Alcuni ormoni

ALCUNI ORMONI

M.Marella

QualiChe hanno effetto nell’esercizio fisico:

•• Ormone della crescita (GH)•• Fattori della crescita Insulino- simile 1 (IGF-1)•• Testosterone ( e nella donna gli androgeni)•• Insulina•• Ormoni tiroidei•• Cortisolo•• Glucagone Catecolamine

GHGli effetti metabolici dell’ormone umano della crescita comprendono l’incremento della conservazione delle proteine, la stimolazione della lipolisi e l’ossidazione del grasso

GH L’esercizio fisico è potente stimolo per la secrezione dell’ormone della crescita (Sutton ’76).

I livelli del GH sembrano essere molto stimolati specialmente dopo un intenso periodo di esercizio con resistenza (Nicklas BJ ‘95).

La risposta del GH all’esercizio fisico dipende dal carico di lavoro, e con l’aumento di intensità aumenta la secrezione del GH.

L’intensità minima si aggira attorno al 40% della VO2 Max e il plateau è verso il 70-80% (Ferrel ’83).

La risposta dell’ormone della crescita è più alta in periodi di intensa attività anaerobica che coinvolga grandi masse muscolari ,ruolo determinante come stimolo alla anereobiosi e alla iperlattacemia (Kinderman ’82, Kraemer ’93), e meno alta con attività anaerobica continua.

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Variabili• Dell’età - diminuisce frequenza della secrezione ma resta

uguale la durata -20-30’- (Kelly’90,Hartmann’90);

• Del sesso – (Frantz ’95) •

• Dello stato nutrizionale (Martin ’90)

• Della percentuale della massa grassa – gli obesi presentano valori basali più bassi (Hansen’73)

• Dello stato della maturità sessuale – lo sviluppo puberale si accompagna ad un aumento della secrezione spontanea (Mauras ’87)

• Del soggetto stesso.

LetteraturaQuasi tutte le attività aumentano la secrezione di GH, sebbene appaia esserci una crescita più alta nel livello di GH dopo l’esercizio massimale che dopo l’attività sub-massimale (Nguyen NU ’84 - Garden G ’86) Anche secondo Bloom (1976) la concentrazione palsmatica del GH dipende dall’intensità dell’esercizio

Alcuni studi tuttavia non hanno dimostrato questa relazione (Tatar P, Kozlowski S’84). La risposta del GH in un esercizio sottomassimale di 45’ (Silverman’96) è migliore rispetto a esercizi massimali o sopramassimali (Nicklas ’95 Pyca ’94).[

LetteraturaSembrerebbe un elemento importante per migliorare la capacità dell’organismo a realizzare un’attività sportiva

(Snegovaya 1993) infatti:

• Migliora la forza muscolare (Snegovaya 1993) soprattutto nell’efficacia del miocita (Cuneo 1991)

• Sembra influenzare il recupero e la preparazione metabolica dell’organismo ad un esercizio ulteriore

stimolando la crescita e le sintesi proteiche del muscolo scheletrico (Guézzennec 1991)

•Aumenta la massima capacità aerobica (Beshyah 1996; Jorgensen 1991) anche se (Degerblad 1990) non ha

riscontrato miglioramenti.

GH nello sportNevill ME ’96 ha esaminato l’effetto della corsa veloce e dell’allenamento di durata sulla secrezione del GH su: 23 atleti di alta prestazione (100- 400m) o alla resistenza ( 1500-10000 m) sono stati analizzati i livelli di GH dopo la prestazione di corsa veloce massimale di durata di 30 sec.

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Si è verificata una evidente risposta del GH per tutti gli atleti ma: 1) per i velocisti era tre volte più grande dei fondisti ( i velocisti raggiunsero infatti valori massimi di GH 20-30 min dopo l’esercizio) 2) i fondisti dopo 10 min dopo dalla fine dell’esercizio il livello di GH era ancora approssimativamente 10 volte superiore al basale nei velocisti. Gli Autori hanno concluso che la risposta del GH alla corsa veloce deriva dalle

risposte metaboliche (alto livello di lattosio nel sangue e ammoniaca nel plasma, basso PH nel sangue), e dalla produzione di energia generata durante questo tipo di esercizio. Gli stessi hanno ipotizzato anche che l’aumento a lungo termine del GH può derivare da un aumento della sintesi delle proteine e diminuzione del catabolismo proteico, che evidenzia un mantenimento o un aumento della massa muscolare scheletrica

GH nello sportIn uno studio effettuato su ginnaste adolescenti la risposta GH all’esercizio fisico risultava più importante rispetto alle coetanee non atlete.

