le dosi utilizzate in questo studio sono state di 5mg/kg di peso corporeo per tutti gli Ecdysteroidi e di 10mg/kg di peso corporeo per il Metilandrostenediolo e il Nerobol.[15]

Per quanto riguarda i meccanismi d’azione, gli Ecdysteroidi sembrano in grado di provocare un rapido afflusso di Ca2+ nei miociti che porta alla fosforilazione di Akt e quindi alla sintesi proteica. [Questo effetto si verifica dopo 10 minuti di incubazione ed è inibito dagli inibitori della PI3K, come già visto in altri studi, ma anche dagli inibitori della GPRC e della PLC; inoltre, quando le cellule vengono private del calcio intracellulare, Akt non viene fosforilato e il legame del calcio libero con l’EGTA abbassa la sintesi proteica dal 16% all’8%.[55] Il calcio di per sé può essere un importante mediatore di Akt e della sintesi proteica[56-51], e gli Ecdysteroidi sembrano funzionare in modo vicario attraverso il Ca2+ e Akt.[57]

L’afflusso di calcio aumenta la fosforilazione di Akt di oltre 3 volte a una concentrazione di 0,1uM, con una dose-risposta decrescente fino a 5 volte a 1-10uM.[55] L’effetto di 1uM di 20-idrossiecdysterone su Akt ha raggiunto il picco a 2-4 ore, ma è rimasto superiore al valore di base fino a 24 ore.[55]

Nella discussione di uno studio[24] è stato anche notato che la “coda” degli Ecdysteroidi (γ-idrossi-γ-metilpentanoato), se separata dallo scheletro carbossilico steroideo, assomiglia al metabolita anabolizzante della Leucina HMB (beta-idrossi-metilbutirrato).

Studi in vivo hanno rilevato un aumento dell’anabolismo in un’ampia varietà di animali, come ratti e topi,[50][58][59] suini[60] e quaglie.[61] Gli effetti sul miglioramento della forza sembrano essere indipendenti dall’attività, come valutato dal tempo di nuoto forzato nei ratti che migliora senza un allenamento costante. Alcuni studi passati (precedenti al 2000) suggeriscono che possa aumentare la sintesi proteica anche negli esseri umani.[62] Anche nei ratti sono stati rilevati miglioramenti delle prestazioni.[63]

Nelle pecore, una dose orale di 0,02mcg/kg di Ecdysteroidi al giorno è stata in grado di aumentare il tasso di crescita corporea e la produzione di lana[22] ed è stata più evidente con un apporto nutritivo più scarso. Una dose altrettanto ridotta di 0,4 mg/kg di peso corporeo è stata in grado di aumentare la ritenzione di azoto e preservare la massa magra (al 112-116% del controllo) quando l’assunzione di cibo è stata ridotta dell’11-17% nei suini.[64]

L’aumento dell’attività della fosfatasi alcalina indotta dall’Ecdysterone sembra avvenire attraverso il recettore degli estrogeni.[65] Attraverso questo recettore, anche l’attività dei geni reporter degli estrogeni viene aumentata dall’Ecdysterone.

L’aumento dell’attività osservato nell’espressione del collagene di tipo I, dell’osteocalcina e di Runx2 non sembra avvenire attraverso il recettore degli estrogeni.[66]

Interazioni ormonali:

Al momento è stato condotto un solo studio sull’uomo con l’Ecdysterone. Dosato a 200 mg al giorno, non è stato osservato alcun risultato nei maschi che si allenavano alla resistenza per quanto riguarda il testosterone totale e libero o i cambiamenti nella composizione corporea rispetto al placebo.[64] Quando è stato testato il legame con il recettore degli androgeni, il 20-idrossiecdysterone non sembra avere alcuna affinità di legame e quindi non può attivare il recettore degli androgeni.[67]

Detto questo, nonostante l’assenza di influenza sul Testosterone stesso, l’Ecdysterone potrebbe essere in grado di esercitare effetti simili al testosterone attraverso le vie di trasduzione del segnale (anche se il meccanismo esatto non è ancora noto); un’azione che in definitiva ha lo stesso significato biologico del testosterone.[68]

Non ci sono molte prove, oltre a quelle in vitro, che suggeriscano l’utilità dell’Ecdysterone per la sintesi proteica muscolare o per l’aumento della forza.[69]

Quando è stato testato in vitro in C2C12, 1µM di 20-idrossiecdysone (20-HE) ha aumentato il diametro dei miotubi in modo indipendente dal recettore degli androgeni; sia i corticosteroidi che i bloccanti del recettore degli estrogeni hanno impedito al 20-HE di promuovere la crescita muscolare. [52] In seguito a ulteriori test, il 20-HE sembra attivare sia la variante alfa del recettore degli estrogeni (ERα; EC50 di 25,7nM) sia la variante beta (ERβ; EC50 13nM) e si è riscontrato che 10nM di 20-HE promuove la crescita muscolare attraverso ERβ.[52]

Da sinistra: Recettore Estrogeno α [ERα] e Recettore Estrogeno β [ERβ].

Quando è stato testato in vitro, il 20-idrossiecdysone sembra promuovere l’ipertrofia delle cellule muscolari agendo sul recettore beta degli estrogeni. Questa molecola sembra agire anche sul recettore alfa, e quando entrambi i recettori agiscono contemporaneamente la cellula muscolare sperimenta comunque l’ipertrofia.

Interazioni con i processi ossidativi:

L’Ecdysterone esercita anche effetti protettivi contro la perossidazione lipidica da parte dei radicali liberi, ottenendo uno status di antiossidante.[70] Questo effetto è stato osservato a una dose molto bassa di 0,1mg/kg di peso corporeo ed è risultato più potente della vitamina D su base molecolare.

Meccanismo della sostituzione radicalica che porta alla perossidazione lipidica.

Sistemi organici periferici:

L’Ecdysterone, alla dose di 5mg/kg di peso corporeo, è in grado di ripristinare la normale velocità di filtrazione glomerulare e di sopprimere l’albuminuria nei ratti trattati con una miscela nefrotossica[46] e può alleviare i sintomi dell’uremia associata al danno epatico.[58]

Come discusso nella sezione sul metabolismo dei grassi, l’Ecdysterone è in grado di aumentare il tasso di secrezione biliare e di migliorare la rigenerazione del fegato dopo un danno da tossina (Eliotrina).[46]

Eliotrina

Per quanto riguarda la pelle, l’Ecdysterone sembra essere in grado di promuovere la differenziazione dei cheratinociti e di accelerare piccole ferite e ustioni quando viene applicato esternamente.[46]

Longevità e aspettativa di vita:

Gli Ecdysteroidi sono uno dei due ormoni degli insetti (l’altro è l’ormone giovanile) che sembrano essere coinvolti nella durata della vita di questi animali, con l’Ecdysterone come agente che aumenta la durata della vita.[71][72] La trasfezione di Drosophilia con un recettore per l’Ecdysone aumenta la durata della vita.[72] Tuttavia, gli studi sull’uomo sono inesistenti e gli altri modelli animali molto preliminari.

Drosophila Melanogaster [moscerino della frutta]

Sicurezza e tossicità:

Gli Ecdysteroidi, nel complesso, sono abbastanza sicuri per l’ingestione. I benefici sembrano manifestarsi a dosi intorno ai 10mg/kg di peso corporeo, mentre la tossicità accertata nei mammiferi (roditori) è di 6400mg/kg di peso corporeo se iniettati e >9000mg/kg di peso corporeo se consumati per via orale.[42][41]

Tuttavia, i dati sull’uomo sono pochi e non sempre aventi un design ottimale al fine di poter fare una analisi oggettiva dei dati in essi riportati. Al momento però, sono maggiori le segnalazioni di mancanza totale di effetti piuttosto che di conseguenze negative dopo la loro somministrazione orale o transdermica. Gli effetti avversi negativi denunciati da alcuni utilizzatori sono stati dolori gastro-intestinali, reflusso e dissenteria comparse dopo l’inizio della somministrazione orale e cessate poco dopo l’interruzione della stessa. In alcuni casi, la somministrazione topica ha comportato la comparsa di rush cutanei nella zona di applicazione.

Bisogna comunque ricordare che ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria, nel mondo fisico e umano. Indi per cui, pretendere modifiche dell’omeostasi senza potenziali conseguenze indesiderate è da idioti illusi.

Conclusioni:

Se avete compreso bene quanto riportate, vi sarete resi conto che mancano interventi validi sull’uomo. Quindi, parlare di assenza di effetti collaterali o efficacia certa è solamente espressione di becera ignoranza venduta ad un pubblico in perenne ricerca della “pillola magica”. E, a dirla tutta, dopo anni di dati raccolti, vi posso dire che non è proprio il caso degli Ecdysteroidi l’essere la panacea di tutti i mali.

Vorrei che consideraste il fatto che il 20-idrossiecdysone (20HE), per fare un esempio, è risultato limitato nella segnalazione muscolo-scheletrica e epatica della protein chinasi B/Akt-mTOR1 nei topi. Anche la biodisponibilità del 20HE, consumato da solo o con la Leucina, è rimasta bassa a tutte le dosi ingerite.[https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26584207/]

Schema semplificato della via di segnalazione PI3K/AKT/mTOR nel Condrocita.

Sebbene esista uno studio svolto su 46 soggetti (principianti) affermi che la somministrazione di Ecdysterone ha portato ad osservare un aumento significativo della massa muscolare e aumenti significativamente più pronunciati nelle prestazioni di panca ad una ripetizione. Come se non bastasse, i ricercatori hanno affermato che non è stato rilevato alcun aumento dei biomarcatori di tossicità epatica o renale. La loro conclusione? Ché i dati raccolti sottolineano l’efficacia di un’integrazione di Ecdysterone rispetto alle prestazioni sportive, suggerendo fortemente l’inclusione dell’Ecdysterone nell’elenco delle sostanze e dei metodi proibiti nello sport nella classe S1.2 “altri agenti anabolizzanti”. Lo studio in questione è del 2019, ma rappresenta un eccezione in una letteratura contraria o neutra. Basta leggere bene lo studio per trovarne le “crepe di design” le quali lo rendono ottimo per i venditori ma pessimo per chiarire oggettivamente le cose.

La questione recettoriale mette ancora di più in difficoltà il valutare le possibili e reali potenzialità ipertrofiche negli esseri umani. Sebbene la struttura degli Ecdysteroidi sia in qualche modo simile a quella degli ormoni steroidei dei vertebrati, esistono diverse differenze strutturali tra i due gruppi di steroidi. Nonostante queste differenze strutturali essenziali, gli Ecdysteroidi esercitano nei vertebrati numerosi effetti simili a quelli degli steroidi ormonali dei vertebrati e possono servire come efficaci agenti anabolizzanti, epatoprotettivi, immunoprotettivi, antiossidanti e ipoglicemizzanti. Gli Ecdysteroidi non si legano ai recettori steroidei citosolici, ma è probabile che influenzino le vie di trasduzione del segnale, come gli steroidi anabolizzanti, probabilmente attraverso recettori legati alla membrana. L’applicazione di fitoecdisteroidi sarebbe anche una promettente alternativa all’uso di steroidi anabolizzanti-androgeni per l’apparente mancanza di effetti avversi, se non fosse che le conoscenze in nostro possesso sui reali effetti quando somministrati agli uomini siano molto limitate. Chiunque affermi con certezza che l’applicazione dei fitoecdisteroidi porti all’aumento delle dimensioni muscolari dovrebbe sapere che per poter affermare con certezza ciò è necessaria una ricerca rigorosa, poiché non è ancora disponibile una spiegazione citologica adeguata oltre a prove incontrovertibili.

E’ ormai risaputo che gli estrogeni hanno una serie di effetti metabolici sul muscolo scheletrico. Quando gli individui di sesso femminile perdono gli estrogeni attraverso l’ovariectomia, la funzione mitocondriale, la microviscosità della membrana e le attività del complesso I e I+III diminuiscono (Torres et al., 2018). La perdita di estrogeni provoca anche un aumento della produzione mitocondriale di H2O2 (Valencia et al., 2016), una diminuzione dei livelli di proteine antiossidanti come la glutatione perossidasi, la catalasi e la superossido dismutasi (Baltgalvis et al., 2010; Valencia et al., 2016) e un’alterata sensibilità all’insulina (Torres et al., 2018). Questi effetti sono dovuti alla perdita di estrogeni, poiché il ripristino di livelli normali di questi ormoni ripristina la redox cellulare e l’omeostasi del glucosio nel muscolo scheletrico (Spangenburg et al., 2012; Camporez et al., 2013; Torres et al., 2018).

Al di là dei ruoli metabolici, gli estrogeni sono chiaramente benefici per la massa e la forza muscolare, almeno nei modelli animali (McClung et al., 2006; Kitajima e Ono, 2016). Si ipotizza, quindi, che in assenza di estrogeni, il muscolo è più soggetto a lesioni e questo limita la ricrescita (McClung et al., 2006). Sulla base di questi e altri dati, Enns e Tiidus (2010) hanno proposto che gli estrogeni potrebbero stabilizzare la matrice extracellulare o agire come antiossidanti per ridurre le lesioni muscolari; tuttavia, l’effetto degli estrogeni sul muscolo umano non è stato definito con altrettanta chiarezza perché le variazioni di estrogeni sono transitorie o associate a differenze confondenti di età, livello di forma fisica e tipo e intensità di esercizio (Enns e Tiidus, 2010). Infine, molti studi che cercano di capire il ruolo degli estrogeni sulla funzione muscolare si concentrano sulle differenze di sesso, che vanno ben oltre le semplici variazioni dei livelli ormonali.

Una delle differenze muscolo-scheletriche meglio caratterizzate tra uomini e donne è il tasso di rottura del legamento crociato anteriore (ACL). Le rotture del legamento crociato anteriore si verificano con una frequenza da 2 a 8 volte maggiore tra le atlete rispetto agli uomini (Arendt e Dick, 1995; Adachi et al., 2008). Quando la concentrazione di estrogeni aumenta durante il ciclo mestruale, aumenta anche la lassità del ginocchio (Shultz et al., 2010, 2011, 2012a). Infatti, è stato riscontrato che la lassità del ginocchio è aumentata tra 1 e 5 mm tra il primo giorno delle mestruazioni e il giorno successivo all’ovulazione, a seconda dei livelli di estrogeni. Infine, Park et al. hanno riscontrato una diminuzione del 17% della rigidità del ginocchio durante la fase ovulatoria, con una variazione della lassità del ginocchio da 13,35 ± 2,53 mm durante la fase follicolare a 14,43 ± 2,60 mm durante l’ovulazione (Park et al., 2009). Al contrario, Carcia et al. (2004) non hanno riscontrato variazioni nello spostamento del ginocchio in relazione al ciclo; tuttavia, è importante notare che questi autori hanno utilizzato la lunghezza del ciclo auto-riferita per stimare la fase mestruale, mentre gli altri studi hanno misurato direttamente i livelli di estrogeni in concerto con la lassità del ginocchio. Poiché Myer et al. (2008) hanno dimostrato che per ogni aumento di 1,3 mm dello spostamento del ginocchio, il rischio di lesione del legamento crociato anteriore aumenta di 4 volte, l’aumento della lassità del ginocchio riportato da Deie, Park e Shultz potrebbe spiegare il tasso di rottura del legamento crociato anteriore da 2 a 8 volte superiore nelle donne (Arendt e Dick, 1995; Adachi et al., 2008). Quindi, se gli estrogeni diminuiscono l’attività della lisil-ossidasi nei tendini, ci si aspetterebbe che questo diminuisca la rigidità dei tendini e quindi l’incidenza di lesioni ai muscoli associati. In effetti, come già detto, le donne subiscono meno lesioni muscolari degli uomini (Hägglund et al., 2009; Edouard et al., 2016).

È chiaro che gli estrogeni hanno un effetto significativo sulla funzione muscolo-scheletrica. In passato, gran parte della ricerca si è concentrata sulla forte connessione tra estrogeni e ossa. Tuttavia, recentemente l’effetto degli estrogeni su altri tessuti muscolo-scheletrici, come muscoli, tendini e legamenti, è diventato oggetto di maggiori ricerche. Questi studi chiariscono che gli estrogeni migliorano la proteostasi muscolare e aumentano il contenuto di collagene dei tendini; tuttavia, i benefici sull’osso e sul muscolo avvengono al prezzo di una minore rigidità del tessuto connettivo. Tuttavia, con l’aumento delle donne che praticano sport, è chiaro che questi effetti fisiologici degli estrogeni contribuiscono a diminuire la potenza e le prestazioni e rendono le donne più inclini a subire infortuni catastrofici ai legamenti.

Ma perchè ho riportato tutto ciò? Semplicemente per farvi capire alcuni punti essenziali:

  • La mancanza di interazione con i AR da parte degli Ecdysteroidi e la loro affinità nei mammiferi a carico dei ERα e ERβ;
  • tale affinità ha il potenziale di promuove la crescita muscolare attraverso il ERβ;
  • tale interazione, però, non è mai stata accuratamente monitorata e quantificata nell’uomo, di conseguenza non si ha alcuna certezza che il potenziale sia statisticamente significativo;
  • date tali caratteristiche sembrerebbe più probabile che l’assunzione di Ecdysteroidi possa avere un qualche effetto protettivo su tendini e legamenti oltre che sulla matrice ossea;
  • la scarsa biodisponibilità che caratterizza gli Ecdysteroidi assunti per via orale renderebbero molto difficile il mantenimento di una soglia ematica efficace;
  • notando le caratteristiche strutturali degli Ecdysteroidi, sebbene abbiano mostrato una emivita di 8h circa in media, non suggerisce un potenziale di legame ormone-recettore elevato con conseguente ulteriore dubbio del grado di efficacia;
  • l’affinità con i ER potrebbe, se si dovessero raggiungere soglie ematiche sufficienti, indurre un feedback negativo a livello ipotalamico-ipofisario con conseguente calo della secrezione di LH e FSH e alterazioni consequenziali di Testosterone, DHT ed Estradiolo [vedi alterazioni nel comportamento sessuale, depressione, letargia ecc…];
  • si è proposta l’ipotesi che l’interazione con i ER a livello ipotalamico-ipofisario possa dare un effetto simile a quello riscontrato con i SERM. Tuttavia tale ipotesi risulta ad oggi indimostrata;
  • l’affinità con i ER potrebbe, se si dovessero raggiungere soglie ematiche sufficienti, causare la comparsa di effetti collaterali estrogeno-dipendenti, sebbene l’iterazione con il ERβ, in specie l’isoforma ERβ1, abbia mostrato un attività protettiva antitumorale che, secondo alcuni, potrebbe avere una valenza preventiva sullo sviluppo di ginecomastia. Anche questa rimane una ipotesi senza dimostrazione;
  • possibile interazione ad esito sconosciuto con l’asse GH/IGF-1 mediata dal legame con il ERα e ERβ a livello epatico.

Siete confusi? Non dovreste. Infondo, adesso, avete gli strumenti di logica per valutare quanto possa valere la pena acquistare un integratore contenente Ecdysteroidi. Si tratta di un azzardo che potrebbe non limitarsi solo alla componente economica visti i dosaggi necessari per poter sperare (forse) di osservare miglioramenti nella composizione corporea e/o nelle prestazioni atletiche.

Gabriel Bellizzi [CEO BioGenTech]

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“High-Low responders” nell’ipertrofia muscolare ormone-correlata: tra questione di espressività recettoriale e mutazioni geniche  [2° ed ultima parte].

Nella prima parte abbiamo discusso del impatto sull’ipertrofia muscolare ormone-correlata dato dal numero, densità e sensibilità dei Recettori degli Androgeni [AR] espressi in modo variabile secondo caratteristiche genetiche individuali. In questa seconda ed ultima parte tratteremo della mutazione del gene della Miostatina e del suo impatto nella suddivisione tra “High” e “Low” gainers/responders.

Introduzione alla mutazione del gene della Miostatina:

Un altro fattore da considerare sarebbe quello della Miostatina e sulla mutazione del suo gene regolatore.

Il gene della Miostatina (MSTN) è un gene che fornisce le istruzioni per la produzione della proteina Miostatina.

La Miostatina regola la crescita del muscolo scheletrico limitandola quando necessario. A sua volta, impedisce all’organismo di aumentare troppo la massa muscolare anche attraverso la regolazione del catabolismo muscolare.

La ricerca attuale che circonda la Miostatina si basa sul suo trattamento di controllo per le malattie degenerative del sistema muscolo-scheletrico.

Per coincidenza, gli animali che presentano mutazioni nel gene codificante MSTN mostrano una maggiore massa muscolare, forza e, in alcune circostanze, anche una riduzione del grasso corporeo.

Esempi di carenze di miostatina si trovano in modelli di roditori da esperimenti e nell’industria zootecnica con bovini carenti di Miostatina, come già accennato nel precedente articolo.

I topi privi del gene per la sintesi della Miostatina hanno una massa muscolare circa doppia rispetto ai topi normali [1].

Confronto tra topi wild-type e F66/Mstn-/- [mutazione del gene della Miostatina].

Gli inibitori della Miostatina sono stati proposti da molti come la più promettente nuova area scientifica nel contesto del bodybuilding, nonché come un trattamento alternativo potenzialmente migliore per le malattie da deterioramento muscolare.

Gli esemplari di Belgian Blu presentano una mutazione del gene della Miostatina, che impedisce il corretto funzionamento del ciclo di feedback di inibizione della crescita muscolare.

Questa mutazione interferisce con il deposito di grasso e può portare a un’accelerazione della crescita muscolare magra.

L’accelerazione della crescita muscolare nei Belgian Blues è dovuta principalmente ai cambiamenti fisiologici delle cellule muscolari (fibre) dell’animale, che passano da una modalità di crescita ipertrofica a una iperplasica.

Questa crescita avviene nel feto e fa sì che un vitello nasca con un numero di fibre muscolari due volte superiore a quello di un vitello senza mutazione del gene della Miostatina [2].

(A) Analisi di sequenziamento dei tipi di mutazione biallelica MSTN nei vitelli clonati. I tipi di mutazione biallelica MSTN consistevano in una delezione di 6 bp in un allele (gli ultimi 4 bp dell’esone 1 e i primi 2 bp dell’introne 1) e in una delezione di 117 bp (posizioni nucleotidiche 8-124 nell’introne 1) e un’inserzione di 9 bp (gli ultimi 2 bp dell’esone 1 e i primi 7 bp dell’introne 1, AG GCACGGG) nell’altro allele, che erano coerenti con la colonia 6. Le lettere rosse rappresentano l’esone 1 di MSTN e le lettere blu rappresentano l’introne 1 di MSTN. (B) I vitelli con mutazioni bialleliche di MSTN mostravano il fenotipo doppio muscoloso e non presentavano effetti negativi. Nei cerchi rossi, la massa muscolare del vitello mutante MSTN (a sinistra) era maggiore di quella del vitello wild-type (a destra). (C) Sezioni trasversali del muscolo quadricipite colorate con ematossilina ed eosina. Le fibre muscolari dei vitelli con mutazioni bialleliche di MSTN (a sinistra) erano ipertrofiche, rispetto a quelle dei vitelli wild-type (a destra). Tutti gli animali avevano un mese di età alla data del prelievo dei campioni di tessuto.

Il paradosso dell’aumento della Miostatina in risposta agli Androgeni:
Anche se probabilmente esistono altri meccanismi di controregolazione nell’organismo che inibiscono la crescita muscolare eccessiva, il fattore principale sembra essere l’aumento della Miostatina. La Miostatina aumenta per impedire l’aumento di massa muscolare non salutare.

In uno studio sono stati valutati gli effetti del Testosterone e del Trenbolone esogeni sui livelli di Miostatina [3]. Questo studio ha dimostrato che dopo 29 giorni di somministrazione di Testosterone o Trenbolone, i livelli di proteina Miostatina erano più alti del 197% nel gruppo castrato e Testosterone e del 209% nel gruppo castrato e Trenbolone rispetto al placebo.

C’è un motivo per cui questo meccanismo è presente nell’organismo umano e non è possibile crescere in modo lineare. I meccanismi omeostatici del corpo cercheranno sempre di ristabilire l’equilibrio, la dove in grado.
Quindi, come già detto, la Miostatina è un inibitore della crescita che aumenta in presenza di androgeni in misura dose-dipendente.

In base alle ricerche attuali, sembra che quanto più alta è la dose di anabolizzanti esogeni, tanto maggiore è il potenziale di crescita muscolare e, di conseguenza, tanto più alta sarà la Miostatina per inibire tassi spropositati di crescita muscolare.

In uno studio che ha valutato l’effetto di dosi graduate di Testosterone sui livelli di Miostatina in uomini giovani e anziani, i livelli di Miostatina erano significativamente più alti al giorno 56 rispetto al basale in entrambi i gruppi [4].

