Lo sforzo e la risposta ormonale Boro Strumbelj, Ph.D. Facolta dello sport Universita di Lubiana.

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Lo sforzo e la risposta Lo sforzo e la risposta ormonaleormonale

Boro Strumbelj, Ph.D.Boro Strumbelj, Ph.D.

Facolta dello sportFacolta dello sport

Universita di LubianaUniversita di Lubiana

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OMEOSTASIOMEOSTASITutti gli organismi si trovano in uno Tutti gli organismi si trovano in uno stato di omeostasi, situazione che stato di omeostasi, situazione che consente di mantenere in uno stato di consente di mantenere in uno stato di equilibrio biochimico dinamico le equilibrio biochimico dinamico le condizioni di vita dell'ambiente interno condizioni di vita dell'ambiente interno del nostro organismo; è questo uno del nostro organismo; è questo uno stato di disponibilità a reagire che ogni stato di disponibilità a reagire che ogni organismo tende a mantenere anche organismo tende a mantenere anche quando è sottoposto a grandi richieste quando è sottoposto a grandi richieste di prestazione fisica.di prestazione fisica.

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ADATTAMENTOADATTAMENTOAdattamento e quel meccanismo Adattamento e quel meccanismo di difesa che protegge il nostro di difesa che protegge il nostro organismo dalle modificazioni organismo dalle modificazioni dell'ambiente esterno e/o dal dell'ambiente esterno e/o dal ripetersi sistematico di ripetersi sistematico di alterazioni fisiche stressanti, alterazioni fisiche stressanti, mettendolo in condizione di mettendolo in condizione di mantenersi in omeostasi.mantenersi in omeostasi.Le richieste dell'allenamento o Le richieste dell'allenamento o dell'esercizio fisico in generale, dell'esercizio fisico in generale, provocano sollecitazioni al provocano sollecitazioni al metabolismo energetico e a metabolismo energetico e a quello proteico, al rifornimento di quello proteico, al rifornimento di ossigeno nel sangue, oltre che a ossigeno nel sangue, oltre che a tutti gli altri sistemi di tutti gli altri sistemi di regolazione dell'omeostasi.regolazione dell'omeostasi.

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GLI ORMONI E L’APPARATO GLI ORMONI E L’APPARATO ENDOCRINOENDOCRINO

GLI ORMONI E L’APPARATO GLI ORMONI E L’APPARATO ENDOCRINOENDOCRINO    Per trasmettere informazioni Per trasmettere informazioni agli organi, l'organismo, oltre agli organi, l'organismo, oltre che del sistema nervoso, si che del sistema nervoso, si serve di speciali sostanze serve di speciali sostanze chimiche, gli chimiche, gli ormoniormoni, prodotte , prodotte da particolari ghiandole dette da particolari ghiandole dette endocrineendocrine. .

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GLI ORMONI E L’APPARATO GLI ORMONI E L’APPARATO ENDOCRINOENDOCRINO

GLI ORMONI E L’APPARATO ENDOCRINOGLI ORMONI E L’APPARATO ENDOCRINO   A differenza del sistema nervoso, dove A differenza del sistema nervoso, dove le informazioni sono trasmesse molto le informazioni sono trasmesse molto rapidamente, l'apparato endocrino rapidamente, l'apparato endocrino agisce lentamente. Gli ormoni che si agisce lentamente. Gli ormoni che si diffondono nel sangue necessitano di diffondono nel sangue necessitano di 5-10 secondi per scatenare il primo 5-10 secondi per scatenare il primo effetto. Normalmente, agiscono effetto. Normalmente, agiscono nell'arco di 30 minuti fino a tre ore, nell'arco di 30 minuti fino a tre ore, mentre alcuni, come l'ormone della mentre alcuni, come l'ormone della crescita, da effetti che sono visibili solo crescita, da effetti che sono visibili solo dopo alcuni mesi.dopo alcuni mesi.

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GLI ORMONI E L’APPARATO GLI ORMONI E L’APPARATO ENDOCRINOENDOCRINO

Gli ormoniGli ormoniVengono definiti ormoni tutti i Vengono definiti ormoni tutti i messaggeri chimici che provocano messaggeri chimici che provocano una reazione specifica. Ad ogni una reazione specifica. Ad ogni ormone corrisponde un recettore ormone corrisponde un recettore specifico sulle cellule bersaglio, a cui specifico sulle cellule bersaglio, a cui si lega l'ormone, in grado di si lega l'ormone, in grado di riconoscerlo anche a bassissime riconoscerlo anche a bassissime concentrazioni.concentrazioni.

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GLI ORMONI E L’APPARATO GLI ORMONI E L’APPARATO ENDOCRINO ENDOCRINO

Gli ormoniGli ormoniOgni cellula può possedere, per un determinato Ogni cellula può possedere, per un determinato ormone, un solo tipo di recettore, ma diversi tessuti ormone, un solo tipo di recettore, ma diversi tessuti possono avere diversi recettori per lo stesso possono avere diversi recettori per lo stesso ormone. Ciò può causare la circostanza che lo ormone. Ciò può causare la circostanza che lo stesso ormone possa avere effetti diversi su diversi stesso ormone possa avere effetti diversi su diversi organi. Ad esempio, l'adrenalina aumenta organi. Ad esempio, l'adrenalina aumenta l'irrorazione sanguigna dei muscoli scheletrici l'irrorazione sanguigna dei muscoli scheletrici (attraverso i (attraverso i recettori b recettori b ), ma riduce l'afflusso di ), ma riduce l'afflusso di sangue in corrispondenza del tratto gastrointestinale sangue in corrispondenza del tratto gastrointestinale ((recettori a recettori a ).).