Dopo 1 anno di attività intensa il valori basali di GH (5ng/ml) e il suo picco si amplificano (Bouhaddioui ’89). In questi soggetti migliora la risposta negli esercizi sopramassimali.

Dopo 1 anno di allenamento svolto al di sopra la soglia lattacida il picco giornaliero di GH sembra raddoppiato, mentre un l’intensità inferiore alla soglia non ne provoca alcun aumento (Weltman ’92).

GH nello sportIn uno studio effettuato su sollevatori di peso è stato visto che dopo una seduta di allenamento della forza massimale il comportamento del GH sembra dipendere dall’adattamento morfofunzionale

GH nello sportNelle ginnaste la risposta del GH sembrerebbe dipendere dall’intensità dell’allenamento, anche se la variazione non risulta significativa nella prestazione e dal livello di adattamento raggiunto.

IL T 1-2-3 indicano il livello di prestazione raggiunto dalle ginnaste.

GH nello sportFortunio e Moretti 1999 rileva gli indici di GH prima e dopo una gara di nuoto.Possiamo notare le risposte significativamente diverse tra il soggetto allenato e quello sedentario e come il picco si abbia dopo 15 minuti

GH nello sportVanhekder 1984 - Un lavoro con carichi elevati porta a livelli elevati il GH, un lavoro con carichi moderati la risposta risulta molto bassa se non negativa .

In sintesi la funzione del GHGuyton AC ‘91 stimola il rilascio di acidi grassi del tessuto adiposo alla circolazione e ne aumenta la trasformazione intracellulare in acetilCoA con successiva utilizzazione di questa energia

Welboume TC ‘91 propone il ruolo che ricopre nell’omeostasi acido-basica; infatti sembra accelerare la secrezione di acido dai reni in tal modo facilita l’eliminazione dell’acido dai fluidi organici, un ruolo potenzialmente importante durante l’attività fisica intensa quando l’acidogenesi può limitare la prestazione.

Welboume TC, Cronin Ml. Growth hormone accelerates tubular acid secretion. Am J Physiol 1991; 260:R1036-42.

Fattori della crescita Insulino- simile 1 (IGF-1)

Le somatomedine C è secreta dal fegato in risposta al GH ed esercita in retroazione inibitrice sulla produzione. Il IGF-1 è implicato nel anabolismo in tutto il corpo e specificatamente nella crescita delle ossa e dei muscoli (Chevenne 1991)I suoi tassi sono regolati dal GH e dallo stato nutrizionale. (Thiessen 1994).I muscoli in corso di rigenerazione non ricevono solamente il IGF-1 ma anche il suo ARN.

Daly 1998 Nei bambini quindi il GH ed il IGH-1 possono diventare dei markers dello stato anabolico. Hakkinen 1986 Negli adulti invece è il rapporto tra testosterone e cortisolo a indicare lo stato anabolico e catabolico in risposta all’esercizio fisico


L’IGF-1 è coinvolto nel metabolismo proteico, nella crescita e nei processi di crescita di molti tessuti animali.

Ha una struttura simile all’insulina e si pensa che faccia da intermediario a molti degli effetti anabolici dell’ormone della crescita nel corpo. Come conseguenza del legame proteico, la concentrazione di IGF-1 rimane relativamente costante durante il giorno, a differenza dei livelli fluttuanti di GH.

I livelli di IGF-1 e IGFBP-3 (proteina dipendente da GH che lega IGF-1) sono legati alla secrezione di GH e aumentano con l’aumentare di questo


Chevenne 1991 Il IGF-1 è implicato nel anabolismo in tutto il corpo e specificatamente nella crescita delle ossa e dei muscoli Thiessen 1994 I suoi tassi sono regolati dal GH e dallo stato nutrizionale. I muscoli in corso di rigenerazione non ricevono solamente il IGF-1 ma anche il suo ARN. È altamente correlato con la capacità aerobica (Kelly 1990) È correlato, nelle ginnaste alla forza isometrica nella prensione (Brun 1996) Nelle ginnaste che eseguono le parallele è correlata alla massa

ossea (Kelly 1990) Nell’allenamento intensivo nelle ginnaste, dopo un lungo periodo,

la concentrazione si riduce (Suikkari 1989) nella stessa misura di un inadeguato apporto nutrizionale [forse dipendente

dall’aumento del fabbisogno di questi atleti] (Smith 1987)