E’ singolare constatare che l’aumento di Miostatina si manifesti a grado significativo dopo 29 giorni di somministrazione cronica di AAS. In effetti, inizialmente la risposta è inversa, cioè inibitoria.

L’ipotesi della Miostatina non è scientificamente teorizzabile al momento. Essa presenta alcune lacune nei dati che contraddicono i suoi effetti di inibizione della crescita muscolare.

Tuttavia, sulla base di ciò che sappiamo finora, la ricerca suggerisce che è più che probabile che sia il principale meccanismo di regolazione coinvolto nella risposta alla crescita muscolare rispetto all’attivazione del Recettore degli Androgeni. È infatti noto che la Miostatina regola negativamente la massa muscolare nei topi, nei bovini, nei cani e nell’uomo [5].

Mutazioni del gene della Miostatina e influenza sui progressi nel bodybuilding:

E’ stato condotto un piccolo studio per scoprire se le mutazioni dello SNP rs1805086 hanno un impatto sulla popolazione maschile che pratica il bodybuilding dal punto di vista dell’ipertrofia muscolare e delle prestazioni muscolari [6].

L’obiettivo secondario era quello di ipotizzare se le mutazioni rare siano più diffuse in coloro che decidono di scegliere uno sport come il bodybuilding, dal momento che la ricerca indica che le mutazioni del MSTN possono indurre un maggiore aumento della massa muscolare e una riduzione del grasso corporeo.

Il polimorfismo Lys(K)153Arg(R) nell’esone 2 (rs1805086, sostituzione 2379 A>G) del gene della Miostatina (MSTN) è candidato a influenzare i fenotipi del muscolo scheletrico ed è elencato su SNPedia come il genotipo a maggior rischio di causare l’ipertrofia muscolare legata alla Miostatina [7, 8].

Il 17% del gruppo di soggetti aveva una mutazione (AG), l’83% aveva l’esito comune (AA) e lo 0% (0) aveva due mutazioni (GG).

I soggetti con genotipo AG avevano una circonferenza media del braccio di 46,37 cm rispetto agli AA che avevano una media di 42,02 cm.

I soggetti con il genotipo AG avevano un punteggio medio di pull-up max di 21, rispetto agli AA che avevano una media di 12.

I soggetti con genotipo AG avevano una media di flessioni massime pari a 61 rispetto agli AA che avevano una media di 40.

Lo studio mostra chiaramente che i soggetti con una mutazione sono rari, tuttavia la mutazione sembra dare al soggetto un vantaggio in termini di prestazioni e di dimensioni rispetto a quelli con il risultato comune.

Un altro studio ha ottenuto risultati simili valutando i polimorfismi A55T e K153R [9].

I ricercatori di questo ultimo studio hanno affermato che i loro risultati indicano che gli individui con genotipo AT + TT del polimorfismo A55T hanno mostrato un aumento significativo dello spessore dei bicipiti (0,292 ± 0,210 cm, P = 0,03), ma non dei quadricipiti (0,254 ± 0,198 cm, P = 0,07), rispetto ai portatori del genotipo AA.

Per il polimorfismo K153R, gli aumenti degli spessori sia del bicipite (0,300 ± 0,131 cm) che del quadricipite (0,421 ± 0,281 cm) erano significativamente più elevati tra gli individui con genotipo KR rispetto a quelli con genotipo KK (P < 0,01 per entrambi i muscoli).

I risultati ottenuti suggeriscono quindi una possibile associazione tra i due polimorfismi e l’ipertrofia muscolare indotta dall’allenamento di forza tra gli uomini di etnia cinese Han.

Il polimorfismo K153R è lo stesso polimorfismo Lys(K)153Arg(R) nell’esone 2 (rs1805086, sostituzione 2379 A>G) del gene della Miostatina (MSTN) valutato nel primo studio citato.

Fotografie di un bambino con mutazione del gene della Miostatina all’età di sei giorni e sette mesi (pannello A), ecografie (pannello B) e analisi morfometriche (pannello C) dei muscoli del paziente e di un neonato di controllo e pedigree del paziente (pannello D).
Le punte di freccia nel pannello A indicano i muscoli sporgenti della coscia e del polpaccio del paziente. Nel pannello B, una sezione trasversale ultrasonografica (trasduttore lineare, 10 MHz) attraverso la parte centrale della coscia rivela le differenze tra il paziente e un neonato di controllo della stessa età, sesso e peso. VL indica il vasto laterale, VI il vasto intermedio, VM il vasto mediale, RF il retto femorale e F il femore. Nel pannello C, i ritracciamenti dei contorni dei muscoli e i risultati dell’analisi morfometrica dei piani delle sezioni muscolari dei due neonati rivelano differenze marcate. Il pannello D mostra il pedigree del paziente. I simboli solidi indicano i membri della famiglia che sono eccezionalmente forti, secondo le informazioni della loro storia clinica. I simboli quadrati indicano i membri della famiglia di sesso maschile e i cerchi quelli di sesso femminile.

Gli SNP influenzano l’ipertrofia muscolare correlata alla Miostatina:

Secondo SNPedia, questi 3 SNP sono sicuramente correlati all’ipertrofia muscolare legata alla Miostatina:

L’SNP rs1805086, in particolare, è quello più comunemente esaminato in relazione ai risultati del bodybuilding.

Viene spesso citato nelle discussioni sul “gene del bodybuilder”.

Il genotipo AA dello SNP rs1805086 è considerato quello comunemente presente, mentre gli alleli di rischio sono il genotipo GG dello SNP rs1805086.

La malattia letteralmente elencata come esito potenziale del possesso di questo genotipo di rischio è l’ipertrofia muscolare legata alla Miostatina.

Avere un solo allele G è raro, ed essere omozigoti per esso è molto raro.

E’ stato ipotizzato che Flex Wheeler avesse probabilmente il genotipo GG più raro per l’SNP rs1805086.

Victor Conte, Flex Wheeler e la “sua mutazione”:

Si presume che Flex Wheeler abbia partecipato a uno studio condotto in collaborazione con il dipartimento di genetica umana dell’Università di Pittsburgh, che ha coinvolto 62 uomini.

Durante questo studio, Flex avrebbe scoperto di avere una mutazione molto rara della Miostatina nella posizione dell’esone 2 del gene.

Flex Wheeler

In teoria, questa presunta mutazione genetica impediva al suo organismo di produrre quantità normali di Miostatina, determinando di conseguenza un numero di fibre muscolari molto più elevato rispetto agli uomini nella media.

Gli animali e gli esseri umani con livelli di Miostatina inibiti hanno costantemente dimostrato di avere livelli di muscolatura molto più elevati rispetto alle loro controparti non inibite, e sulla base di ciò non è assurdo supporre che i mostri di genetica nel bodybuilding abbiano sviluppato il loro fisico come risultato anche di una mutazione genetica simile.

In teoria, chi ha bassi livelli di Miostatina potrebbe continuare a progredire a ritmi che sarebbero impossibili per chi ha livelli normali del peptide.

Il risultato finale di livelli cronicamente bassi di Miostatina potrebbe essere un aumento muscolare sostanzialmente maggiore a parità di variabili.

Victor Conte è una delle persone associate allo studio sulla mutazione della Miostatina condotto su Flex Wheeler e su una serie di altri bodybuilder professionisti IFBB.

Il 99% di coloro che nella comunità del bodybuilding discutono della carenza di Miostatina di Flex fanno riferimento a una lettera scritta nell’ottobre 1998 da Victor Conte.

Non è chiaro se questa lettera sia legittima e inalterata, ma per quanto possa valere, la considereremo legittima in quanto è quella che è circolata nella comunità del bodybuilding per anni.

1 ottobre 1998

Oggetto: Flex Wheeler

A chi può interessare:

Scrivo questa lettera su richiesta di Flex Wheeler.

Vorrei innanzitutto fornirvi alcune informazioni di base sui Laboratori BALCO. BALCO lavora con atleti olimpici e professionisti d’élite da oltre quindici anni. BALCO ha fornito test e consulenze a oltre 250 giocatori della NFL, tra cui l’intera squadra dei Denver Broncos, campione del Super Bowl 1998, e l’intera squadra dei Miami Dolphins. BALCO lavora con atleti professionisti in molti sport, tra cui tennis (Michael Chang, Jim Courier, ecc.), hockey, bodybuilding (10 dei 16 concorrenti di Mr. Olympia 1998), atletica leggera, calcio e basket (Seattle SuperSonics).

Nell’ultimo anno i Laboratori BALCO hanno effettuato test e monitoraggi di routine su Flex. Sono stati eseguiti esami come quelli ematochimici (SMAC), emocromo completo (CBC), PSA, livelli di ormoni anabolizzanti, genotipizzazione e analisi complete degli elementi nutrizionali. I risultati dei test di Flex sono stati confrontati con quelli di altri ventiquattro bodybuilder professionisti e nel complesso il suo profilo è tra i più sani. In sostanza, Flex gode di ottima salute e ha dimostrato la disciplina necessaria per mantenere un livello di preparazione ottimale.

Flex ha partecipato a uno studio condotto di recente in collaborazione con il Dipartimento di Genetica Umana dell’Università di Pittsburgh, che ha coinvolto 62 uomini che hanno ottenuto aumenti di massa muscolare insolitamente elevati in risposta all’allenamento della forza (extreme responders). Flex era uno dei soli nove rispondenti estremi che presentavano la rarissima “mutazione della Miostatina”. Il gene della Miostatina regola il peptide che “limita la crescita muscolare”. In particolare, Flex presentava la forma più rara di mutazione della Miostatina nella posizione “esone 2” del gene. Ciò significa semplicemente che Flex ha un numero molto maggiore di fibre muscolari rispetto agli altri soggetti o alla popolazione normale. Riteniamo che questi siano i primi risultati di una mutazione della Miostatina nell’uomo e i risultati di questo studio di riferimento sono già stati presentati per la pubblicazione. In Flex è stato anche riscontrato un tipo di gene IGF-1 molto insolito. Infatti, Flex è stato l’unico partecipante allo studio a non avere una “corrispondenza”. Tutti gli altri rispondenti estremi avevano almeno altri tre soggetti con un gene IGF-1 corrispondente. Sulla base del profilo genetico unico di Flex, abbiamo intenzione di pubblicare rapidamente un documento scientifico che riveli il suo genotipo completo in modo dettagliato. La pubblicazione dei suoi straordinari dati genetici dovrebbe generare un’enorme esposizione mediatica.

Spero che queste informazioni siano utili e vi prego di chiamarmi se posso esservi d’aiuto.

Cordiali saluti,

/Victor Conte

Victor Conte

Presidente

BALCO Laboratories, Inc.

Da sinistra: Flex Wheeler, Victor Conte e Gunter Schlierkamp

Lo studio sulla mutazione della Miostatina condotto su Flex Wheeler e altri professionisti IFBB:

Questo studio è comunemente citato, ma devo ancora venire a conoscenza di qualcuno che lo abbia effettivamente trovato e che abbia incrociato i dati in esso contenuti con le affermazioni fatte nella lettera di Victor Conte.

Ma, facendo qualche ricerca, l’ho trovato.

Lo studio si chiama “frequent sequence variation in the human myostatin (GDF8) gene as a marker for analysis of muscle-related phenotypes” [10].

In base a quanto dichiarato da Victor nella sua lettera, c’erano nove rispondenti estremi con una mutazione molto rara della Miostatina.

Si suppone che Flex Wheeler avesse la mutazione più rara di tutte nella posizione dell’esone 2 del gene, che lo rendeva unico rispetto a tutti gli altri individui dello studio.

Soggetti dello studio:

Il sequenziamento di regioni selezionate del gene della Miostatina e la genotipizzazione di varianti comuni sono stati eseguiti in un campione di confronto di 96 soggetti caucasici e 96 afroamericani selezionati a caso dalla popolazione generale.

Altri 72 individui sono stati sottoposti a screening per la presenza di una variante comune dell’esone 2.

Centocinquantatré soggetti, tra cui 127 uomini (32 afroamericani, 91 caucasici e 4 asiatici) e 26 donne (9 afroamericani, 16 caucasici e 1 asiatico), sono stati classificati in base all’entità dell’aumento della massa muscolare registrato con l’allenamento della forza.

I soggetti erano costituiti da:

  • 18 culturisti di livello mondiale (classificati tra i primi 100 al mondo)
  • 25 culturisti agonisti non classificati tra i primi 100
  • 7 sollevatori di potenza d’élite
  • 9 giocatori di calcio universitari
  • 55 soggetti non allenati in precedenza, ai quali è stato misurato il volume del muscolo quadricipite mediante risonanza magnetica prima e dopo 9 settimane di allenamento di resistenza pesante degli estensori del ginocchio
  • 61 non atleti, che sono stati interrogati sulla loro capacità di aumentare la massa muscolare in risposta a un allenamento di forza intenso e prolungato.

5 dei 18 bodybuilder di livello mondiale erano concorrenti di Mr. Olympia, classificati tra i primi 10 al mondo.

Il punteggio di 5 è stato assegnato a coloro che erano bodybuilder di livello mondiale e a coloro che avevano aumentato la massa muscolare dei quadricipiti di oltre 400 cm³ dopo solo 9 settimane di allenamento della forza, mentre il punteggio di 0 è stato assegnato a coloro che non avevano registrato un aumento notevole della massa muscolare dopo un allenamento della forza vigoroso per almeno 6 mesi.

Diciotto soggetti hanno ricevuto un punteggio di 5, mentre 13 hanno ricevuto un punteggio di 0. I restanti soggetti hanno avuto una valutazione intermedia.

Le valutazioni dei restanti soggetti si collocano tra questi due estremi.

62 soggetti con valutazione 4 o 5 sono stati classificati come responder estremi e sono stati confrontati con 48 soggetti con valutazione 0 o 1, classificati come non responder.

I soggetti sono stati anche raggruppati e confrontati per etnia.

Le informazioni sulle variazioni della massa muscolare con l’allenamento della forza nei restanti soggetti sono state ottenute attraverso le stime della massa priva di grasso valutate con l’assorbimetria a raggi X a doppia energia o l’idrodensitometria oppure, nel caso di bodybuilder agonisti, sollevatori di potenza, giocatori di calcio e non atleti, attraverso i dati del questionario sui precedenti successi nelle competizioni di bodybuilding e/o sulle variazioni della massa muscolare con l’allenamento della forza.

Risultati dello studio:

Senza annoiarvi con i dettagli meno rilevanti dello studio, la parte più rilevante è la conclusione.

La mancanza di una relazione significativa tra i genotipi della Miostatina e la risposta complessiva della massa muscolare all’allenamento della forza suggerisce che la risposta non è influenzata in modo significativo dalla variazione del locus della Miostatina.

Tuttavia, è interessante notare che tre dei non responder afroamericani erano omozigoti per l’allele meno comune (Arg) nel sito K153R dell’esone 2, mentre nessuno dei responder era omozigote per questo allele.

Tre delle cinque mutazioni che causano il fenotipo del muscolo doppio nei bovini si verificano nell’esone 2 e sono recessive, ma due sono mutazioni di terminazione della catena e una è una delezione, che dovrebbe produrre una proteina della Miostatina non funzionale.

Per stabilire se le variazioni nel gene della Miostatina influenzino fenotipi muscolari diversi dall’aumento della massa muscolare in risposta all’allenamento per la forza, sono necessari ulteriori approfondimenti.

L’allele Arg, meno comune, a cui si fa riferimento nelle conclusioni dello studio, è la mutazione che ci si aspetterebbe da Flex Wheeler.

Ma non sembra che ce l’abbia.

A metà dello studio si parla di ciò che potrebbe evidenziare la vera radice della superiorità genetica di Flex.

Tra i sei cambiamenti nucleotidici, due, P198A e l’introne 2 A/G, sono stati osservati in un singolo individuo e due, I225T e E164K, sono stati osservati in due individui, sempre eterozigoti con l’allele wildtype.

Gli altri due erano presenti nella popolazione generale come polimorfismi comuni.

Le varianti (A55T) e (K153R) sono comuni in entrambi i gruppi etnici, con l’allele meno frequente che ha una frequenza da tre a quattro volte superiore negli afroamericani.

Questi siti variabili sono potenzialmente in grado di alterare la funzione del prodotto genico della Miostatina e potrebbero alterare la ripartizione dei nutrienti negli individui eterozigoti o omozigoti per l’allele della variante.

Possiamo presumere che Flex Wheeler abbia due cambiamenti nucleotidici, P198A e l’introne 2 A/G.

Questa è l’unica nota dell’intera pubblicazione che distingue un individuo dello studio dagli altri.

Quelle che possiamo presumere essere le variazioni nucleotidiche di Flex Wheeler non sono nemmeno menzionate nell’elenco di SNPedia dei genotipi a rischio correlati.

L’unico vago riferimento che abbiamo è in uno studio che ha esaminato l’associazione tra le varianti esoniche MSTN e la potenza “esplosiva” delle gambe in 214 studenti universitari maschi [11].

E in quello studio l’unica cosa menzionata è che nessun soggetto dello studio presentava la variante esonica P198A di MSTN.

Sembra che, nonostante l’allele non comune (Arg) nel sito K153R dell’esone 2 sia il fulcro della maggior parte dei lavori sulla miostatina e sia stato considerato la radice del “gene del bodybuilder”, alla fine dei conti non sembra avere un impatto così significativo sulla risposta della crescita muscolare all’allenamento come molti pensavano.

La mancanza di una relazione significativa tra i genotipi della miostatina e la massa muscolare complessiva è molto significativa, dato che questo studio includeva 5 bodybuilder del calibro di Mr. Olympia e diversi altri professionisti IFBB di alto livello.

La cosa più interessante da notare è che tre dei non rispondenti afroamericani erano omozigoti per l’allele meno comune (Arg) nel sito K153R dell’esone 2, mentre nessuno dei rispondenti era omozigote per questo allele.

Tra le variazioni GDF8 identificate nell’uomo, il polimorfismo Lys(K)153Arg(R) nell’esone 2 (rs1805086, sostituzione 2379 A>G) del gene della Miostatina (MSTN) è candidato a influenzare i fenotipi del muscolo scheletrico [12].

Tuttavia, nessuno dei bodybuilder extreme responder era omozigote per questo allele.

Nel primo video ho detto che il genotipo AG in generale è raro.

Nello studio che ho descritto all’inizio dell’articolo, è stato riscontrato un impatto significativo sulle dimensioni e sulla forza muscolare.

A rigor di logica, si potrebbe ipotizzare che il genotipo GG (ancora più raro) comporti una mancanza di miostatina e un livello di crescita muscolare pazzesco.

In base a questo studio, però, non sembra essere così.

3 dei soggetti che hanno avuto una scarsa risposta all’allenamento e una crescita muscolare inferiore (non rispondenti) erano quelli che avevano questo genotipo raro.

Solo tre individui presentavano cambiamenti nucleotidici estremamente rari.

Tra questi c’è colui che presumo sia Flex, che presenta due alterazioni nucleotidiche, P198A e l’introne 2 A/G, e altri due individui con alterazioni nucleotidiche I225T e E164K, tutti eterozigoti con l’allele wildtype.

Ciò lascia due culturisti di alto livello del calibro di Mr. Olympia, diversi altri culturisti professionisti IFBB di livello mondiale e molti altri atleti d’élite con genotipi MSTN che hanno dimostrato di avere un impatto minimo sulla risposta della crescita muscolare all’allenamento in questo studio.

Le altre due variazioni nucleotidiche che causano il doppio fenotipo muscolare nei bovini sono le varianti A55T e K153R e sono presenti nella popolazione generale come polimorfismi comuni.

Questi siti variabili hanno dimostrato di poter alterare la funzione del prodotto genico della miostatina e potrebbero alterare la ripartizione dei nutrienti in individui eterozigoti o omozigoti per l’allele della variante.

Tuttavia, i dati di questo studio dimostrano che non esiste una relazione significativa tra i genotipi della miostatina e la risposta complessiva della massa muscolare all’allenamento della forza.

Inconsistenza dei dati tecnici nella lettera di Victor Conte:

Non si sa da dove provengano le affermazioni contenute nella lettera scritta da Victor.

Egli sostiene che Flex Wheeler aveva la forma più rara di mutazione della Miostatina nell’esone 2 del gene.

Ma se guardiamo lo studio stesso, si legge che 3 dei non responders erano omozigoti.

Nessuno dei responders era omozigote.

Flex Wheeler sarebbe stato senza dubbio classificato come un responder estremo, eppure non era uno degli individui con la variazione GDF8 nell’uomo che ci aspetteremmo di vedere in un individuo carente di Miostatina.

In base a ciò, possiamo presumere che si tratti dell’individuo menzionato nello studio con due variazioni nucleotidiche, P198A e l’introne 2 A/G.

Victor ha anche menzionato come “nove soggetti con risposta estrema presentavano la rarissima mutazione della Miostatina”.

Dai dati si evince che solo tre individui presentavano mutazioni nucleotidiche non comuni, non nove, mentre il resto dei soggetti presentava polimorfismi comuni presenti nella popolazione generale.

Inoltre, tra le mutazioni citate, anche se un numero maggiore di bodybuilder di alto livello presentasse mutazioni degne di nota, la conclusione dello studio afferma comunque che non esiste una relazione significativa tra i genotipi della Miostatina e la risposta complessiva della massa muscolare all’allenamento della forza.

Nella sua lettera, Victor ha anche affermato che Flex è uno dei bodybuilder professionisti più sani tra quelli che ha monitorato e che gode di ottima salute.

Abbiamo eseguito esami che comprendono la chimica del sangue (SMAC), l’emocromo completo (CBC), il PSA, i livelli di ormoni anabolizzanti, la genotipizzazione e un’analisi completa degli elementi nutrizionali.

I risultati dei test di Flex sono stati confrontati con quelli di altri ventiquattro bodybuilder professionisti e nel complesso il suo profilo è tra i più sani.

In sostanza, Flex gode di ottima salute e ha dimostrato la disciplina necessaria per mantenere un livello di preparazione ottimale.

Questo articolo è stato scritto il 1° ottobre 1998.

Se conoscete la storia di Flex Wheeler, saprete che ha dovuto smettere di gareggiare dopo aver scoperto, nel 1999, di essere affetto da glomerulosclerosi focale segmentaria (una forma di malattia renale) e si è ritirato poco dopo.

Non so come una cosa così grave possa essere trascurata a tal punto.

Mi fa dubitare della legittimità di questa lettera.

Se Flex era davvero sull’orlo di un’insufficienza renale, non capisco come sia stato possibile stabilire che era uno dei bodybuilder più sani seguiti da Victor, e come questi test approfonditi non l’abbiano rilevato.

La prima cosa che mi viene in mente è la curiosità di sapere se c’era o meno una qualche forma di guadagno associata a questa vicenda.

Negli anni ’90, l’industria degli integratori era impazzita.

Gli steroidi erano venduti legalmente al banco, e si potevano fare affermazioni ridicole e false su praticamente tutto ciò che si voleva e poi vendere prodotti basati su questo.

Le affermazioni false esistono ancora oggi, ma oggi abbiamo a disposizione le risorse necessarie per capire la spazzatura che ci viene propinata, mentre negli anni ’90 nessuno ne sapeva di più e un integratore che inibisce la miostatina e che può farvi diventare grossi come Flex Wheeler avrebbe probabilmente fatto il botto.

Forse questa ipotesi è molto lontana da quelle che erano le reali intenzioni, ma non capisco quale possa essere stata la motivazione di questa lettera, o quale sia il suo scopo.

È del tutto possibile che stessero pensando di collaborare per creare una sorta di integratore inibitore della Miostatina basato sul genotipo unico di Flex.

Conclusioni:

Non so se l’ulteriore pubblicazione di cui parla Victor nella lettera sia mai stata realizzata.

Sulla base del profilo genetico unico di Flex, abbiamo intenzione di pubblicare rapidamente un articolo scientifico che riveli il suo genotipo completo in modo dettagliato.

La pubblicazione dei suoi notevoli dati genetici dovrebbe generare un’enorme esposizione mediatica.

Presumo che questo progetto sia stato probabilmente accantonato dopo i problemi di salute di Flex verificatisi nel 1999.

Non so quale fosse l’obiettivo di questa lettera e ci sono diverse incongruenze tra la lettera e lo studio vero e proprio che necessitano di ulteriori chiarimenti per poter fare affermazioni conclusive.

A chi era indirizzata questa lettera e perché Flex Wheeler ha chiesto di scriverla?

A parte il mistero di questa lettera, che mi interessa relativamente, sembra che possiamo almeno concludere, sulla base dei risultati dello studio, che la maggior parte delle mutazioni del gene della Miostatina non sembra essere il fattore di differenziazione tra i migliori atleti responder estremi del calibro di Mr. Olympia e persone comuni, o almeno non il solo.

La complessità della biochimica e delle risposte genetiche non interessano quasi mai un solo fattore ma più fattori correlati aventi tra loro influenza diretta e/o indiretta.

