26/07/2010 Allenamento

Sistema endocrino e attività fisica – Le variazioni indotte dall’allenamento

di Claudio Ciapparelli Claudio.ciapparelli@tin.it

Il sistema endocrino è costituito da un insieme di ghiandole, denominate anche ghiandole a secrezione lenta, che hanno il compito di versare nel sangue particolari sostanze chimiche da esse prodotte, gli ormoni, per controllare molte funzioni adeguandole alle necessità specifiche.
Le ghiandole endocrine sono: ipofisi, tiroide, paratiroide, surrenali, pineale, timo, pancreas (parte endocrina) e gonadi.
L’ipofisi, accolta in una concavità dell’osso sfenoide alla base del cranio, è costituita da tre parti anatomicamente e funzionalmente distinte, anche per l’origine embrionale:
– adenoipofisi, costituisce i 2/3 anteriori dell’ipofisi, è regolata dall’ipotalamo attraverso un sistema vascolare portale che trasporta ormoni e fattori inducenti o inibenti la liberazione di ormoni ipofisari. Le cellule dell’adenoipofisi producono diversi ormoni che influenzano l’attività della corteccia surrenale, della tiroide, dei testicoli e delle ovaie. Nella donna, stimolano l’accrescimento e la maturazione dei follicoli o fori nell’ovaio, mentre nell’uomo promuovono la maturazione degli spermatozoi nel testicolo;
– pars intermedia, situata tra l’adenoipofisi e la neuroipofisi, è deputata alla produzione dell’ormone melanocito-stimolante, che influenza la produzione di melanina determinando quindi il grado di pigmentazione cutanea;
– neuroipofisi,  è composta da voluminose cellule, dette pituiciti, da fasci di fibre nervose provenienti dall’ipotalamo e da vasi sanguigni capillari. Non è una vera e propria ghiandola, piuttosto un serbatoio di neurosecreto, che viene poi dimesso in circolo in funzione della necessità dell’organismo. Libera un ormone che stimola la muscolatura dell’utero, detto ossitocina, e un ormone che stimola la muscolatura dei vasi sanguigni e che possiede un’attività antidiuretica, detto vasopressina.
La tiroide è una ghiandola endocrina situata nella parte anteriore del collo, davanti alla laringe e alla parte alta della trachea; è formata da due lobi, destro e sinistro, connessi in avanti da una porzione intermedia detta istmo. È formata da cellule epiteliali dette tireociti, disposte in un unico strato a formare un complesso di cavità (follicoli) piene di un fluido (colloide) che contiene tireoglobulina, una glicoproteina iodata ad alto peso molecolare prodotta dai tireociti a partire dall’aminoacido tirosina e da iodio. Per la sintesi degli ormoni tiroidei è essenziale che l’organismo disponga di iodio; questo, di norma, è introdotto con gli alimenti, viene assorbito dall’intestino, passa in circolo, ed è concentrato quasi completamente dalla tiroide.
Le paratiroidi sono quattro, incluse più o meno profondamente nel tessuto tiroideo; secernono il paratormone, che aumenta la calcemia e riduce la concentrazione ematica dei fosfati. Unitamente alle cellule parafollicolari della tiroide regolano il ricambio minerale dell’organismo. La calcitonina tiroidea ha azione ipocalcemitizzante ed è secreta se il calcio nel sangue è in eccesso, mentre il paratormone ha azione ipercalcemizzante ed è prodotto ogni volta che la calcemia si abbassa. Esso provoca il passaggio del calcio dalle ossa al sangue, stimolando l’attività degli osteoclasti, e promuove l’assorbimento di calcio a livello del canale digerente e dei tubi renali.
Le ghiandole surrenali producono numerose sostanze di natura steroidea che, in base alle loro azioni fisiologiche, si distinguono in:
– glucocorticoidi (colesterolo, cortisone, corticosterone, deidrocorticosterone), specificatamente attivi sul meccanismo glucidico;
– mineralcorticoidi (adolsterone, desossicorticosterone e desossicortisone), specificatamente attivi sul bilancio idro-salino;
– androgeni (deidroepiandrosterone e androstenedione), con influenza moderata sui caratteri e le funzioni sessuali.
Le ghiandole surrenali, inoltre, producono catecolamine (adrenalina e noradrenalina), attive su numerosi tessuti, con effetti analoghi oppure opposti a quelli prodotti dall’innervazione ortosimpatica del tessuto coinvolto. Ogni ghiandola è formata da due parti, diverse per origine embrionale, per organizzazione istologica e per funzione, che svolgono un’attività endocrina completamente indipendente.
La ghiandola pineale, come l’ipofisi, è collegata al tetto del diencefalo, posta nell’epitalamo al centro del cervelletto a ridosso del 3° ventricolo cerebrale. Rivestita da una capsula di cellule gliali, è formata da pinealociti che svolgono una funzione endocrina. Queste cellule svolgono un’attività collegata ai ritmi circadiani regolati dall’alternarsi di periodi di luce e di buio. L’attività produttiva dei pinealociti è regolata direttamente dagli impulsi nervosi mediati dalla noradrenalina: in presenza di luce, i fotorecettori stimolati inviano impulsi mediati dal rilascio di noradrenalina, nei pinealociti essa inibisce la sintesi di melatonina e stimola la produzione di serotonina a partire dal triptofano. Viceversa, al buio la diminuzione della noradrenalina sblocca l’attività di sintesi della melatonina a partire dalla serotonina e, una volta prodotta, la melatonina viene rilasciata subito nel circolo sanguigno.
Il timo è un organo linfo-epiteliale costituito da una gran quantità di lobuli, ciascuno diviso in una zona corticale e in una midollare. La funzione del timo è quella di assicurare la corretta maturazione del sistema immunitario selezionando fra i linfociti solo quelli che non reagiscono contro le cellule del corpo.
Il pancreas è una ghiandola tubuloacinosa composta da due parti (endocrina ed esocrina), lunga e piatta, disposta trasversalmente nella parte superiore dell’addome. La parte endocrina è deputata al controllo del metabolismo degli zuccheri, grazie alla produzione di insulina e glucagone.
Le gonadi sono gli organi destinati alla riproduzione sessuale: i testicoli nei maschi e le ovaie nelle femmine. L’attività delle gonadi è controllata dall’adenoipofisi, attraverso l’ormone follico-stimolante e l’ormone luteinizzante, a loro volta prodotti per stimolazione da parte dei fattori di rilascio specifici dell’ipotalamo. Nell’uomo hanno attività endocrina le cellule interstiziali del testicolo e le cellule di Sertoli: le prime secernono androgeni, fra cui il testosterone e androstenedione e una piccola parte di questi androgeni è trasformata dalle cellule di Sertoli in estrogeni, importanti per la loro funzione trofica e di maturazione degli spermatozoi.
Nella donna le cellule della teca interna producono piccole quantità di androgeni che le cellule della granulosa dei follicoli ovarici in accrescimento trasformano in estrogeni, destinati a stimolare le cellule di utero e vagina e implicati nelle trasformazioni sessuali secondarie.