Fattori della crescita Insulino- simile 1 (IGF-1) in allenamento

Ricerche sugli effetti anabolici e anticatabolici dell’IGF-1, e ogni sinergia dimostrata con il GH e l’Insulina sul metabolismo proteico, hanno ottenuto risultati piuttosto controversi. Infatti mostrano significativi effetti anabolici e anticatabolici dell’IGF-1 quando agiscono in sinergia con GH e insulina e contraddittori quando stabiliscono azioni separate

Secondo Kraemer, Kilgore (1992) gioca un notevole ruolo alla crescita del tessuto muscolare, quantunque, in sole due ricerche IGI-1 si hanno risposte agli esercizi di resistenza.

Fattori della crescita Insulino- simile 1 (IGF-1) in allenamento

A otto giovani uomini è stato chiesto di eseguire, per 5 mesi, tre set di pressa, lat-pull, leg extension e leg carl. Gli esercizi erano 3 serie di 10 ripetizioni massimali con 1 min di pausa tra le serie. È stato rilevato il sangue 30 e 10 minuti prima dell’esercizio, poi dopo 5-15-25-35-95-minuti, dopo 22,30 e 23,30 0re.

Nonostante il rialzo significativo dei livelli di GH rispetto al riposo, non ci furono significative differenze fra le concentrazioni di IGF-1 totale,prima e dopo l’esercizio, e dopo 1 giorno.

Secondo gli autori la quantità del danno muscolare sostenuto dai soggetti durante il periodo di allenamento non ha richiesto alterazioni nell’IGF-1 in circolo e che il rilascio totale di IGF-1 può essere stato sufficiente a provvedere ai processi di riparazione e/o adattamento. Si può pensare quindi che le concentrazioni di IGF-1 dopo l’attività fisica possono essere indipendenti dai meccanismi stimolatori di GH

IGF 1 e L’ALLENAMENTO

L’IGF-1 ha un ruolo centrale nel complesso sistema di regolazione intracellulare che associa “training di forza” ad “ipertrofia muscolare”:

mIGF-1Attivazione cellule satelliteAumento sintesi proteica.

Recentemente Sweeney e collaboratori (Barton-Davis et al., 1998), hanno osservato che l’mIGF-1 negli animali induce i seguenti effetti:

Aumento di massa muscolare Aumento risposta rigenerativa Diminuzione atrofia da disuso. L’azione dell’IGF-1 è antagonizzata dalla miostatina:

proteina di segnalazione della superfamiglia TGF prodotta dal muscolo scheletrico.

Testosterone

Fancy TD ’76 Snegovskaya V ‘93 hanno dimostrato che le concentrazioni di testosterone nel plasma tendono ad aumentare se la sessione di allenamento con opposizione di resistenza dura un periodo di tempo relativamente breve, approssimativamente da 30 a 60 minuti

]Fancy TD, Rolph R, Moungmee P, et al.: Serum testosterone, body composition, and strength of young adults.MedSci Sports 1976; 8:31-34.Snegovskaya V, Vim A.: Steroid and pituitary hormone responses to rowing: relative significance of exercise intensity and duration and performance level. Eur JAppI Physiol Occup Physiol 1993; 67(1):59-65.

I livelli di testosterone possono aumentare o diminuire con l’attività fisica.

Hakkinen K ’85 - L’allenamento di resistenza con opposizione, intenso e ripetitivo, può ridurre i livelli a riposo del testosterone nel plasma, quando lo stress totale dell’allenamento è eccezionalmente alto per un periodo di tempo troppo lungo

TestosteroneHakkinen K ‘88 ha dimostrato che 2 ore di allenamento con i pesi due volte al giorno possono diminuire le concentrazioni a riposo del testosterone

Hakkinen K ‘92 le donne con bassi rapporti medi tra testosterone e SHBG (indice della concentrazione di testosterone libero nel sangue) non aumentano la loro massa muscolare allo stesso modo di quelle con rapporti più alti

Nelle donne, il livello del testosterone nel plasma sembra importante per lo sviluppo della forza muscolare e dell’ipertrofia durante l’allenamento con opposizione di resistenza quando negli uomini.