Con molta probabilità, sia il fattore di mutazione del gene della Miostatina che il numero, la densità e sensibilità dei AR nel muscolo scheletrico rappresentino due delle maggiori determinanti di separazione tra lo spettro di soggetti che vanno dai rarissimi “No Responders” agli altrettanto rari “Freak”.

Prima che qualcuno di voi cambi sport perchè scoraggiato dalle evidenze, ho da darvi una buona e scontata notizia. Quale? Che tra voi, con molta probabilità, vi siano alcuni convinti di essere dei low responders ma in realtà rientrano nella media. È molto probabile che non stiate migliorando come vorreste, o a causa di aspettative irrealistiche, o perché state facendo alcune cose decisamente controproducenti al miglioramento della condizione ipertrofica muscolare.

Assicuratevi di…

  1. Consumare un surplus calorico adeguato e ben tarato. Quanto meno siete geneticamente portati per la costruzione di muscoli, tanto maggiore sarà la cura della percentuale di macronutrienti (in particolare proteine, ma anche di carboidrati) del surplus necessario.
  2. Cercate di assumere da 1.5 a 2,5 grammi di proteine per chilo di peso corporeo. Questo vi garantirà la quantità di proteine necessaria per avviare i processi ipertrofici al vostro ritmo ottimale. Un consumo eccessivo di proteine, superando queste linee guida, non accelererà la crescita muscolare, a meno che non siate “resistenti all’anabolismo”: in questo caso la quota proteica può aumentare fino a 3g/Kg. Quando si raggiungono i 2,5 g/Kg peso, il puntare sull’aggiunta di carboidrati è più vantaggioso.
  3. Cercate di dormire otto ore di qualità a notte. Potreste arrivare a sette ogni tanto e va bene, ma una media di otto è ottimale. L’assunzione di più carboidrati a fine giornata può aiutare a dormire meglio aumentando il trasporto del Triptofano a livello cerebrale e con esso migliorare la sintesi di Serotonina e Melatonina.
  4. Nella maggior parte dei casi, l’obiettivo principale dell’allenamento dovrebbe essere quello di fare meglio dell’ultima volta. Questo può significare usare più peso almeno in alcuni esercizi [carico progressivo]. Ma può anche significare fare più ripetizioni con lo stesso peso [aumento del volume], fare lo stesso carico e le stesse ripetizioni con meno riposo tra le serie [aumentare la densità] e assicurarsi di eseguire meglio gli esercizi.
  5. Non esagerate con il volume. In caso di dubbio, fate circa 24 serie settimanali per i distretti come petto e schiena e 12 serie per i distretti come bicipiti, tricipiti e spalle.
  6. Non fate più di quanto vi permette il vostro adattamento. Se oltre le quattro sedute settimanali vedete che i recuperi non sono ottimali e iniziano ad emergere problemi di stanchezza cronica e calo della prestazione, concentratevi sul volume di lavoro adatto a voi. In questo modo riuscirete a rendere al massimo delle vostre capacità ad ogni allenamento con miglioramenti tra i mesocicli.
  7. Non pensate che l’uso di PEDs vi risolva i problemi. Dopo la lettura di questi due articoli dovreste aver capito che il farmaco esalta determinati caratteri genetici ma non li cambia. Inoltre, prima di prendere in considerazione un eventuale (ed illegale) uso di PEDs assicuratevi o di essere seguiti da anni da un professionista degno di tale appellativo oppure di essere in possesso delle conoscenze necessarie per gestire nel migliore dei modi i pilastri fondanti del bodybuilding, la dieta e l’allenamento.

E no… L’utilizzo di inibitori della Miostatina non vi renderà immuni dalle limitazioni date da una deficienza del gene MSTN. Al massimo, e torniamo sempre al solito discorso che giova sempre sottolineare, ridurranno l’attività della Miostatina, che è cosa molto variabile e ben diversa dall’avere una mutazione del gene in questione…

Per concludere, non state troppo a cruciarvi sulle vostre limitatezze genetiche, il lamentarsi e il negare lo stato delle cose non cambierà nulla. Piuttosto, sarebbe molto più produttivo agire iniziando ad essere consapevoli di ciò che si è con lo scopo di fare il meglio nei limiti delle proprie possibilità, qualunque esse siano. Certamente, le informazioni che ho esposto in questi due articoli, per coloro in grado di comprenderle, non sono semplicemente finalizzate ad una compressione dei limiti individuali, ma sono poste anche in modo tale da permettere di agire seguendo le scelte logiche migliori per raggiungere gli stessi.

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11459935
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9314496
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27246614
  4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19356623
  5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5407187/
  6. https://encyclopedia.pub/108
  7. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21283721
  8. https://www.snpedia.com/index.php/Rs1805086
  9. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24479661
  10. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10610713
  11. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3024427/
  12. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21283721

“High-Low responders” nell’ipertrofia muscolare ormone-correlata: tra questione di espressività recettoriale e mutazioni geniche [Parte 1°].

Introduzione alla questione “High-Low gainer/responder”:

I fattori alla base dell’eterogeneità dell’ipertrofia muscolare in seguito all’allenamento contro-resistenza (RET) rimangono in gran parte sconosciuti. E la questione ormonale connessa è senza dubbio una parte poco conosciuta e spesso fraintesa.

Tutti i frequentatori di sala pesi, improvvisati o meno, hanno sentito parlare almeno una volta di “High gainers/responders” e di “Low gainers/responders” in riferimento alla possibilità individuale di aumento dell’ipertrofia muscolo-scheletrica. In teoria, possiamo classificare 7 tipi di “gainers/responders” diversi:

Se si osserva il modello di distribuzione normale (curva gaussiana), si possono creare sette diversi livelli di “guadagnatori”.

1.Non-Responders.

Coloro che guadagneranno una quantità insignificante di muscoli, anche se stanno facendo tutto correttamente. Queste persone sono estremamente rare e rappresentano circa lo 0,1% della popolazione.


2. Very Low Responders.
Coloro che sono in grado di aggiungere solo una piccola quantità di muscoli nel corso della loro carriera… e a un ritmo faticosamente lento. Anche loro non sono comuni: rappresentano circa il 2,1% della popolazione. È probabile che possano guadagnare solo 2.5-5Kg di muscoli durante la loro carriera di sollevatori (da 1.5 a 3Kg per le donne).

3. Low Responders.
Insieme ai non-responder e ai very low responders, questi soggetti completano la categoria dei veri hardgainer. Questi soggetti hanno guadagni muscolari molto lenti e di solito devono accettare di aggiungere una buona quantità di grasso per aumentare la massa muscolare. Sono i più comuni hardgainer, circa il 13,6% della popolazione. Possono guadagnare 5-10Kg di muscoli nel corso della loro carriera di sollevatori (3-6Kg per le donne).

4. Normal Responders.
È molto probabile che voi facciate parte di questa categoria. Questo gruppo rappresenta quasi il 70% della popolazione. Anche se ci saranno differenze nel potenziale di crescita muscolare all’interno di questo gruppo, tutti possono guadagnare una discreta quantità di muscoli se si allenano, mangiano e riposano correttamente. Gli uomini di questa categoria possono sperare di aumentare la massa muscolare tra i 10 e i 18Kg rispetto al loro peso da adulti senza allenamento. Le donne si avvicinano a 6-9Kg.

5. Easy Gainers.
Nel corso della loro carriera di sollevatori, questo gruppo può guadagnare il 15-20% di muscoli in più – 2.5-4Kg in più rispetto a un normale responder. Inoltre, possono aumentare più velocemente. Il loro potenziale di aumento muscolare potrebbe essere di 15-20Kg (8-11Kg per le donne). Rappresentano circa il 13,6% della popolazione.

6. Very Easy Gainers.
Questi soggetti spesso appaiono muscolosi già prima di iniziare ad allenarsi in sala pesi. E quando iniziano ad allenarsi, rispondono rapidamente e possono guadagnare un altro 10% di muscoli, per un potenziale di crescita muscolare totale di circa 16-24Kg (9-12Kg per le donne).

7. Freaks.
Questi soggetti sono sempre muscolosi e/o forti (e spesso esplosivi) prima ancora di mettere piede in palestra. Sono i “veri naturl” che, prima di iniziare ad assumere PEDs finiscono per assomigliare a chi ne fa già uso. Ma rappresentano lo 0,1% della popolazione, il che significa che la maggior parte degli “influencer” che affermano di avere una buona genetica e non di usare farmaci, stanno mentendo.

Nota: la quantità di potenziale di crescita muscolare può sembrare bassa, ma è chiaro che non sto parlando di peso corporeo. Ogni chilo di aumento muscolare porta normalmente a un aumento di 0,25-0,5 chili di “qualcos’altro” senza aggiungere grasso corporeo. Un aumento muscolare di 13.5Kg porterebbe in realtà a un aumento della massa magra da 16.8Kg a 20.4Kg sulla bilancia.

Ma quali sono le determinanti genetiche che separano una “High gainer/responder” da un “Low gainer/responder”?

In ordine di importanza teorica:

  • GENOTIPO ACTN3
    Senza entrare troppo nel merito, esistono due genotipi ACTN3 “puri”: ACTN3 RR e ACTN3 XX. Esistono anche tipi misti. Il tipo di ACTN3 determina diversi elementi che svolgono un ruolo importante nel potenziale di crescita muscolare.

Rapporto tra fibre a contrazione rapida e lenta. Un maggior numero di fibre a contrazione rapida significa un maggior potenziale di crescita e di forza.
Livello di attivazione del mTOR. Più si riesce ad attivare l’mTOR dopo l’allenamento e i pasti, più si aumenta la sintesi proteica e più si può crescere.
Riparazione del danno muscolare. Più lenta è la riparazione, meno ci si può allenare proficuamente e più è difficile far crescere nuovo tessuto contrattile.
Il tipo ACTN3 RR presenta un maggior numero di fibre a contrazione rapida, una maggiore attivazione del mTOR e una rapida riparazione del danno muscolare. Tutto ciò favorisce una crescita muscolare più rapida.

All’opposto, ACTN3 XX significa meno fibre a contrazione rapida, minore attivazione del mTOR e riparazione lenta dei danni muscolari. Ma hanno un VO2 max naturale più elevato e sono più resistenti all’affaticamento muscolare.

  • Espressione della Miostatina

Sicuramente molti di voi avranno visto le foto degli esemplari di Belgian Blue,  una razza di bovini da carne del Belgio la cui caratteristica peculiare sono le accentuate masse muscolari. Non si tratta di un esperimento in cui le mucche vengono sottoposte a dosi massicce di steroidi anabolizzanti, ma semplicemente di una razza di bovini nati senza la capacità di produrre Miostatina.

La Miostatina è una miochina (una proteina rilasciata dai muscoli). Agisce come un fattore limitante nella quantità di muscoli che si possono sviluppare. Più ci si avvicina al proprio potenziale genetico, più la Miostatina limiterà la crescita muscolare.

Alcune persone hanno naturalmente livelli di Miostatina più elevati, quindi il loro tasso di crescita muscolare totale risulta inferiori con un tasso catabolico più accentuato.

Le persone con meno Miostatina possono sviluppare più muscoli e più rapidamente. Sembra anche che siano più a rischio di strappi muscolari.

  • Numero, densità e sensibilità recettoriale
    Sebbene diversi fattori possano influenzare i livelli di Testosterone, IGF-1 e Ormone della Crescita (alimentazione, stress, sonno, ecc.), alcune persone hanno un numero e potenziale di espressività dei recettori ormone specifici (es. AR) maggiore rispetto alla norma. “Natural” o “Doped”, in entrambi i casi, le persone con questa caratteristica hanno un maggiore potenziale di crescita muscolare grazie a una maggiore sintesi proteica indotta dalla risposta ormone-recettoriale.

Questi articoli saranno però incentrati sull’analisi dei due fattori ormone-genici determinanti l’ipertrofia del muscolo-scheletrico: l’espressività recettoriale e la mutazione del gene della Miostatina.

In questa 1° parte tratterò dell’espressione recettoriale.

Introduzione al “Fattore Recettoriale”:

In un interessante studio del 2018 [1] Sono stati esaminati gli ormoni circolanti, gli ormoni intramuscolari e le variabili correlate agli ormoni intramuscolari in uomini allenati alla resistenza prima e dopo 12 settimane di RET. L’eliminazione a ritroso e la regressione delle componenti principali hanno valutato la significatività statistica degli ormoni anabolici circolanti proposti (ad esempio, Testosterone, Testosterone libero, Deidroepiandrosterone, Diidrotestosterone, Fattore di Crescita Insulino-Simile-1, Fattore di Crescita Insulino-Simile-1 libero, Ormone Luteinizzante e Ormone della Crescita) e i cambiamenti della massa muscolare indotti dalla RET (n = 49). Sono stati utilizzati immunoblots e immunodosaggi per valutare i livelli di Testosterone libero intramuscolare, i livelli di Diidrotestosterone, l’espressione della 5α-reduttasi e il contenuto del Recettore degli Androgeni nei soggetti che hanno risposto in modo più elevato (HIR; n = 10) e più basso (LOR; n = 10) alle 12 settimane di RET. Nessun ormone misurato prima dell’esercizio, dopo l’esercizio, prima dell’intervento o dopo l’intervento è risultato costantemente significativo o selezionato nel modello finale per la variazione di: area trasversale di tipo 1 (CSA), CSA di tipo 2 o massa grassa e ossea (LBM). L’analisi delle componenti principali non ha portato a una grande riduzione delle dimensioni e la regressione delle componenti principali non è stata più efficace delle analisi di regressione non aggiustate. Nessun ormone misurato nel sangue o nel muscolo è risultato diverso tra HIR e LOR. L’enzima steroidogenico 5α-reduttasi è aumentato dopo la RET nell’HIR (P < 0,01) ma non nel LOR (P = 0,32). Il contenuto di recettori per gli androgeni è rimasto invariato con la RET, ma è stato più elevato in ogni momento nell’HIR. A differenza del Testosterone libero intramuscolare, del Diidrotestosterone o della 5α-reduttasi, è stata riscontrata una relazione lineare tra il contenuto dei recettori degli androgeni e la variazione della LBM (P < 0,01), del CSA di tipo 1 (P < 0,05) e del CSA di tipo 2 (P < 0,01) sia prima che dopo l’intervento. Questi risultati indicano che il contenuto intramuscolare di recettori per gli androgeni, ma non gli ormoni circolanti o intramuscolari (o gli enzimi che ne regolano la produzione intramuscolare), influenzano l’ipertrofia del muscolo scheletrico dopo la RET in giovani uomini precedentemente allenati.

Variabili nell’ipertrofia indotta da RET e livelli ormonali:

Esiste una sostanziale variabilità individuale nell’ipertrofia muscolare scheletrica indotta da RET (Hubal et al., 2005; Davidsen et al., 2011). Si ritiene che l’aumento post-esercizio degli ormoni circolanti, presumibilmente anabolici (ad esempio, T, GH e IGF-1), sia causale nel determinare l’ipertrofia muscolare scheletrica indotta da RET (Kraemer et al., 2017; Mangine et al., 2017). Tuttavia, esistono sostanziali prove contrarie di un ruolo causale, o addirittura correlato (cioè che condivide una varianza comune) di tali ormoni sia nell’aumento della sintesi proteica muscolare indotto da RET (West et al., 2009) sia nell’ipertrofia (West et al., 2010; West e Phillips, 2012; Mitchell et al., 2013; Morton et al., 2016; Mobley et al., 2018).

È plausibile che, al contrario degli ormoni circolanti a livello sistemico, l’androgenesi locale intramuscolare possa mediare l’ipertrofia muscolare indotta da RET, come è stato proposto per gli uomini anziani (Sato et al., 2014). Inoltre, l’aumento del contenuto di recettori androgeni intramuscolari indotto da RET è stato significativamente correlato all’ipertrofia muscolare indotta da RET (Ahtiainen et al., 2011; Mitchell et al., 2013). Pertanto, è possibile che un aumento degli androgeni intramuscolari e/o dei loro recettori, attraverso un meccanismo autocrino, sia importante nel determinare l’ipertrofia indotta da RET.

Lo scopo dello studio di base trattato in questo articolo [1] è stata quella di determinare se l’eterogeneità dell’ipertrofia del muscolo scheletrico indotta da RET, misurata mediante indici multipli, fosse associata agli ormoni circolanti, agli ormoni intramuscolari, al contenuto di enzimi steroidogenici intramuscolari o al contenuto di recettori per gli androgeni. Sono stati eseguite ulteriori analisi statistiche e intramuscolari sui dati di uno studio precedente condotto su uomini sani e allenati contro-resistenza (n = 49; Morton et al., 2016). Per esplorare ulteriormente la relazione tra ormoni sistemici e ipertrofia, è stato utilizzato l’eliminazione a ritroso e la regressione delle componenti principali sulle concentrazioni di ormoni sistemici sia a riposo che dopo l’esercizio contro-resistenza con gli indici di ipertrofia come variabili di esito separate in tutti i partecipanti. Per valutare l’importanza dell’androgenesi intramuscolare, abbiamo completato un’analisi solo sui rispondenti più alti (HIR – quintile superiore) e più bassi (LOR – quintile inferiore) che comprendeva la valutazione del T intramuscolare, del DHT, dell’espressione della 5α-reduttasi e del contenuto del recettore degli androgeni. Coerentemente con il lavoro precedente (West et al., 2010; West e Phillips, 2012; Mitchell et al., 2013; Morton et al., 2016), i ricercatori hanno ipotizzato che gli ormoni sistemici circolanti non fossero correlati a nessuna misura di ipertrofia; tuttavia, hanno ipotizzato, visti i risultati precedenti (Ahtiainen et al., 2011; Mitchell et al., 2013), che il contenuto di recettori per gli androgeni fosse associato all’ipertrofia indotta da RET.

Partecipanti e intervento con allenamento contro-resistenza:

Quarantanove giovani uomini allenati alla resistenza (eseguendo RET almeno 2 giorni/settimana [range 3-6 giorni/settimana] per 4 ± 6 anni) si sono offerti volontari per questo studio. In breve, i partecipanti sono stati assegnati in modo casuale a un gruppo ad alte ripetizioni (HR) o a basse ripetizioni (LR). Il gruppo HR ha eseguito tutti gli esercizi con una resistenza relativamente leggera [∼30-50% del loro massimo di ripetizioni (RM)] fino al cedimento volitivo (20-25 ripetizioni) e il gruppo LR ha eseguito tutti gli esercizi con una resistenza relativamente pesante (∼75-90% RM), anch’essi fino al cedimento volitivo (8-12 ripetizioni). Ogni partecipante è stato sottoposto a un intervento RET di 12 settimane in cui ha eseguito RET su tutto il corpo per 4 giorni a settimana e ha ricevuto 30g di proteine isolate del siero di latte due volte al giorno (BioPRO; Davisco Foods International, Le Sueur, MN, Stati Uniti).

Prelievo di sangue e analisi ormonali:

Il giorno del test pre e post intervento è stato eseguito dopo un digiuno notturno alla stessa ora del giorno per ogni partecipante. Ogni partecipante ha eseguito un allenamento acuto contro-resistenza nell’ambito del gruppo designato (HR o LR) e il sangue è stato prelevato da un catetere endovenoso inserito in una vena antecubitale. Due provette vacutainer da 4 ml (Becton, Dickinson and Company, Franklin Lakes, NJ, Stati Uniti) sono state prelevate prima dell’esercizio e dopo 0, 15, 30 e 60 minuti dall’esercizio. Una provetta da 4 mL è stata lasciata coagulare per 30 minuti a temperatura ambiente per isolare successivamente il siero e l’altra è stata eparinizzata per isolare successivamente il plasma. L’analisi del campione di sangue è stata eseguita in cieco per: Cortisolo (nM), LH (IU/L), Lattato (mM), DHEA (ng/mL), T (ng/mL), T libero (fT; ng/dL; cioè, Testosterone non legato alla globulina legante gli ormoni sessuali o all’albumina nel sangue), DHT (ng/mL) e GH (ng/mL) utilizzando test immunometrici a chemiluminescenza in fase solida a due siti (Immulite 2000 Immunoassay System; Siemens Healthineers, Erlangen, Germania) e IGF-1 (μg/dL) e IGF-1 libero (fIGF-1; ng/mL) utilizzando radio-immunoassaggi (Diagnostics Products Corporation, Los Angeles, CA, Stati Uniti). L’AUC a 60 minuti dall’esercizio di resistenza è stata calcolata per ciascun ormone, utilizzando la regola trapezoidale, con punti temporali a 0, 15, 30 e 60 minuti.

Regressioni a scalare:

I dati di HR e LR sono stati eliminati a causa della mancanza di differenze tra i gruppi per quanto riguarda gli ormoni circolanti e gli esiti (Morton et al., 2016). Gli esiti considerati sono stati CSA delle fibre di tipo 1, CSA delle fibre di tipo 2 e massa corporea (LBM) priva di grasso e ossa. Ciascun risultato in ciascun momento della misurazione (ossia, la variazione, i valori assoluti prima e dopo l’intervento) è stato regredito rispetto agli ormoni di ciascun punto temporale: AUC pre-intervento a riposo, AUC post-esercizio pre-intervento, AUC post-intervento a riposo e AUC post-esercizio post-intervento. Per scegliere il modello finale è stata utilizzata l’eliminazione a ritroso, con il criterio di eliminazione Akaike Information Criterion (AIC). I valori di AUC post-esercizio utilizzati nell’analisi non hanno sottratto le concentrazioni a riposo. Tuttavia, abbiamo eseguito l’analisi con le concentrazioni a riposo sottratte dai valori grezzi dell’AUC e non abbiamo riscontrato differenze sostanziali nei risultati.

Analisi immunoblot:


Come descritto in precedenza (Aizawa et al., 2010), dopo l’omogenizzazione, la concentrazione proteica del surnatante risultante è stata determinata mediante un saggio proteico di Bradford e le proteine muscolari (sia citoplasmatiche che nucleari, 20μg di proteine) sono state separate su gel di SDS-poliacrilammide al 10% e poi trasferite su membrane di polivinilidene difluoruro (Millipore, Billerica, MA, Stati Uniti). Le membrane sono state bloccate per 1 ora con tampone bloccante (5% latte scremato in soluzione salina tamponata con fosfato e 0,1% Tween 20) e quindi incubate per 12 ore a 4°C con anticorpi primari contro il recettore degli androgeni (#3202, Cell Signaling Technology, Beverly, MA, Stati Uniti) e la 5α-reduttasi (H00006715, Abnova, Taipei, Taiwan) diluiti a 1:1000 in tampone bloccante. Le membrane sono state lavate tre volte con PBST prima di essere incubate per 1 ora con un anticorpo secondario coniugato con perossidasi di rafano e immunoglobulina anti-rabbit (#7074, Cell Signaling Technology, Beverly, MA, Stati Uniti) diluito a 1:3000 nel tampone di blocco. Le membrane sono state poi lavate tre volte con PBST. Le proteine sono state rilevate con un sistema di chemiluminescenza potenziata plus (GE Healthcare Biosciences) e visualizzate su un imager LAS4000 (GE Healthcare Biosciences). L’intensità delle bande è stata quantificata utilizzando ImageJ versione 1.46 (National Institutes of Health, Bethesda, MD, Stati Uniti).

Test immunoenzimatici per gli ormoni intramuscolari:


Il campione di muscolo è stato omogeneizzato con lo stesso metodo dell’analisi immunoblot. I livelli di T e DHT nel muscolo scheletrico sono stati determinati utilizzando un kit per il dosaggio immunoenzimatico, dopo essere stati diluiti 200 volte con ciascun tampone di dosaggio come precedentemente descritto (Horii et al., 2016). Gli anticorpi policlonali immobilizzati sono stati sollevati contro il T (Cayman Chemical, Ann Arbor, MI, Stati Uniti) e il DHT (IBL Hamburg, Germania) prima dell’aggiunta di anticorpi secondari alla perossidasi di rafano. La densità ottica a 450 nm è stata qualificata su un lettore di micropiastre (BioLumin 960; Molecular Dynamics, Tokyo, Giappone) e le analisi sono state eseguite in duplicato. Il valore del coefficiente di variazione era 3,0 e r2 = 0,974 nel presente studio. I ricercatori che hanno eseguito le analisi intramuscolari (KS e SF) non erano ciechi rispetto ai campioni HIR e LOR.

Analisi delle componenti principali e regressione:


I dati sono stati centrati e scalati prima di eseguire l’analisi delle componenti principali (PCA) sugli ormoni di ciascun momento della misurazione (riposo pre-intervento, AUC post-esercizio pre-intervento, riposo post-intervento e AUC post-esercizio post-intervento). Lo scopo della PCA è quello di utilizzare la trasformazione ortogonale per creare un insieme di nuove variabili lineari e non correlate (componenti principali), di cui viene preso un sottoinsieme che rappresenta effettivamente la maggior parte della variabilità osservata nei dati originali. In definitiva, queste componenti principali sono combinazioni lineari delle variabili originali (ad esempio, gli ormoni) che vengono poi utilizzate come covariate nelle analisi di regressione. Presentiamo qui la PCA sotto forma di scree plot. L’eliminazione a ritroso è stata eseguita sulle componenti principali (cioè la regressione delle componenti principali) utilizzando l’AIC come criterio di adattamento del modello. La PCA e la regressione delle componenti principali sono state eseguite in R (R Core Team, 2017).