LA RISPOSTA ENDOCRINA ALL’ALLENAMENTO DI FORZA E DI POTENZA
L’organizzazione del sistema endocrino è semplice: la ghiandola produce l’ormone e lo immette in circolo nel sangue; questi, trasportato dal plasma, raggiunge il punto preciso nel quale svolge il proprio compito. La principale funzione di un ormone è quella di modificare la velocità delle reazioni. La funzione si realizza in seguito a un legame che si genera tra l’ormone e i recettori specifici della membrana cellulare: il legame potenzia, oppure inibisce, l’attività di un enzima che controlla una determinata reazione, pertanto, questa può risultare rispettivamente accelerata oppure rallentata.
La concentrazione plasmatica di un ormone dipende dalla sua velocità di produzione, dalla quota di ormone che si lega ai recettori cellulari e dalla velocità di rimozione dell’ormone nel sangue. L’allenamento di potenza può determinare, attraverso varie tappe funzionali, un aumento della massa muscolare, che comporta un miglioramento diretto della forza massima. La risposta endocrina a questo tipo di allenamento è un processo molto complesso, perché lo sviluppo muscolare coinvolge la risposta cellulare all’azione degli ormoni. Un allenamento di forza e potenza ha lo scopo di aumentare la massa muscolare e la forza sviluppata, ma le variazioni indotte su questi due parametri sono differenti da soggetto a soggetto: la risposta ormonale dipende molto dal grado di allenamento e dal sesso. Il rimodellamento del muscolo, cioè la deposizione di nuovo materiale proteico contrattile in seguito a questo tipo di training, è un processo molto complicato che coinvolge varie interazioni a livello cellulare e, in particolare,   riguarda l’attività di sintesi del sistema DNA-RNA. La risposta muscolare è alquanto specifica, perché è legata al gruppo muscolare coinvolto e dipende dalla frequenza, dall’intensità e dalle modalità di esercizio. I principali ormoni coinvolti nella risposta dell’allenamento di potenza sono il testosterone e il GH. Il testosterone modifica il sistema nervoso e induce l’aumento di GH. Tra i fattori responsabili dell’aumento della massa muscolare vanno considerate le variazioni dei livelli ormonali, della densità di recettori cellulari e della loro sensibilità, oltre che modificazioni dell’attivazione neurormonale. Una singola seduta di allenamento di potenza causa un aumento di breve durata del testosterone e una diminuzione del cotisolo, e fornisce una risposta non molto differente rispetto a quella che si ottiene con un esercizio aerobico; quest’ultimo comporta un aumento della frequenza e dell’ampiezza della liberazione di questi ormoni, ponendo con un nuovo assetto le condizioni per favorire lo sviluppo della massa muscolare. Le differenze tra i sessi nel lungo periodo, per quanto riguarda le risposte ormonali all’allenamento di potenza, giustificano le differenze che si verificano tra uomini e donne in termini di modificazioni muscolari. Sia il testosterone che il GH contribuiscono a causare l’ipertrofia muscolare, che è la tipica risposta all’allenamento di potenza e questa condizione si verifica peculiarmente negli uomini. Nelle femmine, l’aumento del testosterone e del GH è di molto inferiore rispetto a quello registrato nei maschi, situazione che spiegherebbe l’impossibilità di sviluppare gli stessi livelli di ipertrofia tra i due sessi. Un’attività fisica di intensità media causa un aumento del livello di testosterone proporzionalmente maggiore in soggetti non allenati e nel sesso femminile. All’aumentare dell’intensità fisica si registra di conseguenza un aumento dei livelli di testosterone ed estrogeni nel plasma.