TestosteroneGli studi hanno mostrato:1) un aumento nei livelli di testosterone e di GH (entrambi

durante e dopo l’attività fisica);durante esercizi fisici a breve termine, alto volume, alto livello di forza (come il sollevamento pesi, la corsa veloce…)

2) mentre con l’attività fisica prolungata e affaticante (come la maratona e altri eventi di durata, o con il superallenamento nell’esercizio fisico ad alto livello di forza), i livelli di testosterone e di GH si abbassano e si alzano quelli di cortisolo

Dcssypris A. Hormonal responses in long-term physical exercise. Psychiatr Fennica 1986; Suppl:45-53.Kindermann W, Schnabel A, Schmitt WM, et al. Catecholamines, growth hormone, cortisol, insulin, and sex hormones in anaerobic and aerobic exercise. Eur JAppI Physiol Occup Physiol 1982; 49(3):389-399.

E’ correlato positivamente con la resistenza alla forza veloce poiché sembra che potenzi l’attività del Ca+ il quale, a sua volta, favorirebbe lo sviluppo di elevati gradienti di potenza muscolare.

Testosterone

Reiter e Root nel 1975 hanno analizzato la quantità di T in soggetti nel periodo di sviluppo.

I livelli di testosterone subiscono delle fluttuazioni dovute allo stimolo nervoso in risposta alla temperatura, agli eventi psicologici ed al totale di luce del giorno.

Se soggetti non allenati vengono sottoposti ad una allenamento al cicloergometro, dopo un determinato periodo si sono osservati incrementi sia nella performance che nella risposta ormonale (Fellmann 1985)

TestosteroneLa variabilità tra i sessi diventa significativa nel periodo puberale e la forbice si allarga tra i sessi dopo lo sviluppo.

Allenamento e testosteroneDopo sei mesi di allenamento la variazione di testosterone è significativamente diversa.

Allenamento e testosteroneLe esercitazioni in risposta ad una seduta di forza massimale influenzano l’adattamento allo sforzo

Il metodo Bulgaro, che prevede un lavoro intenso per un periodo di 30-40 minuti, porta i livelli di testosterone a livelli molto elevati per tutto il periodo dell’esercizio e, alla fine del lavoro, il livello rimane ancora elevato per un tempo di 30 minuti (Abadjiev 1989

Allenamento e testosteroneCorrelazione tra testosterone e velocità in velociste, velocisti, calciatori

Allenamento e testosteroneFortunio, Moretti 1999 In giocatori di pallacanestro (B) nella fase di riposo (-30 a 0); nella fase di esercizio al cicloergometro (da 0 a 4) dopo un lavoro acuto

Ligniéers 1976 In ciclisti amatori seguiti durante e dopo una prova di tre giorni

1-2-3 tre giorni di attività; da 3 a 13 giorni di recupero

CortisoloNella sua azione interviene sul metabolismo proteico e glucidico, e in particolare: favorisce il catabolismo proteico con liberazione dei singoli aminoacidi in tutte le cellule dell’organismo. Gli aminoacidi vengono convertiti nel fegato in glucosio attraverso il processo di gluconeogenesi;

favorisce la gluconeogenesi con azione simile al GH;

funziona come ormone antagonista dell’insulina inibendo l’assunzione del glucosio da parte delle cellule e la sua ossidazione;

Favorisce la mobilizzazione dei grassi durante un esercizio prolungato.

CortisoloLa risposta del cortisolo all’esercizio è variabile e dipende:1. dall’ intensità e dalla durata;

2. dal livello di allenamento e di alimentazione (Brandenberger 1982)

3. è massimale dopo attività prolungate (maratona);

4. è presente anche in attività meno prolungate;

5. nel lavoro muscolare i soggetti ben allenati hanno un elevato turnover (bilancio tra produzione e rimozione nel plasma);all’avvicinarsi della gara il cortisolo aumenta e si mantiene elevato fino a due ore dopo la fine dell’attività. Queste risposte sono probabilmente da attribuire al ruolo generale che il cortisolo svolge in situazioni di stress psicofisico.(MccAedle, Katch, 2002)[

Cortisolo e l’esercizio

Se l’esercizio è debole l’aumento è debole. Aumenta man mano che l’esercizio si avvicina alla PMA (Cumming ’86, Oleshansky ’90,Port ’91) se è sopramassimale (Vanhelder ’85),

• Se l’allenamento è breve (15-20’) si può avere un aumento all’inizio, una diminuzione o un aumento precoce (Viru ’92)

• Negli esercizi sopra i 30’ si ha un aumento per tutta la durata ed in seguito per lungo tempo dopo (Lutoslawsha ’91, Snegovskaya ’93

, ,

Cortisolo e l’allenamento Dopo un periodo di allenamento le risposte elevate compaiono solamente quando gli esercizi superano la soglia anaerobica;

Dopo un periodo di allenamento solo quando l’allenamento è superiore alla normale intensità la risposta del cortisolo sarà superiore del livello precedente all’allenamento (Kraemer ’95, Viru ’93)

Sembra che il tasso del cortisolo a riposo aumenti quando l’allenamento è ancora piu intenso (Hakkinen ’87, Steinacker ’93)

Durante le gare il tasso è fortemente elevato e rimane anche dopo la prova (Fellman ’89, Petraglia ’88).