High- vs. Low-Responders:

Le biopsie del muscolo scheletrico del vasto laterale di ciascun partecipante e la DXA sono state utilizzate per valutare la variazione della CSA delle fibre (sia di tipo 1 che di tipo 2) e della LBM, rispettivamente, come descritto in dettaglio altrove (Morton et al., 2016). La determinazione dell’HIR e del LOR è stata effettuata classificando individualmente (da 1 a 49) la variazione di ciascun risultato per ogni partecipante e quindi calcolando la media della classifica di ciascun partecipante per tutti e tre i risultati (CSA di tipo 1, CSA di tipo 2 e LBM). Con una probabilità di errore di tipo II (alfa) di 0,05, una probabilità di errore di tipo I (beta) di 0,20 e una differenza attesa relativamente moderata nelle variazioni della massa muscolare indotte dalla RET tra HIR e LOR (dimensione dell’effetto, f = 0,60), il calcolo delle dimensioni del campione a priori richiedeva 18 partecipanti (nove in ciascun gruppo). Pertanto, il quintile superiore (n = 10) dei partecipanti classificati è stato classificato come HIR e il quintile inferiore (n = 10) dei partecipanti classificati è stato classificato come LOR. Le analisi statistiche tra HIR e LOR sono state eseguite utilizzando SPSS (versione 22.0, Chicago, IL, Stati Uniti). Il CSA di tipo 1, il CSA di tipo 2, la LBM e tutti i dati relativi agli ormoni intramuscolari sono stati analizzati utilizzando un’analisi della varianza a due fattori (gruppo × tempo) a misure ripetute (ANOVA) con il gruppo (HIR vs. LOR) e il tempo (pre- e post-intervento) come variabili sperimentali. Se indicato, sono stati eseguiti t-test indipendenti a due code per valutare eventuali differenze tra i gruppi in uno specifico punto temporale (ad esempio, la T intramuscolare pre-intervento). Le correlazioni tra i risultati intramuscolari e la variazione di CSA di tipo 1, CSA di tipo 2 e LBM sono state eseguite in SPSS (versione 22.0, Chicago, IL, Stati Uniti). La significatività statistica è stata accettata quando P < 0,05. I dati sono presentati come diagrammi a riquadro e a baffi (comprendenti la mediana [linea], la media [croce], l’intervallo interquartile [riquadro] e i valori minimo e massimo [baffi]) nelle Figure 1 e 3 e media ± SD nel testo e nelle tabelle.

Variazione della massa muscolare in tutti i partecipanti (in alto) e in HIR e LOR (in basso). Pannelli superiori: La variazione di (A) CSA di tipo 1, (B) CSA di tipo 2 e (C) LBM di tutti i 49 partecipanti. Pannelli inferiori: La variazione di (D) CSA di tipo 1, (E) CSA di tipo 2 e (F) LBM classificata in HIR e LOR. I valori sono presentati come mediana (linee) con intervallo interquartile (riquadri), range (minimo e massimo) e media (croce). ∗Differenza significativa tra soggetti ad alta e bassa risposta (P < 0,01). Pannelli A-C adattati da Morton et al. (2016).
  • Risultati dello studio

Cambiamenti nella massa muscolare con allenamenti contro-resistenza:


Sono stati reclutati 56 partecipanti e 49 hanno completato l’intero intervento (HR: n = 24, LR: n = 25; 23 ± 2 anni, 86 ± 5 kg, 181 ± 6 cm). Due persone hanno abbandonato il gruppo LR a causa di un trasferimento di lavoro e di un infortunio non legato all’intervento, mentre cinque persone hanno abbandonato il gruppo HR a causa di un cambiamento di sede o di un infortunio non legato all’intervento. Dodici settimane di RET hanno portato a un aumento della CSA di tipo 1 (665 ± 149 μm2), della CSA di tipo 2 (978 ± 189 μm2) e della LBM (1,22 ± 1,37 kg, P < 0,01; Figure 1A-C, rispettivamente; Morton et al., 2016). Non sono state riscontrate differenze tra i gruppi di ripetizioni (HR contro LR – vedi Morton et al., 2016) per nessuno dei risultati.

Regressioni a scalare:


Per ciascun risultato (variazione di CSA di tipo 1, CSA di tipo 2 e LBM) nessuna delle AUC post-esercizio (Tabella 1) o delle concentrazioni a riposo (Tabella 2) di qualsiasi ormone misurato prima o dopo l’intervento è risultata costantemente significativa (cioè significativa con più risultati o in più momenti di misurazione) nei modelli finali. Inoltre, i valori dei coefficienti di determinazione (cioè R2) erano bassi (<0,25) per tutti gli esiti in ogni momento della misurazione, indicando che la variazione osservata nella risposta ipertrofica può essere spiegata solo in minima parte da qualsiasi modello adattato. Risultati simili sono stati riscontrati valutando il CSA di tipo 1, il CSA di tipo 2 e la LBM prima e dopo l’intervento rispetto alle concentrazioni ormonali a riposo (Tabella supplementare 1).

Regressione ad eliminazione all’indietro finale tra l’AUC dell’ormone sistemico post-esercizio e la variazione di CSA di tipo 1, CSA di tipo 2 e LBM.
Risultati finali della regressione ad eliminazione all’indietro tra gli ormoni a riposo e la variazione di CSA di tipo 1, CSA di tipo 2 e LBM.

Analisi delle componenti principali:


L’analisi delle componenti principali è stata eseguita su predittori centrati e scalari ed è qui presentata (vedi figure) come scree plot per l’AUC post-esercizio pre-intervento, l’AUC post-esercizio post-intervento, le concentrazioni a riposo pre-intervento e le concentrazioni a riposo post-intervento. Come illustrato dagli scree plot a bassa pendenza, nessuna componente principale è risultata particolarmente efficace nello spiegare la varianza nel set di dati originale.

I diagrammi di scree illustrano la proporzione di varianza degli ormoni spiegata da ciascuna componente principale. I pannelli includono le componenti principali derivate dagli ormoni sistemici misurati: (A) pre-intervento post-esercizio, (B) post-intervento post-esercizio, (C) pre-intervento a riposo e (D) post-intervento a riposo. La linea orizzontale tratteggiata indica il punto di cut-off in cui le componenti principali di cui sopra hanno spiegato ≥80% di varianza tra l’insieme dei dati originali degli ormoni.


I ricercatori hanno scelto di mantenere il numero di componenti principali che spiegano ≥80% della varianza dei predittori originali, il che ha portato a sette componenti principali incluse in ciascuna delle regressioni a scalare a componenti principali. L’esecuzione della regressione a componenti principali (indipendentemente dal fatto che gli ormoni siano stati valutati a riposo, dopo l’esercizio, prima dell’intervento o dopo l’intervento) ha rivelato che nessuna componente principale è stata costantemente significativa o inclusa in nessuno dei modelli finali e che l’R2 finale non ha mai superato lo 0,25 ed è stato inferiore allo 0,05. Questi risultati indicano che la variazione osservata nella risposta ipertrofica alla RET può essere spiegata solo in minima parte da uno qualsiasi dei modelli adattati.

High- vs. Low-Responders:

C’è stata una differenza significativa tra HIR e LOR nella variazione della CSA di tipo 1 (HIR: 2106 ± 412, LOR: -520 ± 450 μm2), della CSA di tipo 2 (HIR: 2642 ± 756, LOR: -373 ± 593 μm2) e della LBM (HIR: 2,1 ± 0,8, LOR: 0,6 ± 0,8 kg, P ≤ 0,001; Figure 1D-F). Non c’erano differenze nel numero di partecipanti di ciascun gruppo di allenamento (HIR: quattro e sei e LOR: sei e quattro da HR e LR, rispettivamente).

Non vi è stata alcuna differenza nella concentrazione ormonale a riposo tra HIR e LOR, ad eccezione della concentrazione a riposo post-intervento di LH (HIR: 3,67 ± 0,63; LOR 4,59 ± 1,15 UI/L, P < 0,01) e lattato (HIR: 0,52 ± 0,05; LOR: 0,55 ± 0,07 mM, P = 0,02), che erano maggiori nel LOR. Non c’è stata differenza nell’AUC post-esercizio per nessun ormone tra HIR e LOR, ad eccezione del cortisolo pre-intervento post-esercizio, che era più alto nell’HIR (HIR: 576 ± 100; LOR: 508 ± 199 nM; P < 0,001).

Ormoni intramuscolari:


Non sono state riscontrate differenze nei valori pre-intervento, post-intervento o nella variazione di T o DHT intramuscolare tra HIR e LOR (Figure 3A,B, rispettivamente). Il cambiamento nell’espressione della 5α-reduttasi è stato significativo nell’HIR (pre: 1457 ± 450, post: 1957 ± 543 AU, P < 0,01) ma non nel LOR (pre: 1748 ± 559, post: 1994 ± 840 AU, P = 0,32; Figura 3C). Il contenuto di recettori per gli androgeni intramuscolari prima dell’intervento (HIR: 10827 ± 2789, LOR: 7759 ± 1323 AU, P < 0,01) e dopo l’intervento (HIR: 11406 ± 2789, LOR: 7801 ± 1189 AU, P = 0,01; Figura 3D) era significativamente maggiore in HIR rispetto a LOR. Non c’è stato alcun cambiamento nel contenuto dei recettori degli androgeni intramuscolari prima e dopo l’intervento (Δ319 ± 1314 AU, P = 0,75) e c’è stata una relazione lineare tra il contenuto dei recettori degli androgeni dei partecipanti prima e dopo l’intervento (r = 0,92). Non sono state riscontrate correlazioni significative tra il T, il DHT o la 5α-reduttasi intramuscolare prima dell’intervento, dopo l’intervento e la variazione della CSA di tipo 1, della CSA di tipo 2 o della LBM (P > 0,05; Tabella supplementare 5). Al contrario, il contenuto di recettori per gli androgeni prima dell’intervento, dopo l’intervento e la media tra il contenuto di recettori per gli androgeni prima e dopo l’intervento sono stati significativamente correlati con la variazione della LBM (pre: r = 0,76, P < 0,01; post: r = 0,75, P < 0,01; media: r = 0. 77, P < 0,01), CSA di tipo 1 (pre: r = 0,51, P = 0,03; post: r = 0,49, P = 0,04; media: r = 0,51, P = 0,03) e CSA di tipo 2 (pre: r = 0,61, P < 0,01; post: r = 0,65, P < 0,01; media: r = 0,64, P < 0,01; Tabella supplementare 5 e Figura 4). I dati di un partecipante sono stati rimossi dalle analisi di regressione che includevano la variazione della LBM perché identificati come outlier statistici attraverso il metodo di regressione robusta e rimozione degli outlier con un coefficiente dell’1% (Motulsky e Brown, 2006). La posizione di questo partecipante è stata indicata nella Figura seguente a scopo illustrativo.

Correlazioni tra il contenuto di recettori androgeni intramuscolari prima dell’intervento e le variazioni della massa muscolare. Le correlazioni sono presentate nei pannelli per: (A) CSA di tipo 1 (r = 0,51, P = 0,03), (B) CSA di tipo 2 (r = 0,61, P < 0,01) e (C) LBM (r = 0,76, P < 0,01). In (C), l’outlier che è stato rimosso dall’analisi correlazionale tra il contenuto di recettori per gli androgeni prima dell’intervento e la LBM è incluso nella figura come una “×”.

Punto della situazione:

Il risultato principale del presente studio, coerente con il lavoro precedentemente svolto dai ricercatori, è che nessun ormone sistemico condivide una varianza significativa con i cambiamenti indotti da RET nella CSA delle fibre muscolari scheletriche o nella massa muscolare scheletrica negli uomini allenati contro-resistenza. Sono stati estesi questi risultati alle concentrazioni ormonali locali misurate nel muscolo, che non hanno mostrato un’associazione significativa con alcun indice di ipertrofia. E’ stato riscontrato che gli HIR presentavano un aumento del contenuto di 5α-reduttasi dopo 12 settimane di RET e un contenuto di recettori degli androgeni significativamente più alto, che non cambiava con la RET, rispetto ai LOR sia prima che dopo la RET. La conclusione di ciò è che né la disponibilità sistemica né quella locale muscolare di ormoni influenzano l’ipertrofia muscolo-scheletrica indotta dalla RET in giovani uomini sani. Coerentemente con i lavori precedenti, i ricercatori propongono invece che l’entità dell’ipertrofia muscolare scheletrica indotta da RET sia modulata in parte dal contenuto intramuscolare di recettori per gli androgeni e probabilmente da altre variabili intramuscolari.

Ormoni circolanti e allenamento contro-resistenza:


Recenti pubblicazioni (Kraemer et al., 2017; Mangine et al., 2017) e linee guida (Ratamess et al., 2009) sostengono che gli ormoni circolanti sono meccanicamente e direttamente correlati e predittivi dei cambiamenti della massa muscolare scheletrica indotti dal RET, nonostante l’esistenza di prove che dimostrano il contrario (West et al., 2010; West e Phillips, 2012; Mitchell et al., 2013; Morton et al., 2016; Mobley et al., 2018). In uno studio precedente a quello attualmente trattato, i ricercatori hanno eseguito 120 correlazioni, ciascuna su 49 partecipanti, tra 10 diversi ormoni e varie misure di variazione della massa e della forza muscolare. Hanno riscontrato che solo l’aumento del Cortisolo dopo l’esercizio era correlato con le variazioni del CSA di tipo 2 (pre-intervento: r = -0,34, P = 0,02; post-intervento: r = -0,31, P = 0,04) (Morton et al., 2016). Altri hanno trovato correlazioni significative tra l’aumento post-esercizio del GH circolante (McCall et al., 1999) e del T (Ahtiainen et al., 2003; Brook et al., 2016) con le variazioni della massa muscolare, ma queste correlazioni sono state eseguite su campioni composti da meno di 11 partecipanti, che potrebbero dare origine a correlazioni spurie. Qui sono state eseguite altre 48 regressioni graduali su 49 partecipanti, 10 ormoni e tre risultati distinti legati all’ipertrofia, tra cui la dimensione delle fibre muscolari. E’ stato riscontrato che nessun ormone era costantemente significativo, né alcun modello finale aveva un elevato coefficiente di determinazione, cioè tutti i valori di R2 erano inferiori a 0,25. Inoltre, la PCA non era efficace nel determinare le correlazioni con l’ipertrofia. Inoltre, la PCA non è stata efficace nel ridurre la varianza totale dei dati ormonali originali e non c’è stato alcun modello di regressione con le componenti principali utilizzate come covariate che spiegasse una proporzione significativa della variabilità in qualsiasi risultato. Esistono oggi prove sostanziali che suggeriscono che gli ormoni sistemici circolanti misurati a riposo (McCall et al., 1999; Morton et al., 2016; Mobley et al., 2018) e/o dopo l’esercizio (Ahtiainen et al., 2003; West et al., 2010; West e Phillips, 2012; Mitchell et al., 2013; Morton et al., 2016) non condividono alcuna varianza comune e non sono quindi né correlati né predittivi dei cambiamenti della massa muscolare indotti dal RET in giovani partecipanti sani.

Uno studio (Mangine et al., 2017) ha utilizzato un modello di equazione strutturale ai minimi quadrati parziali (PLS-SEM) e ha riportato che un modello con punteggi ormonali compositi (T, GH, IGF-1, insulina e cortisolo) e una misura composita di ipertrofia (CSA e spessore muscolare del vasto laterale e del retto femorale) ha prodotto un coefficiente di determinazione significativo (R2= 0,73). L’interpretazione di questo risultato è che il punteggio ormonale composito era correlato a un punteggio composito di ipertrofia. L’aspetto preoccupante di questa interpretazione è che il modello senza T (il miglior predittore ormonale del modello) aveva ancora un coefficiente di determinazione sostanziale (R2 = 0,43) con il punteggio composito di ipertrofia ed era statisticamente significativo. In effetti, la rimozione individuale degli altri ormoni (GH, IGF-1, insulina e cortisolo) ha mostrato un effetto trascurabile sulla varianza condivisa del modello, eppure il modello senza il suo “migliore” ormone predittivo, il T, ha rappresentato quasi il 60% della varianza osservata con tale ormone presente nel modello. Mentre gli autori sostengono che le interazioni inspiegabili tra gli ormoni siano la ragione della varianza del modello senza T, è stato suggerito che è più probabile che i pesi PLS capitalizzino il caso per esagerare le correlazioni (Goodhue et al., 2012). Sebbene riteniamo che il PLS-SEM sia utile per l’esame di grandi insiemi di dati, vi sono limitazioni sostanziali all’interpretazione quando si utilizzano campioni di piccole dimensioni (n = 26) (Goodhue et al., 2012). La definizione di PLS come metodo SEM appropriato è stata messa in discussione anche per quanto riguarda la stima e l’inferenza (Rönkkö e Evermann, 2013) e il coefficiente di determinazione (ad esempio, R2) è un parametro inadeguato per valutare l’adattamento del modello PLS-SEM, poiché stimatori incoerenti possono produrre modelli con R2 elevato. Di conseguenza, non tutti i modelli ben adattati sono predittivi (Henseler et al., 2014) e non tutti i modelli predittivi sono ben adattati (McIntosh et al., 2014).

High- vs. Low-Responders  e allenamento contro-resistenza:

Per indagare sui potenziali determinanti dell’eterogeneità dell’ipertrofia muscolare scheletrica indotta da RET (Hubal et al., 2005; Davidsen et al., 2011; Morton et al., 2016), i ricercatori hanno suddiviso 49 partecipanti in HIR (n = 10) e LOR (n = 10) in base alla variazione di tre indicatori della massa muscolare scheletrica (CSA di tipo 1, CSA di tipo 2 e LBM). Nonostante le grandi differenze tra i gruppi in ogni risultato, non ci sono state differenze significative in nessun ormone circolante prima o dopo l’esercizio fisico, misurato sia prima che dopo l’intervento. Considerando che gli ormoni steroidei sono liposolubili (ad esempio, si diffondono attraverso il sarcolemma in base al loro gradiente di concentrazione), non sorprende che anche il T e il DHT intramuscolari misurati prima e dopo l’intervento non fossero diversi tra HIR e LOR. La mancanza di differenze negli ormoni circolanti e intramuscolari tra HIR e LOR dimostra che né l’apporto di ormoni al muscolo né il trasferimento di ormoni steroidei all’interno del muscolo sono fasi limitanti in individui giovani e sani.

Il contenuto di recettori per gli androgeni era significativamente più alto sia prima che dopo l’intervento nell’HIR rispetto al LOR ed era correlato alle variazioni della massa muscolare. Sebbene un altro gruppo non abbia riscontrato alcuna differenza nel contenuto di recettori degli androgeni tra HIR e LOR (Mobley et al., 2018), è importante riconoscere le differenze nel disegno dello studio (ad esempio, partecipanti non allenati rispetto a quelli allenati) e nelle misure di esito (ad esempio, analisi dei cluster basata sullo spessore muscolare rispetto a un punteggio aggregato di DXA e CSA delle fibre) tra loro e il lavoro dei ricercatori, rispettivamente. La funzione del recettore degli androgeni è quella di traslocare nel nucleo e modificare l’espressione dei geni bersaglio [rivisto altrove (Beato e Klug, 2000)], molti dei quali sono bersagli noti coinvolti nella crescita e nello sviluppo del muscolo scheletrico (Wyce et al., 2010). Infatti, quando i recettori degli androgeni vengono eliminati nei topi maschi, si verifica una significativa riduzione della massa e della forza muscolare (MacLean et al., 2008). È importante notare che la maggior parte degli ormoni steroidei ha un’elevata affinità con i propri recettori steroidei. Ad esempio, la costante di dissociazione del recettore degli androgeni nei confronti del T e del DHT è di soli ∼0,2-0,5 nM (Wilson e French, 1976). Nel presente studio, a riposo, la molarità del T sierico (HIR: 28 ± 7; LOR: 31 ± 7 nM), della fT sierica (HIR: 0,5 ± 0,01; LOR: 0,5 ± 0,01 nM) e del DHT sierico (HIR e LOR: 0,7 ± 0,2 nM) superavano tutti 0,2-0,5 nM. Dato che non c’era alcuna differenza negli ormoni circolanti o intramuscolari tra HIR e LOR, insieme all’elevata affinità di legame tra androgeno e recettore degli androgeni, sembra probabile che sia a riposo che dopo l’esercizio i recettori androgeni esistenti siano stati saturati nel muscolo scheletrico. Si ipotizza che, sebbene l’apporto di androgeni possa essere un passo limitante per l’ipertrofia muscolare indotta da RET negli uomini ipogonadici (Bhasin et al., 1997; Kvorning et al., 2013), il contenuto di recettori per gli androgeni sia la variabile più importante nell’accrescimento di proteine del muscolo scheletrico mediato dagli androgeni indotti da RET negli uomini sani (Diver et al., 2003).

Limitazioni:

I ricercatori hanno eseguito 120 correlazioni in uno studio precedente (Morton et al., 2016) e 48 regressioni graduali in questo caso (24 sui dati originali e 24 sulle componenti principali). L’applicazione di analisi multiple sugli stessi dati è stata un’operazione di data mining intenzionale per dimostrare la mancanza di capacità degli ormoni circolanti e intramuscolari a riposo o dopo l’esercizio fisico di prevedere le variazioni della massa muscolare scheletrica al basale o indotte dalla RET. Avrebbero potuto eseguire ulteriori statistiche per tenere conto dei test multipli, ma questo non sarebbe stato informativo perché nessuno dei loro modelli spiegava molta varianza (come valutato dai valori di R2, che non superavano lo 0,25). Riconoscono inoltre che, pur avendo incluso un campione di grandi dimensioni (n = 49) per l’analisi degli ormoni sistemici, essi si sono limitati a un campione relativamente più piccolo (n = 20) per il confronto tra HIR e LOR. Ammettono pienamente che, nel caso della correlazione con il recettore degli androgeni, quella che presentano è una stima gonfiata a causa della scelta di misurare solo i soggetti con risposta più alta e più bassa al loro protocollo di allenamento. Hanno condotto la loro analisi in questo modo per illustrare la differenza nell’ipertrofia muscolare indotta da RET e per indagare l’influenza delle variabili ormonali circolanti e intramuscolari su due gruppi distinti. Sebbene fossero limitati dalla quantità di tessuto raccolto, è giusto criticare il fatto che la loro analisi correlazionale sarebbe stata più eloquente se avessero incluso tutti i partecipanti e se avessero eseguito analisi aggiuntive [ad esempio, frazioni nucleari e citoplasmatiche del contenuto di recettori degli androgeni e espressioni geniche multiple (Cheung et al., 2017)]. Per questo motivo, il lavoro futuro potrà concentrarsi sulla biologia specifica che regola la regolazione e la funzione del recettore degli androgeni. Altri hanno ipotizzato che l’analisi con spettrometria di massa (rispetto ai test immunologici) sia necessaria per rilevare piccole concentrazioni intramuscolari di ormoni steroidei (Handelsman e Wartofsky, 2013); tuttavia, l’intento dei ricercatori era quello di analizzare i loro campioni utilizzando metodi simili a quelli che altri hanno utilizzato nella scienza dell’esercizio fisico, che possono essere diversi da quelli dell’endocrinologia clinica. Riconoscono che l’uso della DXA per misurare i cambiamenti nella LBM non è il gold standard, motivo per cui hanno scelto di includere anche i cambiamenti nella CSA delle fibre di tipo 1 e 2 per determinare i loro HIR e LOR (Buckinx et al., 2018). Per quanto riguarda la loro interpretazione, è ingenuo suggerire che la segnalazione degli androgeni sia esclusivamente operativa attraverso la loro tendenza a legarsi a un recettore androgenico [rivisto altrove (Herbst e Bhasin, 2004; Dubois et al., 2012)]. Sebbene la regolazione trascrizionale (ad esempio, la segnalazione dei recettori degli androgeni) sia qui evidenziata come un potente modulatore dei cambiamenti nella massa muscolare indotti da RET, è anche chiaro che la regolazione post-trascrizionale è almeno altrettanto importante per la sintesi proteica (Schwanhausser et al, 2011), come è stato evidenziato da recenti risultati (Figueiredo et al., 2015; Robinson et al., 2017; Mobley et al., 2018) e review (Chaillou et al., 2014; McGlory et al., 2017). Infine, sebbene vi sia un’influenza genetica alla base dell’ipertrofia muscolare scheletrica indotta da RET, vi sono ancora molte considerazioni ambientali, ad esempio il consumo di proteine alimentari adeguate (Morton et al., 2017), un apporto calorico e stimolo allenante adeguato che modulano l’ipertrofia muscolare indotta da RET.

