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Variazioni dell'asse GH/IGF1 in relazione all'esercizio


La conoscenza approfondita delle variazioni indotte dall’esercizio fisico nei confronti delle concentrazioni sieriche di GH e delle molecole ad esso associati, è il primo passo per lo sviluppo di sistemi efficaci ed adatti alla scoperta di abuso di sostanze esogene da parte degli atleti. È da evidenziare che i livelli fisiologici di ormone della crescita sono estremamente differenti tra atleti e sedentari. Infatti l’allenamento protratto per un lungo periodo, comporta degli incrementi sostanziali di GH (vedi tabella pag. 27), tanto da rilevare una concentrazione più elevata negli sportivi nell’ordine del 250%.

Il lavoro svolto da Ehrnborg C.et al. offre una panoramica esauriente su quelle che sono le modificazioni che le varie attività sportive inducono nell’organismo. Sono state studiate le risposte dell’organismo di un gruppo di atleti professionisti (Tab. 5.1), in seguito a dei test massimali specifici per ogni tipo di sport. Sono state misurate le concentrazioni ematiche di GH, GH22 kDa, IGF-1, IGFBP-2, IGFBP-3, acid labile subunit, protocollageno di tipo 3 (P-3-P), e i bone marker osteocalcina, carboxy-terminal cross-linked telopeptide di tipo 1 (ICTP), e il carboxy-terminal propeptide protocollageno di tipo 1.

I test di massimo sforzo hanno mostrato, in entrambi i sessi, un picco di concentrazione di GH (P<0.001) e GH22kDa (P<0.001) alla fine dell’esercizio comparandolo con i livelli di base, e un seguente decremento ai livelli di partenza dopo 30-60 minuti dopo l’interruzione del test. L’incremento dei livelli delle molecole del GH è stato significativamente maggiore nelle donne più che negli uomini. L’IGF-1 ha mostrato un comportamento simile a quello del GH ma con un sostanziale allineamento dei picchi e dei tempi in entrambi i sessi, lo stesso comportamento hanno avuto le binding protein e le altre molecole correlate.

Demografia e sport di provenienza degli atleti studiati.

(M,maschio F,femmina ±,deviazione standard).

SOGGETTI E METODI

Vediamo ora le condizioni ed i test con i quali sono stati valutati gli atleti da Ehrnborg e collaboratori.

Sono stati sottoposti a prove da sforzo 117 atleti professionisti provenienti da nazioni differenti, di cui 84 maschi e 33 femmine, mentre l’età variava da i 18 ai 53 anni. Le discipline prese in esame erano dodici: sci alpino, sci di fondo, ciclismo, decathlon, calcio, corsa, nuoto, tennis, triathlon, sollevamento pesi e canottaggio (Tab 5.1). Il campione ha effettuato dei test massimali in condizioni di laboratorio. Gli atleti sono stati sottoposti a protocolli differenti a seconda della disciplina praticata, per ricreare condizioni simili alle sollecitazioni prodotte da ciascuno sport.

Rowing test ( test per il canottaggio). Gli atleti sono stati testati con un remoergometro. Il protocollo consisteva in quattro sedute di cinque minuti ciascuna con intensità submassimale e un intervallo di un minuto tra le serie. Eseguita l’ultima serie submassimale, ai soggetti venivano lasciati dieci min. di recupero, dopo i quali veniva richiesto un test massimale ( sei min. per i maschi e sette per le femmine). Le serie di preparazione corrispondevano ad una Vo2 max rispettivamente del 55, 65, 75, ed 85%. Erano misurate la ventilazione e l’espirazione di O2 e CO2. la più alta Vo2 ottenuta durante il test, veniva registrata come il valore massimo. La frequenza cardiaca veniva continuamente monitorata.

Cycling test (test al cicloergometro sulla lunga distanza). I ciclisti di lunga distanza sono stati misurati con una bicicletta-ergometro. Il protocollo consisteva in quattro serie di cinque minuti come nel test precedente, e dopo dieci minuti di riposo un test massimale di cinque minuti. Anche frequenza cardiaca e Vo2 sono state descritte precedentemente.

Cycling test sprint. Gli sprinter sono stati valutati con un cicloergometro adattato alle alte potenze. La seduta consisteva in tre frazioni di quindici secondi alla potenza massima, con un recupero di quindici min. tra le serie.

Weight-lifting test (sollevamento pesi). Il test per i sollevatori di peso è stato eseguito con una pedana a conduttanza. Il protocollo consisteva in cinque serie di tre salti massimali sopra il tappeto: 1) squat jump, 2) counter movement jump (CMJ), 3) counter movement jump con un sovraccarico pari al 50% del proprio peso, 4) CMJ con sovraccarico pari al 100% del proprio peso, e 5) CMJ. Il counter movement jump è una contrazione muscolare concentrica preceduta da un pre-allungamento.

Treadmill. Gli sciatori alpini e di fondo sono stati testati sul tappeto rotante. Inzialmente veniva eseguita una fase di dieci min. di riscaldamento al cicloergometro con un carico di 200 W con un aumento della frequenza cardiaca a 140-150 battiti negli ultimi due minuti. Seguiva il test al treadmill inclinato di tre gradi prima di partire. La velocità veniva regolata con le capacità di corsa dell’atleta in modo da ottenere una frequenza cardiaca di 160-170 bpm nell’arco di tre o quattro minuti. Successivamente si aveva un incremento del carico ogni minuto (maggiore velocità od inclinazione), lo scopo era un incremento di 5-10 bpm ad ogni nuovo livello. Gli incrementi si attestavano sugli 8-10, comunque fino al raggiungimento del plateau di Vo2.

Cycling test (per i non ciclisti). I giocatori di tennis, calcio, i nuotatori, i decatleti e i triatleti, sono stati valutati con il cicloergometro. Il test aveva gli stessi obiettivi di quelli descritti nel paragrafo precedente; quindi dopo un carico iniziale di 200 W, veniva incrementata la potenza di 25 W/min. Frequenza cardiaca e parametri respiratori erano registrati allo stesso modo del test di corsa.

I campioni di sangue erano prelevati in modo standardizzato. I prelievi venivano effettuati 30 min. prima del test, e 15, 30, 60, 90, 120min. dopo la fine dell’esercizio. Durante la prova non erano previste integrazioni di cibo.

RISULTATI

La risposta ormonale ai test massimali inerente l’asse GH/IGF-1 ed i bone marker è osservabile nelle figure 5.1 e 5.2.

Gli uomini e le donne mostrano concentrazioni sieriche dell’asse GH-IGF-1 sostanzialmente simili, con un picco alla fine dell’esecuzione dei test, ed un ritorno ai livelli di base dopo 30-60 min. dopo la fine dell’esercizio. La concentrazione media dei composti dell’asse GH/IGF-1 (basali, alla fine dell’esercizio e dopo 30 min.) è invece osservabile nella tabella 5.2.

Il tempo che intercorre tra la fine della prova e la rilevazione del picco sia del GH che della frazione di 22 kDa, è inferiore nelle donne che negli uomini.

Fig. 5.1 Concentrazione sierica dei composti dell’asse GH/IGF-1.

La presenza dei bone marker (PICP, ICTP e P-3-P) mostra in entrambi i sessi un comportamento omogeneo, con un picco a fine prova seguito da una discesa fino ai valori di base nell’arco di 120 min.. L’osteocalcina non è invece influita dall’attività fisica, lasciando inalterati i suoi parametri.