Cortisolo e l’allenamento

Nelle ginnaste abbiamo che il valore è molto più elevato rispetto ai dati da laboratorio. Questo valore è rimasto invariato nei 4 mesi di allenamento

Cortisolo e l’allenamentoNei nuotatori (B) (Bonifazi) ha notato una variazione subito dopo una serie di sprint, e come questa dipendesse dal livello di allenamento.

Cortisolo e l’allenamentoLa risposta su un esercizio al nastrotrasportatore

Cortisolo e l’allenamentoIn calciatori (Sassi 2002) ha notato che in due squadre della stessa divisione i dati sono sovrapponibili. L’autore pensa che la differenza individuata a luglio possa attribuirsi ad un errore di laboratorio.

Cortisolo e l’allenamentoAl termine di un esercizio prolungato il tasso di cortisolo è risultato superiore negli atleti allenati con valori più elevati quando gli allenamenti erano brevi e sovramassimali (Snegowskaya, Viru 1993)

Il grafico mostra la risposta in un allenamento di 7’ di canottaggio alla massima velocità e di 40’ a livello di soglia anaerobica col metodo intervallato.(Bosco, Viru 1996)

Rapporto Testosterone /Cortisolo e esercizio fisico

Il ruolo del testosterone e del cortisolo non è ancora del tutto chiaro. Il testosterone può giocare il ruolo in molti processi metabolici

1. Aumenta la sintesi del glicogeno nel muscolo riducendo la glicogenolisi indotta dal cortisolo

2. avrebbe effetto anche contro l’effetto proteolitico dei glucocorticol aumentando la sintesi proteica del muscolo

3. ha una influenza positiva sulla sintesi del creatin fosfato. Il cortisolo:

1. promuove la gluconeogenesi e la lipolisi2. rappresenta l’attività catabolica


Si pensa che livelli decrescenti di testosterone e livelli crescenti di cortisolo siano indicativi di un disturbo dell’equilibrio anabolico/catabolico e che si possa esprimere in una diminuita preformance. In un breve periodo di lavoro intenso (massimo 1 ora) o in un lavoro di resistenza ad alta intensità si può osservare un aumento dei livelli di testosterone e di cortisolo nel plasma

Se l’allenamento della resistenza supera le due ore si ha un calo del testosterone ed un aumento del cortisolo, il ritorno all’equilibrio omeostatico si ha dopo 18-24 ore, in questo periodo si può assistere ad una ridotta performance sportiva, nel super allenamento questo squilibrio dura delle settimane o mesi.


Hoogeveen e Zonderland (1996) ha svolto una ricerca su ciclisti professionisti valutati prima e dopo un allenamento. Le domande a cui gli autori volevano rispondere erano:

1) dopo un periodo di allenamento sono cambiati i valori di risposta ormonale acuta (all’apice dell’esercizio) ed i livelli di testosterone e di cortisolo?

2) I livelli a riposo del testosterone e cortisolo sono correlati alla performance?

Le e variazioni nella risposta acuta nei livelli a riposo di testosterone e cortisolo, dopo un periodo di allenamento sono legati ai cambiamenti nella performance?


Protocollo prevedeva:a) fase di messa in azione: incremento della potenza fino

a 200 Watt in 5’ b) la potenza aumenta di 40 Watt ogni 4’ fino a quando

il ciclista raggiungeva una F.C. pari al 95% del proprio massimo osservato nell’ultimo test.

La potenza infine aumentava di 10 Watt ad ogni munito fino allo sfinimento.


I livelli di testosterone e il cortisolo erano aumentati subito dopo l’esercizio, in maniera significativa ( cortisolo p<0.01 ; testosterone p<0.001. Se confrontiamo due test dopo un periodo di allenamento ( novembre gennaio) nella fase acuta i livelli sia del cortisolo che del testosterone non erano variati in maniera significativa.

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