Riflessioni conclusive sul presente studio:

Ricapitolando, i ricercatori hanno eseguito l’eliminazione a ritroso e la regressione delle componenti principali su una coorte relativamente ampia (n = 49) di uomini allenati contro-resistenza, concludendo che l’AUC post-esercizio (cioè l’esposizione ormonale netta transitoria acuta) e le concentrazioni ormonali a riposo misurate nel sangue non condividono una varianza comune con le variazioni della massa muscolare indotte dalla RET. In altre parole, le concentrazioni ormonali sistemiche non sono correlate o in qualche modo predittive delle variazioni della massa muscolare indotte da RET. L’analisi dei sottoinsiemi dei soggetti con risposta più alta e più bassa ha rivelato che il contenuto di recettori per gli androgeni, e non i livelli di androgeni intramuscolari, non cambia con il RET nei partecipanti allenati, ma è significativamente più alto negli HIR rispetto ai LOR. Questo studio, insieme ad altri (Bamman et al., 2007; Petrella et al., 2008; Davidsen et al., 2011; Eynon et al., 2013), fornisce la prova che l’aumento relativo della massa muscolare scheletrica in seguito alla RET è sostenuto da fattori locali intramuscolari e non da concentrazioni ormonali sistemiche.

Questo è quanto suggerito dall’osservazione di soggetti in stato fisiologico. Individui trattati con dosi esogene sovrafisiologiche di AAS sarebbero teoricamente soggetti alle medesime limitazioni presenti nel confronto tra HIR e LOR dello studio. Questa limitazione sembra essere data dall’espressione dei AR (Recettori degli Androgeni) nel muscolo scheletrico. Sebbene dosi sovrafisiologiche di AAS causino un aumento del numero dei AR presenti nel muscolo scheletrico, tale espressione è comunque soggetta ad una regolazione genica con variabili soggettive di potenziale. Tali variabili sono teoricamente evincibili dall’osservazione degli atleti allenati contro-resistenza, specie Bodybuilder, e della loro differenza di potenziale indipendente nella sua massima espressione. Tale potenziale è diverso tra HIR e LOR sia in fisiologia che in condizione di trattamento farmacologico, indipendentemente dalla dose di AAS utilizzata.

Continua…

Gabriel Bellizzi [CEO BioGenTech]

Riferimenti:

1- https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2018.01373/full

PEDs tra uso e abuso: Tiroxina [T4] e Triiodotironina [T3].

Continua la disamina dei principali PEDs utilizzati e del confine che delimita l’uso dall’abuso. In questo terzo articolo della serie tratteremo due ormoni, o meglio un precursore poco attivo [T4] ed il suo derivato molto attivo [T3], che non rientrano pienamente nella categoria PEDs, ma che, volenti o nolenti, si sono diffusi da decenni nel mondo del BodyBuilding, in ambo i sessi. Inutile dire che l’abuso con questa classe di farmaci è alquanto facile e spesso praticato.

Tanto per ribadirlo, questo articolo non rappresenta ne un incitamento all’uso di farmaci fuori dalla prescrizione medica ne tantomeno un indicazione medica. Si tratta di divulgazione scientifica.

Introduzione agli ormoni tiroidei [T4 e T3]:

Gli ormoni tiroidei sono ormoni secreti dalla tiroide. La tiroide è una ghiandola endocrina situata nella parte anteriore del collo, direttamente sotto la laringe (pomo d’Adamo), ed ha un peso di circa 20g. I due principali ormoni tiroidei che secerne sono la Triiodotironina (T3) e la Tiroxina (T4). Quest’ultima ha soprattutto una attività da pro-ormone, poiché la maggior parte dei suoi effetti dipende dalla conversione in T3. Questa conversione da T4 a T3, chiamata anche deiodinazione dell’anello esterno, avviene principalmente al di fuori della tiroide, nei tessuti periferici. Complessivamente, ciò porta a una produzione giornaliera di circa 88mcg (113 nmol) di T4 e 28mcg (43 nmol) di T3 [2]. Circa un quinto della T3 deriva dalla tiroide, mentre gli altri quattro quinti sono prodotti dalla conversione extratiroidea di T4 in T3 [3].

Come nel caso degli steroidi anabolizzanti, gli ormoni tiroidei sono trasportati nel flusso sanguigno da proteine trasportatrici. La maggior parte è legata alla globulina legante la tiroxina (TBG), mentre la parte restante è legata alla transtiretina, all’albumina e ad alcune lipoproteine. Nel complesso, esse legano oltre il 99% degli ormoni tiroidei in circolazione. Si ritiene che la frazione non legata sia disponibile per i tessuti per l’assorbimento e sia responsabile dei suoi effetti [4]. Sebbene vi siano alcune riserve sulle prove a sostegno di questa tesi, non intendo addentrarmi in una discussione sull’ipotesi dell’ormone libero (se non ricordare che nella sua forma più rigorosa è sbagliata, ma le misurazioni dell’ormone tiroideo libero sono comunque utili).

Una volta che raggiunge i tessuti periferici e attraversa la membrana plasmatica di una cellula, esso esplica la sua attività. Nel caso del T4, deve prima essere convertito in T3, come già detto, in quanto il T4 può essere considerato un pro-ormone. Questa conversione avviene all’interno della cellula, o vicino alla membrana plasmatica (dopo di che si equilibra rapidamente con il plasma sanguigno), o vicino al nucleo della cellula, il sito d’azione [5].Il T3, invece, può continuare direttamente il suo viaggio entrando nel nucleo della cellula. Il nucleo cellulare è l’organello della cellula dove avviene la trascrizione dei geni. Proprio come gli steroidi anabolizzanti, gli ormoni tiroidei esercitano i loro effetti principalmente attraverso la modulazione della trascrizione genica. Lo fanno legandosi ai recettori degli ormoni tiroidei che si trovano principalmente all’interno del nucleo cellulare, legati al DNA.

Attività di legame T3-recettore.

Gli ormoni tiroidei agiscono su una vasta gamma di tessuti e hanno un’infinità di effetti, ma in questo articolo mi concentrerò sull’effetto che essi hanno sul metabolismo energetico e sul turnover delle proteine (muscolo scheletrico). Con tutta probabilità sono i due aspetti che più interessano le persone che leggono questo articolo per quanto riguarda la sua efficacia.

Effetto sul metabolismo energetico (Parte 1):

Quando è presente una quantità insufficiente di ormoni tiroidei, si parla di ipotiroidismo. Una delle caratteristiche dell’ipotiroidismo è l’aumento di peso. Al contrario, quando la quantità di ormoni tiroidei è eccessiva, si parla di ipertiroidismo. Una delle sue caratteristiche è la perdita di peso. Queste variazioni di peso sono probabilmente il risultato di cambiamenti nel tasso metabolico basale. È noto che gli ormoni tiroidei aumentano il dispendio energetico.

Sono stati proposti alcuni meccanismi che spiegano come gli ormoni tiroidei riescano a ottenere questo risultato. In questo articolo tratterò i tre più interessanti (o forse semplicemente quelli che si incontrano di più nella letteratura scientifica). I primi due meccanismi si basano sull’energia necessaria per mantenere i gradienti ionici all’interno della cellula. Ad esempio, le cellule mantengono una bassa concentrazione intracellulare di sodio e un’alta concentrazione intracellulare di potassio rispetto all’esterno della cellula. Il mantenimento di questa condizione è assicurato da pompe incorporate nella membrana plasmatica, che richiedono energia per funzionare. Esse pompano ioni sodio fuori dalla cellula e ioni potassio dentro la cellula. Queste pompe sono note come Na+/K+-ATPasi, o semplicemente pompe sodio-potassio. L’energia necessaria al funzionamento di queste pompe deriva dalla molecola portatrice di energia adenosina trifosfato (ATP). L’ATP è utilizzato da molti processi cellulari per alimentare il proprio fabbisogno energetico e l’energia contenuta in queste molecole deriva dai macronutrienti che mangiamo: carboidrati, acidi grassi e proteine (aminoacidi). Ed ora d’obbligo descrivere il modo principale in cui le cellule producono queste molecole di ATP attraverso un processo chiamato fosforilazione ossidativa.

Uno dei modi in cui gli ormoni tiroidei potrebbero aumentare il dispendio energetico è simile al modo in cui il famoso DNP ottiene questo risultato: “sabotando” la fosforilazione ossidativa.

Fosforilazione ossidativa: ottenere energia dal passaggio degli elettroni.

È inutile ribadire che è sempre un piacere per me trattare di biochimica in un articolo. Ritengo che questi principi di base tolgano un po’ di magia agli effetti dei farmaci, e forniscano quindi un quadro più chiaro di come funzionano le cose. Con un po’ di fortuna potrei anche, forse, interessare qualcuno di voi che sta leggendo questo articolo ad approfondire l’argomento. La biochimica e la biologia cellulare sono campi di studio estremamente interessanti.

Le cellule del vostro corpo svolgono continuamente ogni sorta di funzione per, essenzialmente, mantenervi in vita. Molti di questi processi consumano energia. Questa energia deriva, in ultima analisi, dagli alimenti che mangiamo. Carboidrati, grassi e proteine, persino l’alcol, hanno tutti energia immagazzinata nei loro legami chimici. È compito dell’organismo estrarre questa energia e trasformarla in qualcosa di utile. Come il motore della vostra auto non funziona con il petrolio grezzo, questi processi cellulari non funzionano direttamente con i macronutrienti. Al contrario, la maggior parte di questi processi richiede energia da una molecola chiamata adenosina trifosfato (ATP), proprio come il motore di un’automobile richiede specificamente la benzina.

Vediamo come funziona per una molecola di glucosio, un carboidrato. Quando una molecola di glucosio viene utilizzata da una cellula per produrre ATP, subisce prima un processo chiamato glicolisi. La glicolisi è un processo composto da varie fasi enzimatiche che scindono la molecola di glucosio in 2 molecole di piruvato e producono 2 molecole di ATP (oltre ad altre molecole). In poche parole:

glucosio -> 2 piruvato + 2 ATP

Tuttavia, un processo chiamato fosforilazione ossidativa estrarrà molta più energia, cioè molecole di ATP, dalle 2 molecole di piruvato risultanti.

La fosforilazione ossidativa è un processo che avviene nei mitocondri. Quindi è qui che il piruvato è diretto. I mitocondri sono organelli della cellula che si occupano principalmente della produzione di energia. Sono piccole fabbriche di energia di dimensioni microscopiche. Sono costituiti da una membrana esterna e da una membrana interna. Lo spazio tra la membrana esterna e quella interna è chiamato spazio intermembrana. Lo spazio incapsulato dalla membrana interna è chiamato matrice mitocondriale. La membrana interna è ripiegata in modo caratteristico. Queste pieghe sono chiamate cristae. L’aspetto è questo:

1) Crista, 2) membrana esterna, 3) spazio intermembrana e 4) matrice mitocondriale.

Quando il piruvato si trova all’interno della matrice mitocondriale, viene convertito in acetil-CoA e successivamente subisce una serie di reazioni che vengono chiamate collettivamente ciclo dell’acido citrico o ciclo di Krebs. Durante questo processo, tutta l’energia viene estratta da quella che in origine era una molecola di piruvato. Viene ossidata. Tuttavia, l’energia non si è ancora trasformata in ATP. Prima viene trasferita ai vettori energetici NAD e FAD (e al GTP, ma non ne parlerò). I vettori energetici NAD e FAD parteciperanno al processo chiamato fosforilazione ossidativa che segue il ciclo dell’acido citrico.

L’energia viene immagazzinata in coppie di elettroni che vengono donati a NAD e FAD. Questo processo riduce queste molecole, come viene chiamato, producendo rispettivamente NADH e FADH2. Successivamente, NADH e FADH2 cedono la coppia di elettroni a grandi complessi proteici incorporati nella membrana interna. Questa è la prima fase della fosforilazione ossidativa. Quando queste coppie di elettroni vengono cedute a tali complessi proteici, parte dell’energia in essi immagazzinata viene utilizzata per pompare un protone (H+) fuori dalla matrice mitocondriale nello spazio intermembrana. Si tratta di un aspetto estremamente cruciale, di cui si capirà presto il motivo.

Successivamente, le coppie di elettroni vengono trasferite un paio di volte da un complesso all’altro, staccando ogni volta un po’ dell’energia in esse contenuta e utilizzandola per pompare fuori un protone. A ogni passaggio, gli elettroni raggiungono uno stato energetico inferiore. (Non vengono trasferiti direttamente da un complesso all’altro, ci sono alcune proteine/molecole intermedie che li trasportano tra questi complessi proteici che pompano protoni). E ogni volta una parte dell’energia sottratta viene sfruttata per pompare fuori un protone. Se si utilizza una ruota idraulica, l’aspetto è simile a questo:

Immagine di Peter Bond

La destinazione finale degli elettroni è quella di combinarsi con l’idrogeno e l’ossigeno per formare H2O, ovvero l’acqua. Il processo di fosforilazione ossidativa ha stabilito un gradiente elettrochimico di protoni. La concentrazione di protoni nella matrice mitocondriale sarà inferiore rispetto allo spazio intermembrana. Questo gradiente contiene energia potenziale. Proprio come una ruota idraulica ruota con l’acqua che si muove in discesa, un macchinario molecolare chiamato ATP sintasi inizia a ruotare con i protoni che si muovono lungo il loro gradiente elettrochimico dallo spazio intermembrana alla matrice mitocondriale. Questa energia viene poi sfruttata per generare ATP combinando l’ADP con un gruppo fosfato inorganico. E voilà, l’intero processo di passaggio degli elettroni, di sottrazione di energia per pompare fuori i protoni e di successivo utilizzo del gradiente protonico stabilito per sintetizzare ATP, è chiamato fosforilazione ossidativa.

Per ricapitolare ciò che è stato trattato, e che non è poco:

  • Il glucosio viene scisso in due molecole di piruvato dalla glicolisi.
  • il piruvato viene trasportato nella matrice mitocondriale per essere convertito in acetil-CoA
  • L’acetil-CoA viene ossidato, trasferendo la sua energia nei vettori energetici NAD e FAD nelle loro forme ridotte NADH e FADH2, accettando una coppia di elettroni.
  • Queste molecole di NADH e FADH2 donano le loro coppie di elettroni a un grande complesso proteico incorporato nella membrana interna, che poi viene trasferito in continuazione fino a combinarsi con idrogeno e ossigeno per formare acqua. Con questi trasferimenti, parte dell’energia viene sfruttata per pompare protoni (H+) fuori dalla matrice mitocondriale. Si stabilisce così un gradiente elettrochimico: bassa concentrazione di protoni all’interno della matrice mitocondriale, alta concentrazione di protoni all’esterno della matrice mitocondriale.
  • Il flusso di protoni lungo il gradiente di concentrazione fornisce energia all’ATP sintasi per svolgere il suo lavoro e generare ATP.

Effetto sul metabolismo energetico (Parte 2):

Dopo questa dovuta parentesi, torniamo alle pompe sodio-potassio. Alcune prove suggeriscono che gli ormoni tiroidei aumentano la permeabilità della membrana plasmatica agli ioni sodio e potassio [6]. Ciò significa che una quantità maggiore di questi ioni fuoriesce lungo il gradiente di concentrazione. Pertanto, gli ioni potassio fuoriescono dalla cellula e gli ioni sodio vi entrano. Di conseguenza, le pompe sodio-potassio devono pompare maggiormente per mantenere le concentrazioni intracellulari desiderate di questi ioni e questo costa energia. Alcuni studi suggeriscono addirittura che tutti i tessuti dei mammiferi mostrano un aumento dell’attività della pompa sodio-potassio in risposta alla T3 [7].

Qualcosa di simile è stato suggerito per quanto riguarda gli ioni calcio nelle cellule muscolari [8]. Le cellule muscolari sono cellule piuttosto speciali sotto molti aspetti. Uno di questi è che contengono un organello chiamato reticolo sarcoplasmatico. Si tratta di una forma specializzata del reticolo endoplasmatico presente nelle cellule normali. Una delle caratteristiche che lo rendono speciale è che funziona come sito di stoccaggio degli ioni calcio. Questi ioni di calcio svolgono un ruolo fondamentale nella contrazione muscolare, poiché lo scarico di questi ioni di calcio dal reticolo sarcoplasmatico al resto della cellula porta alla contrazione muscolare. Quando la contrazione deve cessare, questi ioni vengono nuovamente pompati nel reticolo sarcoplasmatico. Anche questo processo, ovviamente, consuma energia. E qui viene il bello: si è visto che gli ormoni tiroidei regolano l’espressione di queste pompe del calcio in modelli animali. Inoltre, aumentano l’attività di un certo tipo di recettore nel tessuto muscolare che stimola lo scarico di questi ioni nel citosol [9]. Questo è un altro elemento che indica un potenziale aumento del dispendio energetico come risultato del mantenimento dell’accumulo di ioni calcio nel reticolo endoplasmatico.

Infine, ci sono buone prove che indicano che “sabota” la fosforilazione ossidativa. Come detto sopra, ma questa volta in breve, la fosforilazione ossidativa avviene in un organello cellulare chiamato mitocondrio. I macronutrienti che mangiamo vengono ulteriormente scomposti in componenti più piccoli e in questo processo viene rilasciata energia sotto forma di coppie di elettroni. Un complesso gioco molecolare nei mitocondri tra varie molecole e complessi proteici estrae l’energia da queste coppie di elettroni, utilizzandola essenzialmente per pompare protoni (H+). Questi protoni vengono pompati all’esterno del nucleo dei mitocondri, chiamato matrice mitocondriale, e nello spazio intermembrana – lo spazio tra la membrana mitocondriale interna e quella esterna (i mitocondri hanno due membrane, una che avvolge l’altra). Questo crea un gradiente protonico, con un’alta concentrazione di protoni nello spazio intermembrana e una concentrazione relativamente bassa nella matrice mitocondriale. Proprio come l’acqua che scorre dall’alto verso il basso, da cui possiamo estrarre energia con una turbina ad acqua, le cellule possono estrarre energia da questi protoni che scendono lungo il loro gradiente di concentrazione guidando questo flusso attraverso un fantastico macchinario proteico chiamato ATP sintasi. È questo che alimenta la sintesi di ATP.

Ok, torniamo al modo in cui gli ormoni tiroidei influiscono su questo aspetto: aumentano l’espressione delle proteine di disaccoppiamento [10, 11]. Si tratta di proteine incorporate nella membrana interna dei mitocondri che lasciano fuoriuscire i protoni lungo il loro gradiente di concentrazione. I protoni passano quindi dallo spazio intermembrana alla matrice mitocondriale, senza passare per l’ATP sintasi. In questo modo, l’energia viene rilasciata come calore anziché essere destinata alla produzione di ATP.

Gli ormoni tiroidei influenzano il turnover delle proteine:

Sembrerà strano, ma non è così raro sentire qualcuno che dice di assumere T3 in Bulk nel tentativo aumentare il turnover proteico. Ma è una buona idea? No. Mentre il turnover proteico aumenta, si verifica un contemporaneo aumento sia della sintesi proteica sia della degradazione proteica, quest’ultima supera il tasso di sintesi. Di conseguenza, si verifica una degradazione netta delle proteine.

In uno studio in cui i soggetti hanno ricevuto 150mcg di T3 al giorno per 7 giorni, la degradazione proteica è aumentata notevolmente [12]. L’escrezione di azoto (un indicatore della degradazione delle proteine) è aumentata del 45% e l’ossidazione della leucina del 74%. È stato riscontrato anche un piccolo aumento della sintesi proteica corporea, ma l’entità era inferiore all’aumento della degradazione proteica. Un altro studio, nel quale è stata usata una dose di 100mcg di T3 al giorno per 2 settimane, ha ottenuto risultati simili [13]. La sintesi proteica corporea a digiuno è aumentata del 9%, anche se in modo non statisticamente significativo, mentre la degradazione proteica e l’ossidazione della leucina hanno mostrato un aumento statisticamente significativo, rispettivamente del 12 e del 24%.

L’aspetto forse più interessante è che i ricercatori hanno anche prelevato biopsie muscolari dal muscolo gastrocnemio. Hanno misurato una serie di elementi, tra cui l’area della sezione trasversale (CSA) delle fibre muscolari. I risultati sono stati i seguenti:

Si tratta di una situazione piuttosto drastica per sole 2 settimane. (Si noti anche il cambiamento del tipo di fibra indotto da uno stato di ipertiroidismo).

In un altro studio, sei partecipanti hanno ricevuto 2mcg/kg di peso corporeo di T4 al giorno per 6 settimane, insieme a 1mcg/kg di peso corporeo di T3 al giorno per le ultime 2 settimane [14]. Questo (le prime 4 settimane) è un po’ più alto di un dosaggio completo di ormoni tiroidei. In effetti, il TSH è stato soppresso da 1,8 a 0,3 mIU/L e sia il T4 che il T3 sono aumentati in modo significativo. La successiva aggiunta di T3 ha reso i livelli di TSH non rilevabili e ha aumentato ulteriormente i livelli di T3. In questo studio non è stata misurata la cinetica delle proteine muscolari. È stata misurata la sintesi e la degradazione delle proteine nell’intero corpo nello stato di post-assorbimento. L’integrazione di ormoni tiroidei ha portato a un aumento di entrambi, ma con un aumento sostanziale della degradazione. Sarebbe ragionevole ipotizzare che questo rifletta anche ciò che accade nel tessuto muscolare.

Infine, vale la pena sottolineare un altro studio di lunga durata, con un dosaggio relativamente basso rispetto agli altri studi. Lovejoy et al. hanno somministrato T3 per 2 mesi a un piccolo gruppo di uomini [15]. Il dosaggio è iniziato con 75 mcg di T3 al giorno, ma è stato ridotto a 50 o 62,5 mcg al giorno quando i livelli di T3 nel siero superavano i 4,6 nmol/L. Cosa che, in effetti, si è verificata per 5 dei 7 uomini partecipanti. Il bilancio dell’azoto è risultato significativamente ridotto rispetto al basale nella seconda e terza settimana, ma in seguito tendeva a tornare verso lo zero. Questo fa pensare a un meccanismo di risparmio proteico che entra in funzione dopo le prime settimane. Inoltre, hanno riscontrato una diminuzione significativa della massa magra (-1,5 kg) e della massa grassa (-2,7 kg) dopo 6 settimane. Alla 9a settimana, la massa magra non è diminuita ulteriormente (-0,1 kg rispetto alla 6a settimana), mentre la massa grassa è sembrata continuare a diminuire (-0,6 kg), anche se non si tratta di una differenza statisticamente significativa rispetto alla 6a settimana. Non sono state riscontrate differenze statisticamente significative nelle misure del turnover proteico, ma questo è stato probabilmente il risultato delle ridotte dimensioni del campione: un errore statistico di tipo 2.

Conclusioni:

Gli agenti anabolizzanti, che essi siano SARM steroidei o non steroidei, possono annullare gli effetti catabolici degli ormoni tiroidei? Dai dati aneddotici ed empirici raccolti sul campo sembrerebbe molto probabile, in una certa misura, ma non ci sono dati clinici al riguardo. La variabile di picco nella questione è il dosaggio. Si è potuto osservare che gli atleti con maggiori vantaggi dalla somministrazione di T3 in regimi ipocalorici protratti li ottenevano con dosaggi nel range tra 25 e 50mcg/die massimo! Tale dosaggio, con riscontro per via esami ematici, permette all’atleta di mantenere livelli tiroidei da normo o ipercalorica, senza sforare il range di riferimento fisiologico, nonostante la forte restrizione alimentare. Ovviamente, questi atleti sono sottoposti ad una preparazione complessa comprendente l’uso di uno o più PEDs.

I dosaggi da 100-150mcg/die di T3 o 200mcg/die di T4 sono del tutto controproducenti, a meno che per il modesto aumento del dispendio energetico (poche centinaia di kcal, con un aumento del 10%-15% del tasso metabolico a riposo) siate disposti a ritrovarvi ipertiroidei e fortemente catabolici.

Oltretutto, in ipocalorica, il T4 subisce comunque una riduzione della conversione in T3. L’uso concomitante di GH può migliorare questa risposta.

In conclusione, ricordiamo gli effetti collaterali legati ad uno stato di ipertiroidismo:

  • accelerazione della frequenza cardiaca;
  • palpitazioni;
  • possibili aritmie;
  • forte calo di peso e perdita di massa muscolare;
  • insonnia;
  • ansia;
  • tremori;
  • sudorazione;
  • debolezza muscolare;
  • aumento del reverse T3 [legato ad abuso di farmaci contenenti T3 e/o T4].