VARIAZIONI ORMONALI INDOTTE DALL’ATTIVITÀ FISICA REGOLARE
L’allenamento induce effetti diversi sulla produzione di ormoni a riposo e durante il lavoro muscolare. L’attività fisica aumenta la liberazione di beta-endorfine e altri oppioidi endogeni, giustificandone lo stato di benessere generale e la capacità di sopportare meglio il dolore e la fatica. Una pratica sportiva molto intensa può indurre immunodepressione e rendere, quindi, il soggetto più esposto a eventuali infezioni, soprattutto nelle vie aeree superiori, mentre un’attività più blanda aumenta le difese immunitarie: la regolarità della pratica sportiva garantisce un’ottima difesa contro qualsiasi tipo di infezione. In linea generale, l’entità della risposta ormonale a un carico di intensità costante diminuisce con l’allenamento. Un’attività fisica prolungata e di intensità relativamente elevata, facilita la liberazione di GH; l’azione permette l’aumento della massa magra a discapito di quella grassa solo nel caso in cui l’intensità dell’attività sia superiore a quella corrispondente alla soglia anaerobica identificata in 4 mM (millimoli) di acido lattico ematico. Con un carico di lavoro identico, la risposta ormonale dei soggetti allenati è meno evidente rispetto ai soggetti sedentari e questo potrebbe essere dovuto al fatto che le cellule del soggetto allenato sono più restie nel secernere l’ormone stesso; se il carico di lavoro è uguale, in termini di percentuale rispetto alla massima potenza aerobica specifica (vo2 max), per allenati e sedentari non sussistono differenze evidenti per quanto riguarda la concentrazione ormonale nel plasma.
La secrezione di un ormone, generalmente, non è costante e aumenta in modo evidente in base alle esigenze funzionali. Anche la sintesi di ormoni non è un fenomeno continuo, ma aumenta o diminuisce in relazione alle necessità. Sono essenzialmente due i fattori che influiscono sulla concentrazione plasmatica di un ormone:
– l’entità della sintesi da parte della ghiandola endocrina;
– la quantità di ormone liberata nel plasma.
Considerando un arco di tempo relativamente lungo, la sintesi di un ormone da parte di una ghiandola è identica alla quota liberata nel sangue, mentre nel breve periodo si può verificare che la liberazione superi la sintesi cellulare dell’ormone. La concentrazione plasmatica di un ormone viene molto frequentemente riferita alla sintesi dell’ormone stesso, ma si tratta di un fenomeno verosimile solo in condizioni stazionarie, poiché la concentrazione plasmatica riflette vari meccanismi come la sintesi dell’ormone, la sua liberazione nel plasma, il suo legame con i recettori e la sua eliminazione.


Claudio Ciapparelli

 Nato a Busto Arsizio nel 1974. Diplomato in ragioneria informatica, ha partecipato come atleta ai Campionati Mondiali Universitari e ai Giochi del Mediterraneo nel 1997. Terminata la carriera da nuotatore, ha intrapreso quella da allenatore lavorando per la DDS; attualmente si occupa della prima squadra del GEAS e collabora con la Federazione Italiana Triathlon.

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