Riflettete e traete le corrette conclusioni… la conoscenza per farlo ora non vi manca. Per la capacità beh, miracoli non ne faccio…

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. Carlé, Allan, Anne Krejbjerg, and Peter Laurberg. “Epidemiology of nodular goitre. Influence of iodine intake.” Best practice & research Clinical endocrinology & metabolism 28.4 (2014): 465-479.
  2. Nicoloff, John T., et al. “Simultaneous measurement of thyroxine and triiodothyronine peripheral turnover kinetics in man.” The Journal of clinical investigation 51.3 (1972): 473-483.
  3. Bianco, Antonio C., et al. “Biochemistry, cellular and molecular biology, and physiological roles of the iodothyronine selenodeiodinases.” Endocrine reviews 23.1 (2002): 38-89.
  4. Mendel, Carl M. “The free hormone hypothesis: a physiologically based mathematical model.” Endocrine reviews 10.3 (1989): 232-274.
  5. Gereben, Balázs, et al. “Cellular and molecular basis of deiodinase-regulated thyroid hormone signaling.” Endocrine reviews 29.7 (2008): 898-938.
  6. Silva, J. Enrique. “Thermogenic mechanisms and their hormonal regulation.” Physiological reviews 86.2 (2006): 435-464.
  7. Ismail-Beigi, Faramarz. “Thyroid hormone regulation of Na, K-ATPase expression.” Trends in Endocrinology & Metabolism 4.5 (1993): 152-155.
  8. Everts, M. E. “Effects of thyroid hormones on contractility and cation transport in skeletal muscle.” Acta Physiologica Scandinavica 156.3 (1996): 325-333.
  9. Mullur, Rashmi, Yan-Yun Liu, and Gregory A. Brent. “Thyroid hormone regulation of metabolism.” Physiological reviews 94.2 (2014): 355-382.
  10. Barbe, Pierre, et al. “Triiodothyronine‐mediated upregulation of UCP2 and UCP3 mRNA expression in human skeletal muscle without coordinated induction of mitochondrial respiratory chain genes.” The FASEB Journal 15.1 (2001): 13-15.
  11. de Lange, Pieter, et al. “Uncoupling protein-3 is a molecular determinant for the regulation of resting metabolic rate by thyroid hormone.” Endocrinology 142.8 (2001): 3414-3420.
  12. Gelfand, Robert A., et al. “Catabolic effects of thyroid hormone excess: the contribution of adrenergic activity to hypermetabolism and protein breakdown.” Metabolism 36.6 (1987): 562-569.
  13. Martin, WH 3rd, et al. “Mechanisms of impaired exercise capacity in short duration experimental hyperthyroidism.” The Journal of clinical investigation 88.6 (1991): 2047-2053.
  14. Tauveron, I. G. O. R., et al. “Response of leucine metabolism to hyperinsulinemia under amino acid replacement in experimental hyperthyroidism.” American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism 269.3 (1995): E499-E507.
  15. Lovejoy, Jennifer C., et al. “A paradigm of experimentally induced mild hyperthyroidism: effects on nitrogen balance, body composition, and energy expenditure in healthy young men.” The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 82.3 (1997): 765-770.

ACE-031: il “recettore esca” per la Miostatina.

Introduzione alla molecola:

L’ACE-031 può rientrare a pieno titolo nel “club” delle molecole PEDs semisconosciute. Un peptide praticamente unico nel panorama “doped”, sicuramente promettente, specie nel BodyBuilding, ma del quale se ne parla poco.

Nel 2013 sembrava che la ricerca sul ACE-031 fosse stata definitivamente interrotta, nonostante funzionasse piuttosto bene.

Le aziende farmaceutiche Acceleron Pharma e Shire misero in pausa la ricerca sull’inibitore della Miostatina ACE-031 [Acceleronpharma.com 2 maggio 2013]. E questo evento risultò piuttosto strano. In un comunicato stampa congiunto rilasciato qualche tempo dopo il sopra citato annuncio, Muscle & Nerve aveva pubblicato uno studio che dimostrava che l’ACE-031 è un composto che un culturista supplementato farmacologicamente aggiungerebbe volentieri al suo “arsenale”.

L’ACE-031 iniettabile è un recettore sintetico dell’Attivina di Tipo IIB. Anche le cellule muscolari hanno questo recettore. È destinato a proteine come la Miostatina, il GDF11 e l’Attivina A e B. Se la Miostatina si lega al recettore dell’Attivina di Tipo IIB, la crescita delle fibre muscolari si riduce. Nelle circostanze “giuste” la Miostatina arriva addirittura a degradare il muscolo-scheletrico.

Se si somministra l’ACE-031, questo non accade o, comunque, l’effetto viene marcatamente ridotto. Il recettore sintetico dell’Attivina di Tipo IIB si lega con il tristemente noto peptide Miostatina impedendo a quest’ultimo di legarsi al sito recettore della cellula e compiere la sua attività di riduzione ipertrofica e degradazione del tessuto muscolo-scheletrico.

ACE-031 e “recettori esca”:

Come accennato pocanzi, l’ACE-031 non è altro che un “recettore esca”. Un recettore esca è un recettore in grado di riconoscere e legare in modo efficiente specifici fattori di crescita o citochine, ma non è strutturalmente in grado di segnalare o attivare il complesso recettoriale previsto. Agisce come un inibitore, legando un ligando e impedendogli di legarsi al suo recettore abituale. I recettori esca partecipano a un metodo comune di inibizione del segnale e sono anche abbondanti nei tessuti maligni, costituendo un argomento significativo nella ricerca sul cancro.[1]

“Recettori esca”: si legano ai ligandi e inibiscono la segnalazione attraverso i recettori veri e propri.


IL1R2 è stato uno dei primi recettori esca identificati.[2] [3] Lega IL1A e IL1B e inibisce il loro legame con IL1R1, impedendo la risposta infiammatoria che è generalmente promossa dal legame delle interleuchine di tipo 1 con il recettore 1 dell’interleuchina di tipo I.[4]

Un altro membro di questa categoria è il recettore DcR3, conosciuto anche come TNFRSF6, che si trova principalmente nei tessuti maligni umani.[5] Agisce come recettore esca per i membri delle citochine TNF: FasL, LIGHT e TL1A, inibendo la capacità delle citochine di segnalare la morte cellulare o l’apoptosi.

TNFRSF6

Il VEGFR-1 è una tirosin-chinasi recettoriale che modula negativamente l’angiogenesi agendo come recettore esca.[6] La caratteristica di “esca” del VEGFR-1 è necessaria per lo sviluppo e l’angiogenesi normali. Il VEGFR-1 inibisce l’attività del VEGFR-2 sequestrando il VEGF, impedendo così al VEGFR-2 di legarsi al VEGF.

Quindi eccoci di nuovo con ACE-031. Esso è stato studiato in quanto è un recettore esca ingegnerizzato con attività inibitoria della Miostatina potenzialmente utile nel tentativo di trattare i bambini affetti da distrofia muscolare di Duchenne (DMD). Il recettore ACE-031 circola al di fuori della membrana della fibra muscolare. Poiché questo recettore si lega alla Miostatina, riduce la quantità di questo peptide che può legarsi al recettore nativo nella membrana (ActRIIB), impedendo alla Miostatina di fornire il segnale che limita la crescita muscolare e ne promuove il catabolismo.[7]

I principali studi su ACE-031:

Nel 2007 Acceleron Pharma aveva grandi aspettative su ACE-031. All’epoca l’azienda aveva condotto solo studi sugli animali. Tuttavia, nel marzo 2013 AP ha pubblicato uno studio sull’uomo in cui 48 donne sane di età compresa tra 45 e 75 anni hanno ricevuto una singola iniezione con 0.02, 0.05, 0.1, 0.3, 1 o 3 mg di ACE-031 per kg di peso corporeo. Il composto ha circolato per alcune settimane nell’organismo dei soggetti trattati. L’emivita è stata stimata essere di 10-15 giorni.
Tuttavia, questa singola iniezione ha prodotto una crescita muscolare. La dose di 3mg/kg ha mostrato un aumento del volume muscolare del 5%. La massa magra è aumentata del 3% [poco più di un chilo] e sembra anche diminuire la massa grassa.

L’iniezione ha ridotto la Leptina e aumentato la concentrazione di Adiponectina. Ciò suggerisce che l’ACE-031 riduce la massa grassa.

Inoltre, è aumentato l’inibitore della Miostatina, i livelli di fosfatasi alcalina specifica per le ossa [BSAP] nel sangue e si è ridotto quello del telopeptide C-terminale del collagene di tipo 1 [CTX]. Ciò suggerisce che l’ACE-031 rende le ossa più forti. Negli studi sugli animali con RAP-031, la versione per topi di ACE-031, Acceleron è riuscita a dimostrare questi effetti. [Endocrinology. 2010 Sep; 151 (9) :4289-300].

Se si legge lo studio su Muscle & Nerve, ci si chiede perché mai la Acceleron abbia interrotto lo sviluppo di ACE-031. E perché non agisce legalmente contro tutti gli store online che si puliscono le terga con i brevetti di Acceleron e vendono l’ACE-031 a un prezzo al quale una normale azienda farmaceutica non può trarre alcun profitto.[Muscle Nerve. 2013 Mar; 47 (3) :416-23.]

La risposta si trova in un messaggio sul sito web dell’Associazione per la Distrofia Muscolare. [Quest.mda.org 2 maggio 2013] In esso si legge che nel 2011, durante uno studio [NCT01099761] in cui i ricercatori somministravano l’ACE 031 a bambini affetti da malattie muscolari, sono emersi effetti collaterali che hanno costretto i ricercatori a interrompere lo studio.

“Gli eventi avversi che i partecipanti alla sperimentazione hanno subito – piccoli sanguinamenti del naso e delle gengive e dilatazione dei vasi sanguigni della pelle – non sono stati considerati di per sé pericolosi. Tuttavia, le aziende e le agenzie regolatorie coinvolte affermano di aver bisogno di comprendere appieno questi eventi prima di continuare gli studi clinici sull’ACE-031”. “

Un altro strano effetto collaterale è stato rivelato nello studio pubblicato su Muscle & Nerve. È emerso che la somministrazione di ACE-031 abbia ridotto fortemente la concentrazione di FSH nelle donne partecipanti. I ricercatori non ne conoscono la causa e le possibili conseguenze.

Sembrava che ACE-031 fosse stato definitivamente accantonato dalla ricerca fino alla pubblicazione nel 2017 di uno studio sul recettore esca , sempre su Muscle Nerve [Myostatin inhibitor ACE-031 treatment of ambulatory boys with Duchenne muscular dystrophy: Results of a randomized, placebo-controlled clinical trial]. L’ACE-031 è stato somministrato per via sottocutanea ogni 2-4 settimane a ragazzi affetti da DMD [distrofia muscolare di Duchenne] in uno studio randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo, a dose crescente. L’obiettivo primario era la valutazione della sicurezza. Gli obiettivi secondari comprendevano la caratterizzazione della farmacocinetica e della farmacodinamica.

L’ACE-031, durante lo studio, non è stato associato a eventi avversi gravi o molto gravi. Lo studio è stato interrotto dopo il secondo regime di dosaggio a causa di potenziali problemi di sicurezza legati a epistassi e teleangectasie. È stata rilevata una tendenza al mantenimento della distanza del test del cammino di 6 minuti (6MWT) nei gruppi ACE-031 rispetto al calo osservato nel gruppo placebo (non statisticamente significativo), nonché una tendenza all’aumento della massa magra e della densità minerale ossea (BMD) e alla riduzione della massa grassa.

Anche in questo studio, l’uso dell’ACE-031 ha dimostrato tendenze per gli effetti farmacodinamici sulla massa magra, sulla massa grassa, sulla BMD e sul 6MWT (6-minute walk test). Ma, come successo in precedenza, gli eventi avversi non correlati ai muscoli hanno contribuito alla decisione di interrompere lo studio. Nonostante l’inibizione della Miostatina è un approccio terapeutico promettente per la DMD.

Neanche lo studio su MYO-029, il miostatinblokker della Wyeth, ha avuto successo. Nel 2008 uno studio deludente ha dimostrato che gli adulti con distrofia muscolare, dopo la somministrazione di MYO-029, non sono diventati più forti. [Ann Neurol. 2008 May, 63 (5) :561-71] e la Wyeth ha interrotto lo sviluppo del MYO-029.

Uso nel BodyBuilding e conclusioni:

Ora sappiamo che questo “recettore esca” può favorire lo sviluppo del muscolo-scheletrico legandosi alla Miostatina ed impedendo a questa di esercitare la sua azione di controllo e catabolismo muscolare. Sappiamo inoltre che gli studi effettuati su esseri umani sono stati promettenti ma non sufficientemente sicuri da permetterne uno sviluppo completo. I casi di epistassi e teleangectasie hanno spinto i ricercatori ad interrompere la ricerca. Ma come spesso accade, ogni qualvolta nel panorama scientifico si affaccia una molecola potenzialmente vantaggiosa per lo sportivo, e per il BodyBuilder in particolare, anche se la ricerca si interrompe non si può dire lo stesso per quella svolta illegalmente da improvvisate cavie umane. E questo evento si è verificato anche per l’ACE-031.

Partendo dalle prove emerse durante gli studi, sappiamo che una dose di 3mg/Kg ha comportato un aumento del volume muscolare del 5%, un aumento della massa muscolare del 3% e sembra portare anche a una riduzione della massa grassa. La molecola sembra ridurre la concentrazione di Leptina, condizione che potrebbe portare ad uno scompenso nella regolazione fame/sazietà, ed un aumento dell’Adiponectina, la quale è correlata ad un miglioramento della sensibilità all’Insulina. 

Prove sul campo raccolte negli ultimi anni, hanno permesso di quantificare i dosaggi mediamente efficaci per un Bodybuilder e i tempi di somministrazione: 1-3mg per chilogrammo di peso corporeo ogni 15 giorni è risultato essere il range standard per ottenere i migliori risultati possibili. Per quanto concerne la lunghezza del trattamento, si presume che l’uso debba essere circoscritto in un arco temporale di circa 5-6 settimane, limite di conservazione che non dovrebbe essere superato. 

Ricordo che il principale effetto collaterale di ACE-031 è la dilatazione dei vasi sanguigni. Tuttavia, questo effetto collaterale, se contenuto, non sembra avere svantaggi. Inoltre, l’uso di ACE-031 può causare epistassi e gengive sanguinanti. Non sono noti altri effetti collaterali. I soggetti emofiliaci sono a forte rischio emorragico potenziale con l’uso di ACE-031.

Anche se dovrebbe essere scontato, ribadisco il fatto che nessuno sta invitando all’uso sperimentale ed illegale di una molecola della quale, oltretutto, si sa poco. Le informazioni ivi presenti sono a puro scopo divulgativo e non rappresentano in alcun modo prescrizioni mediche e affini.

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. Decoy Receptor”. Encyclopedia of Cancer. Springer Berlin Heidelberg. 2012. p. 1070. 
  2. McMahan, CJ; Slack, JL; Mosley, B (1991). “A novel IL-1 receptor, cloned from B cells by mammalian expression, is expressed in many cell types”The EMBO Journal10 (10): 2821–2832. 
  3. Re, F; Muzio, M; De Rossi, M; et al. (1994). “The type II “receptor” as a decoy target for interleukin 1 in polymorphonuclear leukocytes: characterization of induction by dexamethasone and ligand binding properties of the released decoy receptor”The Journal of Experimental Medicine179 (2): 739–743. 
  4. “IL1R2 interleukin 1 receptor, type II [ Homo sapiens (human) ]”ncbi.nlm.nih.gov. National Center for Biotechnology Information. 2015.
  5. Ashkenazi, Avi (1 June 2002). “Targeting death and decoy receptors of the tumour-necrosis factor superfamily”. Nature Reviews Cancer2 (6): 420–430. 
  6. Meyer, Rosana D.; Mohammadi, Moosi; Rahimi, Nader (13 January 2006). “A Single Amino Acid Substitution in the Activation Loop Defines the Decoy Characteristic of VEGFR-1/FLT-1*”The Journal of Biological Chemistry.
  7. Attie, Kenneth M (21 November 2012). “A single ascending-dose study of muscle regulator ace-031 in healthy volunteers”. Muscle and Nerve.

Adipotide – ascesa e caduta di un farmaco sperimentale.

Introduzione:

Come ben sappiamo, la maggior parte dei farmaci con potenziale sulla perdita di peso agiscono sul aumento della lipolisi e/o della termogenesi, ma anche sulla soppressione dell’appetito che può essere presente insieme alle prima citate reazioni iatrogene nella medesima molecola. Ma esiste un farmaco che si differenzia di molto dalle molecole classicamente utilizzate per la riduzione del peso/grasso. Questo farmaco non è molto conosciuto e fino a poco tempo fa era in fase di test su scimmie rhesus obese: si dice che “uccida” le cellule adipose. I ricercatori dell’Università del Texas pensavano che il farmaco potesse un giorno aiutare a combattere l’obesità negli esseri umani.

Infatti, basti pensare che nel giro di soli 20 anni (dal 1990 al 2010), si è verificato un drammatico aumento dell’obesità negli Stati Uniti e i tassi rimangono alti. Nel 2010, nessuno stato degli Stati Uniti aveva una prevalenza di obesità inferiore al 20%. Circa un adulto su tre e un bambino su sei sono obesi. L’obesità è oggi epidemica negli Stati Uniti e una delle principali cause di morte, attribuibile a malattie cardiache, cancro e diabete. L’Europa non se la passa sicuramente bene. Sulla base dell’indice di massa corporea, nel 2019 il 45% degli adulti europei era normopeso, mentre il 53% era in sovrappeso, con un 17% in condizione di obesità.

Nonostante gli sforzi significativi nell’ultimo decennio, pochissimi farmaci sono stati sviluppati con successo per il trattamento dei pazienti obesi. Attualmente, solo due farmaci approvati dalla Food and Drug Administration (FDA) per la perdita di peso sono disponibili negli Stati Uniti: il soppressore dell’appetito Fentermina e l’inibitore della digestione e assorbimento dei grassi Orlistat. L’Orlistat (Xenical) è un farmaco per la perdita di peso a lungo termine. Questo farmaco riduce la digestione e l’assorbimento dei grassi alimentari nello stomaco e nell’intestino. Altri tentativi di trattare l’obesità si sono concentrati prevalentemente su farmaci volti a sopprimere l’appetito o ad aumentare il metabolismo, ma questi sforzi sono stati ostacolati dai loro effetti collaterali. Sfortunatamente, per una persona nella media è comune riprendere peso indipendentemente dai metodi di trattamento dell’obesità applicati.

Un gruppo di ricercatori ha progettato un farmaco, il peptidomimetico ligando-diretto CKGGRAKDC-GG-D(KLAKLAK)2 (chiamato Adipotide), che è un peptide sintetico che innesca la morte del adipocita. Il farmaco agisce sul tessuto adiposo bianco. Il tessuto adiposo bianco è, per fare un esempio, il tipo di grasso malsano che si accumula sottocute e a livello viscerale.

Caratteristiche del Adipotide:

Più nello specifcio, sto parlando del Prohibitin-targeting peptide 1 (noto anche come prohibitin-TP01 e TP01; nome commerciale Adipotide), un peptidomimetico con sequenza CKGGRAKDC-GG-D(KLAKLAK)2. È un farmaco sperimentale proapoptotico[1] che ha dimostrato di causare una rapida perdita di peso nei topi[2] e nelle scimmie rhesus. [3] Il suo meccanismo d’azione è quello di colpire i vasi sanguigni specifici che riforniscono di sangue il tessuto adiposo, causare il restringimento dei vasi e l’apoptosi delle cellule adipose alimentate da quei vasi.[4] Il TP01 è progettato per legarsi a due recettori, il ANXA2 e quello della prohibitina, che sono specifici dei vasi sanguigni che riforniscono il tessuto adiposo bianco.[5]

Sequenza amminoacidica: Cys-Lys-Gly-Gly-Arg-Ala-Lys-Asp-Cys—Gly-Gly–(Lys-Leu-Ala-Lys-Leu-Ala-Lys)2
Formula Molecolare: C152H252N44O42
Peso Molecolare : 2611.41 g/mol

Studi sul Adipotide:

In precedenti ricerche precliniche, i topi obesi hanno perso circa il 30% del loro peso corporeo con questo peptidomimetico.[6] Scimmie di tre specie diverse hanno mostrato cambiamenti prevedibili e reversibili nella funzione del tubulo prossimale renale.[6] I livelli di grasso corporeo complessivo e addominale sono scesi, con effetti collaterali reversibili nel Peso, BMI e circonferenza addominale che hanno continuato a scendere per tre settimane dopo la fine del trattamento prima di iniziare lentamente a invertire il trend durante la quarta settimana del periodo di follow-up. Le scimmie negli studi non hanno mostrato segni di nausea o di evitamento del cibo. L’effetto renale era dose-dipendente, prevedibile e reversibile. Questa è una scoperta potenzialmente importante poiché gli effetti collaterali spiacevoli hanno limitato l’uso di farmaci approvati che riducono l’assorbimento dei grassi nell’intestino.

Nota: le barre nere sono in riferimento ai topi trattati con Adipotide.

Nel complesso, questi dati nei primati stabiliscono che l’Adipotide avrebbe potuto divenire un prototipo di una nuova classe di farmaci candidati che possono essere utili per trattare l’obesità negli esseri umani.


Comunque sia l’Adipotide risulta funziona prendendo di mira le cellule che si trovano nel tessuto adiposo bianco, come affermato da Steven Reinberg a USA Today. L’Adipotide uccide il grasso “interagendo con recettori specifici nei vasi sanguigni degli adipociti e innescando l’espressione di una proteina sintetica che fa morire le cellule. In seguito, quelle cellule morte vengono riassorbite dal corpo e metabolizzate.


Le scimmie trattate con questo peptide sono risultate più magre, almeno. In sole quattro settimane, le scimmie obese hanno perso l’11% del loro peso corporeo.[7] Le scimmie hanno anche perso il 27% del loro grasso addominale, come affermato da Tim Barribeau a io9. Attenzione però: le scimmie che erano già magre non hanno perso nemmeno un chilo, il che significa che la molecola potrebbe mirare solo al grasso extra, o subisce una riduzione nell’attività recettoriale (es. riduzione del numero e densità dei recettori target), senza intaccare la messa grassa essenziale alla sopravvivenza.


I test sono risultati senza dubbio promettenti per l’uso negli esseri umani. Di solito, i farmaci “bruciagrassi” sono testati sui topi. I ricercatori credono che questa ricerca sia particolarmente “rilevante perché è stata fatta con i primati”, ha affermato Jennifer Booton a Fox Business. Inoltre, le scimmie più grasse nello studio erano diventate corpulente grazie al loro stesso eccesso di cibo e alla mancanza di esercizio; proprio come molti umani obesi.

Come accennato in precedenza, uno studio su animali ha mostrato che l’Adipotide può portare a una significativa e rapida perdita di peso distruggendo l’apporto di sangue alle cellule adipose. Il farmaco in questione ha aiutato le scimmie rhesus obese a perdere in media l’11% del loro peso corporeo dopo quattro settimane di trattamento. Il farmaco, che funziona sulla base di un trattamento del cancro, mira alle proteine sulla superficie dei vasi sanguigni che alimentano gli adipociti bianchi e li distrugge rilasciando una molecola di sintesi che innesca un processo naturale di morte cellulare. I ricercatori guidati da scienziati dell’Università del Texas hanno prima studiato l’efficacia del nuovo farmaco su topi obesi che ha causato una diminuzione del 30% del loro peso corporeo. La prova successiva è stata effettuata su 15 scimmie in quanto le loro somiglianze con l’uomo li rendono un buon modello per prevedere la possibile efficacia e gli effetti collaterali di un farmaco nell’uomo, anche se sempre in maniera marginale. Dopo quattro settimane, i 10 primati che hanno ricevuto un’iniezione quotidiana di Adipotide hanno perso in media il 38,7% del loro grasso corporeo totale, rispetto al 14,8% degli altri cinque esemplari che sono stati trattati con placebo. Le scimmie trattate hanno anche perso il 27% del loro grasso addominale, come riportato dagli scienziati nella rivista Science Translational Medicine. [8] Anche l’indice di massa corporea (BMI) e la circonferenza addominale (giro vita) sono stati ridotti, mentre tutte e tre le misure erano invariate nelle scimmie del gruppo di controllo non trattate. Le scimmie macaco Rhesus sono state selezionate dalla colonia per lo studio in base alla loro condizione di obesità, contribuendo a fornire un modello di prova perfetto per l’obesità umana e di trattamento del diabete di tipo II.[4] Da notare, a proposito, è che il trattamento con Adipotide ha anche portato ad una migliore sensibilità all’insulina.[9]

A. Mostra la variazione del fabbisogno di insulina (area sotto la curva) per i gruppi trattati (rosso) e di controllo (blu). L’AUC è stata calcolata da un test IVGTT.
B. Mostra l’indice insulinogenico prima e dopo nei gruppi di trattamento (rosso) e di controllo (blu). I gruppi trattati mostrano una drastica riduzione della secrezione di insulina.
C. Variazione del consumo di cibo nei gruppi trattati (rosso) e di controllo (blu).

“Lo sviluppo di questo composto per uso umano fornirebbe un modo non chirurgico per ridurre effettivamente il tessuto adiposo bianco accumulato, in contrasto con gli attuali farmaci per la perdita di peso che tentano di controllare l’appetito o prevenire l’assorbimento del grasso alimentare”, ha affermato Renata Pasqualini, co-autore senior dello studio. I precedenti tentativi di trattare l’obesità si sono concentrati principalmente su farmaci volti a sopprimere l’appetito o a causare un aumento del metabolismo, ma questi sforzi sono stati ostacolati dai loro effetti collaterali. Il nuovo farmaco progettato dal gruppo MD Anderson include un agente che si lega a una proteina sulla superficie dei vasi sanguigni che supportano il grasso bianco e un peptide sintetico che innesca la morte delle cellule adipose, non appena il loro approvvigionamento di sangue cessa, le cellule adipose vengono riassorbite e metabolizzate. Il professor Wadih Arap, co-autore senior, ha affermato: “L’obesità è un importante fattore di rischio per lo sviluppo del cancro, più o meno l’equivalente dell’uso del tabacco, ed entrambi sono potenzialmente reversibili”.

Dallo studio su scimmie rhesus, la risonanza magnetica conferma che la perdita di peso deriva da una marcata diminuzione del volume del tessuto adiposo bianco. (A) La variazione percentuale del volume di grasso è stata determinata quantificando il volume con immagini di risonanza magnetica assiale T1-pesata. La variazione è rappresentata come variazione percentuale rispetto al basale (giorno 1) ed è significativamente diminuita alla fine del trattamento e alla fine del recupero (test di Mann-Whitney-Wilcoxon, P = 0,02 e P = 0,04, rispettivamente). Le barre di errore indicano il SEM (controllo, n = 3; trattato, n = 6). (B) Un modello a effetti misti dei dati nel tempo indica la significatività della diminuzione della percentuale di grasso per i gruppi trattati rispetto a quelli di controllo (P < 0,0001). (C) Immagini sagittali e assiali pesate in T1 rappresentative di uno degli animali trattati. L’intervallo del livello di finestra è indicato dalla barra colorata sulla destra. Le immagini assiali sono prese in corrispondenza della sezione trasversale indicata dalla linea bianca tratteggiata nell’immagine sagittale. Una diminuzione del contenuto di grasso è rappresentata da una diminuzione del livello della finestra (cioè dell’intensità della visualizzazione dell’immagine).

Come risultato delle sfide nello sviluppo di farmaci per la perdita di peso, attualmente c’è solo un farmaco per l’obesità approvato dalla FDA (e non solo) sul mercato, Alli, che riduce la digestione e l’assorbimento dei grassi alimentari. “Non ci può essere alcun dubbio sulla necessità di nuove strategie in merito”, ha detto Wadih Arap. “E questo rappresenta un salto di qualità in termini di una nuova strategia per il trattamento dell’obesità”. Pasqualini e il Dr. Wadih Arap, suo marito e anche un ricercatore del M.D. Anderson, sono stati in grado di sviluppare il farmaco per l’obesità dopo aver ideato una tecnica per “mappare” le varie reti di vasi sanguigni nel corpo umano. Durante più di un decennio di ricerca, hanno identificato i piccoli pezzi di proteina che si legano con le varie reti di vasi sanguigni nel corpo. In sostanza, quindi, hanno identificato lo “ZIP codes” per ciascuno di questi tipi di vasi sanguigni, e hanno sintetizzato agenti con “ZIP codes” per i vasi sanguigni delle cellule adipose che possono spegnerli. Il loro lavoro ha dimostrato che le diverse cellule hanno dei vasi sanguigni con “firme molecolari” distinte che i ricercatori paragonano ai codici postali. I ricercatori hanno teorizzato di poter privare i tumori del loro approvvigionamento di sangue combinando una terapia letale con una molecola che ha individuato il CAP dei vasi sanguinei in determinate cellule cancerose bloccandone il rifornimento di ossigeno e substrati energetici. Dopo aver identificato lo “ZIP codes” che pensavano potessero funzionare nel cancro alla prostata, si sono interrogati sulla possibilità di colpire i vasi che alimentano gli adipociti bianchi. [10]

Se iniettato su base giornaliera, i ricercatori ritengono che l’Adipodide potrebbe aiutare le persone a perdere il 40% del loro grasso corporeo in sole quattro settimane. Il team americano dietro il nuovo farmaco affermò che la loro formulazione fosse più sicura dei precedenti farmaci dietetici, che sono stati vietati per timori di sicurezza negli ultimi anni, poiché lavora direttamente sul corpo piuttosto che sul SNC.

Nonostante i riscontri positivi avuti su topi e scimmie, la ricerca sul Adipotide è stata interrotta nel 2019.[11] Tale decisione può essere riconducibile al potenziale effetto collaterale a carico dei reni, sebbene tale effetto fosse stato ridimensionato dalle dichiarazioni dei ricercatori per via della sua facile reversibilità.

Conclusioni:

Ora, sappiamo che l’Adipotide agisce sui vasi sanguinei degli adipociti bianchi causando una cessazione del flusso sanguineo e, di conseguenza, del rifornimento cellulare di ossigeno e substrati energetici: il risultato è l’apoptosi cellulare. Ma, come ho precedentemente riportato, sebbene la sua somministrazione in scimmie abbia portato ad una perdita del’11% del peso corporeo totale e il 27% della massa grassa addominale, la sua sperimentazione è stata praticamente interrotta nel 2019, nonostante l’espressione degli effetti collaterali fosse stata descritta come facilmente reversibile e non preoccupante (vedi funzione renale).

L’Adipotide non è un peptide sconosciuto agli atleti, soprattutto nella sottocultura del BodyBuilding. Sono circa 11 anni che se ne parla, anche se la discussione è sempre stata di nicchia rispetto ad altre molecole. Ed è proprio perchè se ne sa poco che bisogna fare dei dovuti chiarimenti.

Se si analizza con attenzione lo studio svolto su scimmie rhesus se ne può notare l’esatto significato dei dati, e su come questi potrebbero darci un idea su eventuali vantaggi e svantaggi di utilizzo.

Ad una coorte di scimmie (n = 15) sono stati somministrati tre livelli di dose di Adipotide (0,25, 0,43 e 0,75 mg/kg) al giorno per 28 giorni. Le scimmie rhesus magre che hanno ricevuto Adipotide (0,25 e 0,43 mg/kg) non hanno perso peso. Le scimmie del gruppo con la dose più alta hanno mantenuto il peso precedente allo studio o hanno mostrato una lieve perdita di peso.

Nelle scimmie sottoposte a necroscopia 24 ore dopo la dose finale di Adipotide, sono state osservate lesioni associate al rene che sono risultate dipendenti dalla dose; tali lesioni non erano presenti nel gruppo di controllo . Le lesioni osservate sono state classificate da minime a lievi nel gruppo a bassa dose, da minime a lievi nella maggior parte delle scimmie a dose media e da minime a moderate nel gruppo ad alta dose. Le lesioni primarie sono state classificate come degenerative/necrotiche (necrosi monocellulare) e reattive/rigenerative. Nelle scimmie sottoposte a necrosi alla fine del periodo di recupero, è stata osservata una degenerazione tubulare minima con poche cellule degenerate in una scimmia del gruppo a dose media e in due scimmie del gruppo ad alta dose. La rigenerazione tubulare e la necrosi tubulare (singola cellula con poche cellule necrotiche) erano minime in tutte le scimmie dopo il recupero. Pertanto, l’effetto collaterale principale dell’Adipotide è un danno renale relativamente lieve, prevedibile e reversibile e un’alterazione della funzione tubulare. L’accumulo anomalo di lipidi (compresa la steatosi epatica) non è stato osservato in nessuna delle scimmie che hanno ricevuto Adipotide.

E’ emerso, valutando dose-risposta ed effetti collaterali, che la dose ottimale era di 0.43mg/Kg peso per le scimmie rhesus, e non per l’uomo! La dose conservativa per l’uomo non è nota. Se dovessimo rapportare il dosaggio usato per le scimmie ad un dosaggio per l’uomo, utilizzando l’apposita formula, esso risulterebbe pari a circa 0.14mg/Kg per 28 giorni.

Valutazione antropometrica di scimmie rhesus obese trattate a dose fissa (0,43 mg/kg, sottocutaneo al giorno) di Adipotide. (Da A a C) La variazione percentuale media rispetto al basale del peso corporeo, della circonferenza addominale e dell’IMC è stata calcolata settimanalmente durante gli intervalli di trattamento (28 giorni) e di recupero (28 giorni) per ogni animale che ha ricevuto Adipotide o soluzione salina. Nel gruppo di trattamento, è stata osservata una marcata diminuzione (A) del peso corporeo medio (10,6%), (B) dell’IMC (10,0%) e (C) della circonferenza addominale (8,4%) rispetto alle misurazioni di base. Le barre di errore indicano il SEM (controllo, n = 5; trattato, n = 10). (Da D a F) Questi risultati erano statisticamente significativi (modello a effetti misti, P < 0,0001 per ogni variabile). Durante un periodo di recupero di 4 settimane, la diminuzione del peso corporeo, della circonferenza addominale e del BMI ha iniziato a invertirsi lentamente.

Va notato, inoltre, che l’effetto sensibile di perdita di grasso si è notato solo nelle scimmie in sovrappeso, mentre in quelle magre la differenza è stata irrisoria. Ciò significa che, se tale peptide venisse usato da un soggetto in sovrappeso o obeso l’effetto potrebbe essere decisamente più significativo sul totale della body fat presente alla fine della terapia rispetto all’inizio paragonato a, per esempio, un bodybuilder con il 10% di bf. Sto parlando del PARAGONE DEL TOTALE DELLA BODY FAT ALL’INIZIO E ALLA FINE DELLA TERAPIA INDIPENDENTEMENTE DALLA PERCENTUALE. in soldoni, è ovvio che uno con il 20% di bf avrà una perdita ponderale maggiore di uno con il 10%, partendo con più grasso… ecco, non mi sto riferendo a questo.

Questa differenza di risposta può essere spiegata attraverso meccanismi di controllo recettoriali che portano ad una sottoregolazione maggiore quanto più la percentuale di grasso e bassa.

Ovviamente non sto consigliando a nessuno di diventare una cavia da esperimenti, d’altronde non sappiamo praticamente nulla sugli effetti collaterali nell’uomo e sul loro grado anche qualora combaciassero in buona parte con quelli osservati nelle scimmie.

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. “Prohibitin-targeting peptide 1”NCI Drug Dictionary. National Cancer Institutes. 2 February 2011.
  2. Kolonin MG, Saha PK, Chan L, Pasqualini R, Arap W (June 2004). “Reversal of obesity by targeted ablation of adipose tissue”. Nature Medicine. Nature Publishing Group. 10 (6): 625–32.
  3.  “Blood vessel mapping reveals four new ‘ZIP codes'”. medicalxpress. 24 October 2011. Retrieved 10 November 2011.
  4. Barnhart KF, Christianson DR, Hanley PW, Driessen WH, Bernacky BJ, Baze WB, et al. (November 2011). “A peptidomimetic targeting white fat causes weight loss and improved insulin resistance in obese monkeys”Science Translational Medicine3 (108): 108ra112.
  5. Staquicini FI, Cardó-Vila M, Kolonin MG, Trepel M, Edwards JK, Nunes DN, et al. (November 2011). “Vascular ligand-receptor mapping by direct combinatorial selection in cancer patients”Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
  6. Experts Applaud a Cancer Drug for Immediate Weight Loss | News Tonight.
  7. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3425411/
  8. PressTV – Experimental drug can help weight Loss.
  9. WTOP Mobile.
  10. Arrowhead Research Corp : The Wall Street Journal: Drug Offers Hope in Obesity Fight | 4-Traders.
  11.  “Prohibitin targeting peptide 1”Adis Insight. Springer Nature Switzerland AG.

PEDs tra uso e abuso: Trenbolone.

Continua la disamina dei principali PEDs utilizzati e del confine che delimita l’uso dall’abuso. Nel primo articolo della serie abbiamo analizzato l’Oxymetholone e come questa molecola sia soggetta a facile abuso da un numero considerevole di atleti di diverse categorie. In questo secondo articolo analizzeremo il Trenbolone, una molecola “must” nel BodyBuilding.

Caratteristiche della molecola di Trenbolone:

Il Trenbolone, noto anche come 19-nor-δ9,11-testosterone o come estra-4,9,11-trien-17β-ol-3-one, è un 19 nor- steroide derivato dal Nandrolone, e condivide con il suo precursore la modifica molecolare in C-19. Nello specifico, il Trenbolone è Nandrolone con due doppi legami aggiuntivi nel nucleo steroideo. Le differenze strutturali tra la molecola di Trenbolone e quella di Nandrolone, quindi, comprendono il doppio legame presente in C9– C10, che inibisce totalmente l’aromatizzazione e aumenta la resistenza al passaggio epatico, e quello in C11-C12 che aumenta l’affinità per il recettore androgeno, rendendo il Trenbolone uno degli anabolizzante con la più forte affinità AR.[1]

Differenze nella struttura molecolare tra Nandrolone e Trenbolone.

Gli esteri del Trenbolone, che presentano un estere in posizione C17β, includono il Trenbolone Acetato, il Trenbolone Enantato, il Trenbolone Hexahydrobenzylcarbonate e il Trenbolone Undecanoato.[2][3][4][5]

Il Trenbolone ha sia effetti anabolizzanti che androgeni.[4] Una volta metabolizzato, il Trenbolone causa un aumento dell’assorbimento di ioni ammonio da parte del tessuto muscolare, effetto che porta ad un aumento del tasso di sintesi proteica. Può anche avere effetti secondari di stimolo dell’appetito (effetto oressizzante) e di diminuzione del tasso catabolico, con quest’ultima caratteristica condivisa in diversa misura con tutti gli AAS.[6] Almeno uno studio svolto sui ratti ha dimostrato che il Trenbolone può indurre l’espressione genica del recettore degli androgeni (AR) almeno allo stesso livello del Diidrotestosterone (DHT). Questa caratteristica sta a indicare che il Trenbolone può causare un aumento delle caratteristiche sessuali secondarie maschili senza la necessità che esso converta in un androgeno più potente.[7]

Gli studi sul metabolismo del Trenbolone sono quanto meno eterogenei, con alcuni studi che mostrano che è metabolizzato dall’enzima Aromatasi o 5α-reduttasi in composti estrogenici e androgenici, nonostante le sue caratteristiche escludano questa potenzialità.[8][9]

Il Trenbolone si lega con alta affinità anche al recettore del Progesterone,[4][10][11][12] e al recettore dei glucocorticoidi.[11]

Per prolungare la sua emivita, il Trenbolone viene somministrato sotto forma di molecola coniugata ad un estere come i precedentemente citati Trenbolone Acetato, Trenbolone Enantato o Trenbolone Hexahydrobenzylcarbonate.[2][3][13][4] Le Lipasi plasmatiche poi scindono il gruppo estere nel flusso sanguigno rendendo libero, e quindi attivo, il Trenbolone.

Dosaggio di Trenbolone per il bestiame Vs dosaggio per esseri umani – :

Il Trenbolone Acetato è stato ed è utilizzato in medicina veterinaria nel bestiame per aumentarne la crescita muscolare e l’appetito, mentre Il Trenbolone Hexahydrobenzylcarbonate in passato è stato utilizzato clinicamente negli esseri umani, ma dalla fine degli anni 90 non è più commercializzato legalmente per tale scopo.[2][3][13][4]

Se si dà un’occhiata alla pagina ufficiale del sito che presenta il prodotto veterinario Finaplix-H, che consiste in pellet da impianto contenenti Trenbolone Acetato e utilizzati ancora oggi nel bestiame, si può notare come il dosaggio somministrato ad una mucca per indurne un aumento di peso è pari a 200mg. Avete capito bene, sono 200mg per capo di bestiame! Ok, sono bovini, hanno caratteristiche diverse tra metabolismo di escrezione, sensibilità recettoriale e risposta genica, ma già questo punto dovrebbe farvi cominciare a riflettere.

E’ altresì utile sottolineare che la somministrazione dei 10 pellet da 200mg di Trenbolone Acetato l’uno avviene per ogni singolo capo di bestiame nel giro di 63 giorni. Ciò significa un totale di 2g di Trenbolone Acetato (1.740mg di Trenbolone effettivo) per capo di bestiame nelle ultime 9 settimane circa prima della macellazione.

E l’uso clinico del Trenbolone negli esseri umani?

Come alcuni di voi già sapranno, nonostante la mancanza di prove cliniche su esseri umani, negli anni 70, in Francia, venne immesso sul mercato farmaceutico il Trenbolone per uso umano, sotto il nome commerciale di Parabolan (Trenbolone Hexahydrobenzylcarbonate), prodotto dalla Negma Laboratories.

Il Parabolan era usato clinicamente come agente anabolizzante per il risparmio proteico in caso di cachessia (deperimento della massa magra) e nella malnutrizione, oltre che per combattere alcune forme di osteoporosi. Le sue linee guida di prescrizione includevano  raccomandazioni per il trattamento delle popolazioni androgeno-sensibile, come le donne e gli anziani. Grazie alle sue marcate proprietà androgene, tuttavia, il farmaco è stato controindicato per l’uso nei bambini, e soprattutto nelle giovani donne. Il Parabolan è rimasto sul mercato francese per un tempo molto lungo, anche se è stato interrotto (volontariamente) dalla Negma nel 1997. Da allora, nessun altro preparato a base di Trenbolone è stato approvato per uso umano.

Il Parabolan era generalmente somministrato ad un dosaggio clinico pari a 3 fiale al mese (228mg totali). La terapia veniva avviata il primo mese con tutte e 3 fiale somministrate nel corso dei primi 15 giorni. Durante i successivi 3 mesi, veniva somministrata una iniezione (76 mg) ogni 10 giorni. 76mg di Trenbolone Hexahydrobenzylcarbonate equivalgono a circa 50mg di Trenbolone attivo dopo la scissione del legame molecolare con l’estere.

Il protocollo di dosaggio clinico di Trenbolone negli esseri umani con utilizzo del Parabolan (Negma Laboratories) era il seguente:

  • 114mg Trenbolone Hexahydrobenzylcarbonate (75 mg di ormone attivo) a settimana per le prime due settimane (totale 228mg di Trenbolone Hexahydrobenzylcarbonate);
  • Successivamente 76mg di Trenbolone Hexahydrobenzylcarbonate (50mg di ormone attivo) ogni 10 giorni.

Si sta ovviamente parlando di dosaggi basati su protocolli clinici, ma sono pienamente considerabili dosaggi più che efficaci specie per un atleta al suo primo utilizzo della suddetta molecola legata al suddetto estere. Parliamo comunque di 75mg di Trenbolone effettivo a settimana. Paragonandolo poi al dosaggio utilizzato per il bestiame (200mg di Trenbolone Acetato equivalente a 174mg di Trenbolone effettivo), si capisce che l’uso di dosaggi nell’ordine di 400-600mg a settimana di Trenbolone Hexahydrobenzylcarbonate (circa 300-400mg di Trenbolone effettivo) o 700mg di Trenbolone Acetato (609mg di Trenbolone effettivo) siano palesemente e a tutti gli effetti un abuso della molecola. Tralasciando certe abitudini yankee che consistono nella somministrazione massiva di Trenbolone a dosaggi fino ad 1g a settimana! Certo, 1g legato all’estere, ma se fate un po’ i conti l’abuso persiste indipendentemente dall’estere, con una variabile discreta tra estere Acetato e estere Enantato o Hexahydrobenzylcarbonate.

Per quanto possa urtare la convinzione di alcuni, usare il Trenbolone a dosaggi più alti di quelli somministrati ad un bovino di 720-1100Kg non è esattamente una pratica sostenibile.

Ad oggi non abbiamo informazioni certe sull’effetto che questo farmaco possa avere negli esseri umani, quindi sarebbe saggio evitarne quantomeno l’abuso. E questo è un dato di fatto.

La questione degli effetti collaterali a carico della sfera cognitiva:

Chi mi segue e legge i miei lavori conoscerà la mia posizioni in merito al Nandrolone e allo sbilanciamento tra “benefici e rischi”, a favore di questi ultimi, dati dal suo utilizzo, in specie a scopi dopanti. Infatti, l’uso del Nandrolone ha un significativo impatto sul SNC, con particolari differenze nel grado di manifestazione rispetto ad altri AAS non progestinici. Questo effetto del Nandrolone sul Sistema Nervoso Centrale è stato osservato scientificamente. Nello studio intitolato “The Impact of Nandrolone Decanoate on the Central Nervous System” vengono descritti chiaramente i numerosi effetti psicologici di questa molecola. Essi comprendono e influenzano:

1- Aggressività
2- Ansia, paura e stress
3- Ricompensa e dipendenza
4- Apprendimento, memoria e capacità di lavoro
5- Locomozione e attività fisica
6- Effetti sulla HPAA (Asse Ipotalamo-Pituitaria-Surrene)
7- Effetto sui neurotrasmettitori: Recettore Acido γ-Aminobutirrico Tipo A (GABAA); Recettori 5-idrossitriptamina (5-HT) e 5-HT; Recettori della Dopamina e Recettori Oppioidi.

Questi effetti sono potenzialmente riconducibili a tutti i progestinici, compreso il Trenbolone. Sebbene vi siano differenze sia nel grado di manifestazione dell’influenza che nel rapporto tra “vantaggi e svantaggi”, senza dubbio a favore del Trenbolone, questi aspetti neurologici non dovrebbero essere comunque tralasciati.

Diversi anni fa pubblicai uno studio realizzato dagli scienziati molecolari Fucui Ma e Daicheng Liu della Shandong Normal University (Cina) i quali esposero i risultati ottenuti osservando la risposta di ratti trattati con Trenbolone. Gli animali del esperimento mostrarono cambiamenti quasi immediati nel cervello.

I neuroni nel cervello sono in grado di conservare le informazioni e di elaborarle perché creano continuamente nuove connessioni tra loro. La Proteina precorritrice della beta-amiloide [APP] svolge un ruolo importante in questo processo. Per essere precisi: la APP è una proteina di trans-membrana di tipo 1.

Proteina Precorritrice della Beta-Amiloide [APP]

Gli enzimi scompongono la APP in pezzi e se questo processo si svolge correttamente le cellule cerebrali funzionano in modo normale. Ma se gli enzimi iniziano a non agire come dovrebbero – a causa di geni difettosi o fattori ambientali pericolosi – si formano frammenti proteici tossici. Il più rischioso di questi è l’amiloide-beta-42, che si accumula nel cervello, formando placche e uccidendo infine i neuroni. Il cervello delle persone decedute a causa dell’Alzheimer contengono grandi quantità di amiloidi-beta-42, per cui la maggior parte dei neurologi pensa che l’amiloide-beta-42 sia la causa dell’Alzheimer e di forme legate alla demenza.

Il Testosterone, l’Estradiolo e il DHT offrono protezione contro l’Alzheimer, con influenza incrociata e interdipendente. Ecco perché Ma e Lui si sono chiesti quale effetto avrebbe avuto il Trenbolone sulla formazione di amiloide-beta-42. Così, hanno somministrato a dei topi 5 iniezioni di Trenbolone in un periodo di 48 ore. L’equivalente umano delle dosi utilizzate dai ricercatori sarebbe di circa 0,85mg per kg di peso corporeo.

L’amiloide-beta-42 si è accumulata nel cervello dei ratti maschi trattati con Trenbolone. Il grafico seguente mostra i risultati emersi nel periodo di 48 ore nel quale sono state distribuite le 5 iniezioni di Trenbolone.

Il grafico qui sopra (barre grigie), riporta i dati estrapolati dagli esperimenti in vitro che i ricercatori hanno inoltre svolto con le cellule cerebrali esponendole per 48 ore a 100 nanomoli di Trenbolone [TB]. L’aggiunta di un antiandrogeno come la Flutamina [Flu] ha ridotto l’accumulo di amiloide-beta-42. Così è emerso che i danni cerebrali causati dal Trenbolone sono dovuti agli effetti androgeni di questa molecola.

Una combinazione di Trenbolone e DHT ha mostrato di aumentare l’accumulo di amiloide-beta-42.

In definitiva, per quanto emerso dallo studio, dal momento che i danni ai neuroni possono verificarsi molto prima dei sintomi clinici dei disturbi neurodegenerativi, l’esposizione al Trenbolone dovrebbe essere considerata come un fattore ambientale ad alto rischio per lo sviluppo della malattia di Alzheimer. Ciò nonostante, si parla ancora di ipotesi le quali dovrebbero essere accertate ed avvalorate da ulteriori ricerche.

Siamo più o meno tutti consapevoli del fatto che l’aumento dell’aggressività riscontrabile in diversi bodybuilder “doped” sia una costante con variabili di intensità tra soggetto e soggetto. Ma è piuttosto facile osservare maggiori problemi di instabilità mentale negli utilizzatori di Trenbolone rispetto ad altri AAS.

Generalmente, se un soggetto ha una personalità già di base aggressiva, con l’aumento degli androgeni circolanti tale caratteristica subisce una significativa esacerbazione.

Non stupisce, quindi, che i modelli animali trattati con Trenbolone mostrino effettivamente un degrado cognitivo.

Conclusioni sul Trenbolone:

Grazie ai molti dati enpirici ed aneddotici da me raccolti negli anni riguardo al Trenbolone e al suo utilizzo da parte dei BodyBuilder e PowerLifter, vi esorto innanzi tutto ad essere molto cauti con un suo possibile uso, soprattutto quando si è consapevoli del fatto che i dati clinici a riguardo sono scarsi e basati su modelli animali.

Nonostante alcuni di voi saranno sicuramente sorpresi del fatto che il Trenbolone non è un farmaco che ha avuto studi sugli esseri umani, la verità è questa.

Ci sono molte persone convinte del fatto che, dato l’utilizzo diffuso e annoso nella comunità del Bodybuilding di questa molecola, e dato che è stato precedentemente prescritto clinicamente per il trattamento di malattie degenerative muscolo-scheletriche nell’uomo, il Trenbolone possa essere somministrato con una certa sicurezza anche a dosaggi elevati. Peccato però che di “dati di sicurezza” nell’uso umano non vi sia la minima traccia. Ci si basa solo e soltanto su dati empirici e aneddotici!

Paradossalmente, esistono più dati clinici su esseri umani di molecole relativamente recenti rispetto al Trenbolone che, tanto per delucidazioni temporali, è stato sintetizzato per la prima volta nel 1963.

Qualora una persona decidesse di testare il Trenbolone dovrebbe tenere conto di alcuni punti “conservativi”:

  • Non superare un dosaggio iniziale pari a 76-100mg di Trenbolone Hexahydrobenzylcarbonato o di 100mg di Trenbolone Enantato a settimana. Una dose massima iniziale può essere pari a 150mg di Trenbolone Acetato a settimana;
  • Successivamente, calibrare il dosaggio attraverso la formula 2mg/Kg (Trenbolone/Kg di peso corporeo) a settimana (es. 90Kg = 180mg);
  • Ridurre l’uso della molecola a massimo 1-2 volte l’anno.

ATTENZIONE! Non si tratta di consigli ma di divulgazione preventiva! Non per nulla, questi articoli nascono come mezzo per evitare l’abuso sconsiderato di PEDs!

Continuare ad usare dosaggi molto al di sopra del margine utile e conservativo non porterà a nessun reale vantaggio. E ciò non interessa soltanto gli individui con una genetica nella media, in parte convinti che basti usare un dosaggio maggiore e crescente per essere quello che non si è, ma anche e soprattutto i tendenti “freak”, soggetti che come la mal erba crescono con dosaggi tutt’altro che facenti parte della posologia dei doped “millennial”.

Per il resto, ad ognuno la propria riflessione in merito e il dialogo con la propria coscienza.

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. Unique steroid congeners for receptor studies. Ojasoo, Raynaud. Cancer Research 38 (1978):4186-98.
  2. J. Elks (14 November 2014). The Dictionary of Drugs: Chemical Data: Chemical Data, Structures and Bibliographies. Springer. ISBN 978-1-4757-2085-3.
  3. Index Nominum 2000: International Drug Directory. Taylor & Francis. January 2000. p. 1591. 
  4. William Llewellyn (2011). Anabolics. Molecular Nutrition Llc. pp. 491–499, 618–, 724–. ISBN 978-0-9828280-1-4.
  5. Borodi, Gheorghe; Turza, Alexandru; Camarasan, Paula Alexandra; Ulici, Adelina (2020). “Structural studies of Trenbolone, Trenbolone Acetate, Hexahydrobenzylcarbonate and Enanthate esters”. Journal of Molecular Structure1212: 128127. 
  6. “Anabolic Steroids: Mechanisms and Effects”.
  7.  Wilson, V. S.; Lambright, C; Ostby, J; Gray Jr, LE (2002). “In Vitro and in Vivo Effects of 17beta-Trenbolone: A Feedlot Effluent Contaminant”Toxicological Sciences70 (2): 202–11. doi:10.1093/toxsci/70.2.202PMID 12441365.
  8. Yarrow, Joshua F.; McCoy, Sean C.; Borst, Stephen E. (2010). “Tissue selectivity and potential clinical applications of trenbolone (17β-hydroxyestra-4,9,11-trien-3-one): A potent anabolic steroid with reduced androgenic and estrogenic activity”. Steroids75 (6): 377–89. doi:10.1016/j.steroids.2010.01.019PMID 20138077S2CID 205253265.
  9. Gettys, TW; d’Occhio, MJ; Henricks, DM; Schanbacher, BD (1984). “Suppression of LH secretion by oestradiol, dihydrotestosterone and trenbolone acetate in the acutely castrated bull”. The Journal of Endocrinology100 (1): 107–12. doi:10.1677/joe.0.1000107PMID 6361192.
  10. Jump up to:a b C. G. Nicholas Mascie-Taylor; Lyliane Rosetta (13 January 2011). Reproduction and Adaptation: Topics in Human Reproductive Ecology. Cambridge University Press. pp. 69–. ISBN 978-1-139-49430-4.
  11. Jump up to:a b APMIS.: Supplementum. Munksgaard. 2001. p. 5339. ISBN 9788716164575.
  12.  Kenneth W. McKerns (13 March 2013). Reproductive Processes and Contraception. Springer Science & Business Media. pp. 171–. ISBN 978-1-4684-3824-6.
  13. I.K. Morton; Judith M. Hall (6 December 2012). Concise Dictionary of Pharmacological Agents: Properties and Synonyms. Springer Science & Business Media. pp. 279–. ISBN 978-94-011-4439-1.

PEDs tra uso e abuso: Oxymetholone (Anadrol).

Introduzione:

Nonostante decenni di “lotta al doping” esso rimane assai diffuso, e non solo nelle competizioni di alto livello. L’errore alla base di questa campagna mediatico-salutistica è stata la generalizzazione; ossia fornire informazioni imprecise, accentuando i possibili sides senza però premurarsi di una vera e propria informativa preventiva chiara, veritiera ed efficace. In poche parole, quello che non si è fatto è dire: “l’uso di PEDs ha una serie di possibili effetti collaterali di gravità dipendente dal tipo di molecola, dal tempo e dalle modalità di assunzione”. Tutto ciò accompagnato da un manuale scientificamente corretto e di facile comprensione, contenente informazioni utili riguardanti la materia PEDs tale da permettere una migliore comprensione della questione che, a sua volta, renda possibile una più consapevole scelta individuale. Ma ciò non è stato fatto. Con l’unica eccezione di alcuni esperti indipendenti che nel corso degli anni hanno pubblicato libri e scritto articoli di una certa utilità.

Lo scopo di questa serie di articoli sarà quello di arginare il fenomeno dell’abuso dei PEDs, cosa che sta degenerando e che sta mostrando i suoi peggiori effetti su atleti di ambo i sessi.

Per la prima pubblicazione di questa nuova serie iniziamo con l’Oxymetholone…

Una (sempre utile) introduzione alla molecola di Oxymetholone:

L’Oxymetholone, noto anche come 2-idrossimetilene-17α-metil-4,5α-diidrotestosterone (2-idrossimetilene-17α-metil-DHT) o come 2-idrossimetilene-17α-metil-5α-androstan-17β-ol-3-one, è uno steroide androstano sintetico e un derivato 17α-alchilato del DHT.[1][2][3]

Le informazioni disponibili sulla farmacocinetica di questo AAS sono limitate.[4] Sembra essere ben assorbito con la somministrazione orale.[4] L’Oxymetholone ha affinità molto bassa per le globuline leganti gli ormoni sessuali nel siero umano (SHBG), meno del 5% di quella del Testosterone e meno dell’1% di quella del DHT. [5] Il farmaco viene metabolizzato nel fegato tramite ossidazione in posizione C2, riduzione in posizione C3, idrossilazione in posizione C17 e coniugazione. [4][6] Il gruppo C2 idrossimetilene del Oxymetholone può essere scisso per formare il Mestanolone (17α-metil-DHT), che può contribuire agli effetti della molecola precursore.[3] L’emivita del Oxymetholone è sconosciuta sebbene vi siano alcune ipotesi a riguardo.[6] L’Oxymetholone e suoi metaboliti vengono eliminati attraverso le urine.[5][6]

Come altri AAS, l’Oxymetholone è un agonista del recettore degli androgeni (AR).[3] Non è un substrato per la 5α-reduttasi (dal momento che è già 5α-ridotto) ed è uno substrato scarso per il 3α-idrossisteroide deidrogenasi (3α-HSD), e quindi mostra un alto rapporto di attività anabolizzante rispetto all’effetto androgenico.[3]

Data la sua derivanza dal DHT, l’Oxymetholone non è un substrato per l’enzima Aromatasi e quindi non può essere aromatizzato in metaboliti estrogenici.[3] Tuttavia, caratteristica unica tra i derivati del DHT, l’Oxymetholone è comunque associato a un’estrogenicità relativamente elevata ed è noto per avere il potenziale di produrre effetti collaterali estrogenici come ginecomastia (raramente) e ritenzione idrica. [3][7][8][9] È stato suggerito che questo può essere una conseguenza del legame diretto a l’attivazione del recettore degli estrogeni da parte dell’Oxymetholone (estrogenicità intrinseca).[3] L’Oxymetholone non possiede alcuna attività progestinica significativa.[3]

A causa della sua struttura 17α-alchilata, l’Oxymetholone è epatotossico.[3] L’uso a lungo termine del farmaco può causare una varietà di disturbi gravi, tra cui l’epatite, il cancro al fegato e la cirrosi; pertanto si raccomandano test periodici di funzionalità epatica per coloro che assumono l’Oxymetholone a fini terapeutici.[10] Questa molecola ha ottenuto, infatti, la nomea di essere uno tra gli AAS più epatotossici. Ciò deriva da i dosaggi comunemente, ed erroneamente, utilizzati in contesto culturistico. Si parla di dosaggi che facilmente sforano i 100-150mg/die. Ma tali dosaggi sono realmente vantaggiosi in termini di guadagni ipertrofici specie se messi in rapporto con gli effetti collaterali possibilmente verificabili? Questa domanda può ottenere una risposta sufficientemente esaustiva attraverso i risultati di uno studio che ha messo a confronto gli effetti di una dose di Oxymetholone da 50mg/die e una da 100mg/die.[11]

Oxymetholone – 50mg Vs. 100mg:

In questo studio, possiamo vedere i cambiamenti nel peso corporeo, nella massa magra, e la perdita di grasso in risposta a un dosaggio moderato e alto di Oxymetholone (50 mg vs 100 mg).

I cambiamenti nella composizione corporea sono mostrati per i gruppi placebo (barre nere), 50mg di Oxymetholone al giorno (barre bianche) e 100mg al giorno (barre grigie). I numeri sopra le barre rappresentano i cambiamenti assoluti medi e le barre di errore sono ± 1 SE. Per la massa corporea magra totale (LBM) e il grasso totale, le differenze tra i 3 gruppi erano significative (P <0,0001, ANOVA a una via). * Differenze significative rispetto al placebo, P ≤ 0,001.

Come ci si aspetterebbe, il gruppo placebo non ha guadagnato massa magra, né ha perso grasso corporeo.

Il gruppo trattato con 50mg di Oxymetholone ha guadagnato 3,3Kg di massa magra e ha perso 2,6kg di grasso.

Il gruppo trattato con 100mg di Oxymetholone ha guadagnato 4,2Kg di massa magra e ha perso 2,5kg di grasso.

I cambiamenti nella composizione regionale (n = 16) sono mostrati per i gruppi placebo, 50mg/die e 100mg/die. A: i numeri sopra le barre rappresentano i cambiamenti assoluti medi per il grasso del tronco mediante assorbimetria a raggi X a doppia energia (DEXA). B: le barre rappresentano i cambiamenti assoluti medi (kg) per la LBM dell’arto superiore (braccio destro più braccio sinistro) mediante DEXA. C: area della sezione trasversale del muscolo totale prossimale (barre grigie) e posteriore (barre nere) dei muscoli della coscia tramite risonanza magnetica. Le barre di errore sono ± 1 SE. * Differenza significativa rispetto al placebo, P ≤ 0,005. .

Guardando la massa corporea magra, è possibile vedere che quando si confrontano i due gruppi di dosaggio, il gruppo da 100mg ha guadagnato solo 0,9kg di massa corporea magra in più rispetto al gruppo da 50mg.

Questo dopo tre mesi di esposizione al doppio della quantità di farmaco.

Se si confrontano i biomarcatori tra i due gruppi, è possibile vedere che l’effetto di 100mg di Oxymetholone ha avuto sui livelli di ALT e AST era molto più deleterio rispetto al gruppo di 50 mg.

Caratteristiche di base della popolazione dello studio

Come molti di voi già sapranno, l’alanina aminotransferasi (ALT) e l’aspartato aminotransferasi (AST) sono biomarcatori comunemente usati per valutare i danni al fegato.

La somministrazione di un dosaggio di Oxymetholone doppio rispetto al basale di 50mg ha prodotto un ulteriore 27% di crescita muscolare relativa (la massa magra non è composta solo dal muscolo scheletrico!), ma ha provocato un picco 3.4x più alto di ALT e un picco 2.7x più alto nei livelli di AST.

Il calo del HDL è stato simile in entrambi i gruppi 50mg/die e 100mg/die.

Quelli sono solo biomarcatori con valore diagnostico per un eventuale danno epatico ma non sono indicativi di ciò che comporta la variabile del dosaggio sull’ipertrofia ventricolare, o altri fattori comunemente trascurati che dovrebbero essere utilizzati per valutare la salute cardiovascolare.

Anche se è possibile che gli aumenti di massa magra misurati dalla DEXA fossero legati in buona parte alla ritenzione idrica causata dalla terapia con Oxymetholone, i notevoli aumenti di forza muscolare misurati con il metodo 1-RM nei gruppi da 50 e 100mg/die (8,2-18,4%) suggeriscono che gli aumenti di massa magra erano probabilmente dovuti all’accrescimento di proteine miofibrillari oltre che alla semplice massa magra totale, poiché la forza è in una certa misura legata alle dimensioni dei muscoli. Inoltre, i membri del gruppo di ricerca hanno riferito che i cambiamenti nella massa magra appendicolare tramite DEXA sono quantitativamente correlati ai cambiamenti nella forza muscolare scheletrica in risposta a stimoli anabolici. In effetti, nel presente studio, sono stati in grado di corroborare questa relazione dimostrando che gli aumenti significativi del tessuto magro della parte superiore del corpo mediante scansione DEXA appendicolare erano altamente correlati con i cambiamenti nella forza della parte superiore del corpo come valutato da esercizi di Chest Press e Lat Pull-Down. Inoltre, i cambiamenti nella forza muscolare massima volontaria per gli esercizi della parte superiore del corpo hanno mostrato una risposta legata alla dose.

I cambiamenti relativi (%) nella forza sono mostrati per i gruppi placebo (barre nere), 50mg/giorno Oxymetholone (barre bianche) e 100mg/giorno Oxymetholone (barre grigie). I numeri sopra le barre rappresentano il cambiamento relativo (%) dal basale alla settimana 12 per le prove di forza massima a 1 ripetizione. Le barre di errore rappresentano ± 1 SE dalla media. * Differenza significativa rispetto al placebo, P < 0,05; † differenza significativa rispetto al placebo con il test di Wilcoxon, P < 0,02.

Al contrario, c’erano guadagni non significativi tra i tre gruppi di trattamento per la forza degli arti inferiori (3,9-12,0%), coerentemente con la mancanza di un aumento significativo della massa magra degli arti inferiori mediante scansione DEXA. Tuttavia, c’era una differenza quasi significativa (P = 0,052) tra i gruppi per il cambiamento del area della sezione trasversale del muscolo (CSA) dei muscoli della coscia tramite la risonanza magnetica, suggerendo che la terapia dello studio può aver influenzato positivamente i muscoli degli arti inferiori. È possibile che i test di forza di gruppi muscolari multipli e di grandi dimensioni, come quelli utilizzati con l’esercizio Leg Press, siano meno sensibili ai modesti cambiamenti nella massa muscolare, e lo studio potrebbe non aver avuto sufficiente potenza per rilevare piccoli ma significativi guadagni nelle estremità inferiori. Si ipotizza che ciò sia dovuto al fatto che i grandi muscoli delle gambe sono abitualmente utilizzati più frequentemente per sostenere il carico (ad esempio, camminare, alzarsi da una sedia) rispetto ai muscoli dell’estremità superiore negli adulti più anziani. Piccoli ma significativi guadagni nella forza e nella massa muscolare della parte inferiore del corpo possono essere meno dimostrabili che per i muscoli della parte superiore del corpo, che possono essere utilizzati meno per il lavoro ad alto volume e più inclini alla sarcopenia nelle persone anziane. Inoltre, i muscoli degli arti superiori, rispetto ai muscoli degli arti inferiori, hanno proporzioni maggiori di fibre a contrazione rapida di tipo II, che possono essere perse preferibilmente con l’invecchiamento. Inoltre, uno studio longitudinale in uomini anziani ha mostrato che le fibre di tipo I sono state perse principalmente nel vasto laterale della gamba, portando all’ipotesi che ci potrebbe essere una maggiore perdita di fibre di tipo II nelle braccia con l’invecchiamento. Così la risposta agli stimoli anabolici può essere più facilmente dimostrabile nelle estremità superiori di questa popolazione.

C’erano anche significative ma simili diminuzioni del grasso corporeo totale di 2,6 ± 1,2 e 2,5 ± 1,6 kg nei gruppi di 50 e 100mg al giorno, rispettivamente. Una parte importante del miglioramento dell’adiposità riguardava la diminuzione del grasso del tronco (1,7 ± 1,0 e 2,2 ± 0,9 kg nei due rispettivi gruppi di trattamento attivo). Una riduzione significativa del grasso del tronco potrebbe influenzare favorevolmente i fattori di rischio per le malattie cardiovascolari. Anche se ci aspetteremmo che la riduzione del grasso addominale si rifletta in una migliore sensibilità all’insulina, le misure indirette (HOMA-IR e QUICKI) potrebbero non essere state abbastanza sensibili. È anche possibile che ci fossero troppo pochi soggetti in ogni gruppo per rilevare cambiamenti piccoli ma significativi.

Ci sono ragioni teoriche per temere che l’eccesso di androgeni possa provocare o essere associato all’insulino-resistenza, anche se questa relazione è stata dimostrata solo in donne con sindrome dell’ovaio policistico. Non è stata misurata direttamente la sensibilità all’insulina né con il clamp euglicemico iperinsulinemico né con test di tolleranza al glucosio endovena a campionamento frequente. Tuttavia, le misure indirette della sensibilità insulinica (insulina a digiuno, HOMA-IR, QUICKI) non hanno mostrato prove di resistenza insulinica.

Cosa estrapolare?

Questo studio però presenta alcune limitazioni che possono averne influenzato i risultati. In primo luogo, la piccola dimensione del campione di meno di una dozzina di soggetti per gruppo può aver limitato la capacità di rilevare piccoli ma importanti cambiamenti in variabili come la massa magra (LBM) delle estremità inferiori e il CSA della muscolatura della coscia. Allo stesso modo, è possibile che le differenze osservate per i cambiamenti nella LBM totale e nella forza avrebbero potuto essere significative tra i gruppi di trattamento con dimensioni del campione maggiori. Quest’ultimo avrebbe fornito ulteriore supporto alla nostra supposizione di una risposta dose-dipendente con l’Oxymetholone. In secondo luogo, la popolazione rappresentava uomini adulti più anziani, che sono stati caratterizzati come a rischio di sarcopenia legata all’età sulla base dei rapporti che mostrano la perdita di massa e forza muscolare con l’invecchiamento. Tuttavia, i soggetti non sono stati reclutati per la perdita di peso, la fragilità o l’ipogonadismo palese di per sé, dal momento che è stato dimostrato che gli uomini più giovani con concentrazioni di Testosterone normali possono ottenere aumenti apprezzabili della massa muscolare e della forza dopo l’integrazione di androgeni. Inoltre, ci sono prove che la sintesi proteica miofibrillare nelle persone anziane può essere significativamente aumentata a livelli paragonabili a quelli raggiunti nelle persone più giovani in risposta a un potente stimolo anabolico. Infine, poiché l’Oxymetholone è un AAS 17-metilato che provoca un elevato effetto di primo passaggio nel fegato, e che nel presente studio non sono state prese misure di contenimento per l’epatotossicità potenziale, i risultati di AST e ALT ottenuti rappresentano solamente modelli privi di ancillari volti ad una epatoprotezione.

Conclusioni sul dosaggio “ottimale” di Oxymetholone:

Evidenziati i limiti dello studio, pur prendendo i dati ivi riportati universalmente rapportabili al basale d’uso della molecola (es. vedi epatotossicità), possiamo giungere, grazie all’ausilio di dati empirici raccolti negli anni attraverso indagini svolte sulle preparazioni di svariati atleti di medio e alto livello, ad identificare un dosaggio con una ratio “efficacia:rischio (E:R)” favorevole per l’atleta.

Un dato è emerso preponderante nel corso delle indagini svolte: quale fosse il peso dell’atleta e il suo condizionamento atletico, nonché l’utilizzo di una adeguata epatoprotezione e controllo della dislipidemia, il margine della ratio E:R diveniva evidentemente sfavorevole oltre i 150mg/die. Indi per cui, i dosaggi elevati raggiunti da certi atleti, arrivando a picchi di 200-300mg/die, sono risultati inutili al miglioramento delle risposte anabolizzanti complessive e inficianti per il corretto svolgimento della stessa preparazione (vedi, ad esempio, marcata inappetenza e nausea).

Dosaggi standard per un atleta di sesso maschile non dovrebbero discostarsi dal range 50-100mg/die, considerando che la taratura del “dosaggio ideale” si è ottenuta calcolando la dose individuale con la formula 1mg/Kg di peso corporeo. Ovviamente, l’assicurarsi una adeguata protezione epatica e lipidica è il punto parallelo da raggiungere.

Nelle atlete, invece, vista la loro maggiore sensibilità agli aumenti degli androgeni circolanti, la “dose ideale” si è attestata a 25mg/die con punte massime (anche se non necessarie) di 50mg/die. A tal proposito, vorrei ricordare che l’Oxymetholone è risultato essere una molecola più vantaggiosa nel controllo degli effetti collaterali androgenizzanti rispetto a composti quali Methenolone e Boldenone.

La linea tra abuso e uso è spesso molto sottile, ma nel caso del Oxymetholone essa si mostra sufficientemente marcata…

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. Elks J (14 November 2014). The Dictionary of Drugs: Chemical Data: Chemical Data, Structures and Bibliographies. Springer. pp. 924–. ISBN 978-1-4757-2085-3.
  2.  Index Nominum 2000: International Drug Directory. Taylor & Francis. January 2000. pp. 779–. ISBN 978-3-88763-075-1.
  3. William Llewellyn (2011). Anabolics. Molecular Nutrition Llc. pp. 323–334. ISBN 978-0-9828280-1-4.
  4. Pavlatos AM, Fultz O, Monberg MJ, Vootkur A (June 2001). “Review of oxymetholone: a 17alpha-alkylated anabolic-androgenic steroid”. Clinical Therapeutics23 (6): 789–801, discussion 771.
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  8. Cortesgallegos V, Castaneda G, Alonso R, Perezpasten E, Reyeslugo V, Barron C, Mondragon L, Villalpando S (January 1982). “Spontaneous and Oxymetholone-Induced Gynecomastia”. Journal of Andrology. C/O Allen Press, Inc Po Box 368, Lawrence, Ks 66044: Amer Soc Andrology, Inc. 3 (1): 33.
  9. Villalpando S, Mondragon L, Barron C, Reyeslugo U, Perezpasten E, Alonso R, Castaneda G, Gallegos V (January 1982). “5-Alpha Reductase Blockade May Be Responsible for Spontaneous and Oxymetholone-Induced Gynecomastia”. Archivos de Investigacion Medica. Social Apdo Postal 73-032, Mexico Df 03020, Mexico: Inst Mexicano Seguro. 13 (2): s13.
  10.  “Anadrol Official FDA Information, Side Effects and Uses”. drugs.com.
  11. https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/ajpendo.00363.2002?rfr_dat=cr_pub++0pubmed&url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori%3Arid%3Acrossref.org