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GLI ORMONI E LO SFORZO GLI ORMONI E LO SFORZO

Durante lo sforzo fisico una grande Durante lo sforzo fisico una grande quantità di ormoni e mediatori sono quantità di ormoni e mediatori sono liberati, per cui non è facile risalire ai liberati, per cui non è facile risalire ai meccanismi con cui essi interagiscono; meccanismi con cui essi interagiscono; lo stesso tipo di metabolismo lo stesso tipo di metabolismo coinvolto, aerobico o anaerobico coinvolto, aerobico o anaerobico lattacido, potrebbe avere influenza sul lattacido, potrebbe avere influenza sul grado di coinvolgimento sul sistema grado di coinvolgimento sul sistema immunitario.immunitario.

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  Sono molti gli ormoni che possono essere Sono molti gli ormoni che possono essere influenzati dall'attività fisica aerobica a influenzati dall'attività fisica aerobica a

seconda dell'intensità e della durata seconda dell'intensità e della durata dell'attività fisica stessa. Gli ormoni dell'attività fisica stessa. Gli ormoni

influenzano soprattutto l'utilizzo delle fonti influenzano soprattutto l'utilizzo delle fonti energetiche. energetiche.

  

LO SFORZO E ORMONILO SFORZO E ORMONI

In generale:• Dopo esercizio di fondo la sintesi proteica è amplificata dagli ormoni tiroidei. • Dopo esercizi di forza la sintesi proteica è amplificata dagli ormoni androgeni.

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Catecolamine:Catecolamine:L'adrenalina e la noradrenalina sono entrambe L'adrenalina e la noradrenalina sono entrambe coinvolte nella produzione energetica. Le catecolamine coinvolte nella produzione energetica. Le catecolamine aumentano il ritmo cardiaco e la pressione ematica, aumentano il ritmo cardiaco e la pressione ematica, stimolano la disgregazione dei grassi (lipolisi), stimolano la disgregazione dei grassi (lipolisi), aumentano la disgregazione del glicogeno muscolare aumentano la disgregazione del glicogeno muscolare ed epatico e inibiscono il rilascio di insulina da parte ed epatico e inibiscono il rilascio di insulina da parte del pancreas. Sia l'adrenalina che la noradrenalina del pancreas. Sia l'adrenalina che la noradrenalina aumentano durante l'attività fisica aerobica anche se aumentano durante l'attività fisica aerobica anche se in quantità diverse a seconda dell'intensità dell'attività in quantità diverse a seconda dell'intensità dell'attività fisica. I livelli di noradrenalina aumentano a intensità fisica. I livelli di noradrenalina aumentano a intensità dell'attività fisica relativamente basse stimolando dell'attività fisica relativamente basse stimolando l'utilizzo degli FFA (Free Fatty Acids, Acidi grassi liberi) l'utilizzo degli FFA (Free Fatty Acids, Acidi grassi liberi) nei muscoli ma dei livelli relativamente bassi di nei muscoli ma dei livelli relativamente bassi di disgregazione del glicogeno epatico e muscolare. disgregazione del glicogeno epatico e muscolare.   

SPORT E ORMONISPORT E ORMONI

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Insulina:Durante l'attività fisica aerobica, i livelli di insulina diminuiscono velocemente a causa di un effetto inibitorio dell'adrenalina sul suo rilascio da parte del pancreas. La diminuzione dell'insulina permette il rilascio degli acidi grassi liberi da parte delle cellule grasse durante l'attività fisica.Diminuire l'insulina è importante anche per il verificarsi della chetosi. Nonostante una diminuzione dei livelli di insulina, durante l'attività fisica i muscoli assorbono più glucosio ematico. Un aumento dell'assorbimento del glucosio insieme a una diminuzione dell'insulina indica che durante l'attività fisica si verifica una minore resistenza all'insulina a livello delle cellule muscolari.

SPORT E ORMONISPORT E ORMONI

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GlucagoneGlucagone::In quanto ormone opposto dell'insulina, i livelli di In quanto ormone opposto dell'insulina, i livelli di glucagone aumentano durante l'attività fisica aerobica. glucagone aumentano durante l'attività fisica aerobica. Perciò la risposta complessiva all'attività fisica aerobica Perciò la risposta complessiva all'attività fisica aerobica è pro-chetogenica in quanto causa il cambiamento è pro-chetogenica in quanto causa il cambiamento necessario nel rapporto insulina/glucagone. necessario nel rapporto insulina/glucagone. Perciò la risposta generale all'attività fisica aerobica  è Perciò la risposta generale all'attività fisica aerobica  è la diminuzione dell'uso del glucosio e l'aumento dell'uso la diminuzione dell'uso del glucosio e l'aumento dell'uso degli acidi grassi liberi come carburante. degli acidi grassi liberi come carburante.

SPORT E ORMONISPORT E ORMONI

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SPORT E ORMONISPORT E ORMONI

L'allenamento con i pesi influenza i livelli di molti L'allenamento con i pesi influenza i livelli di molti ormoni nel corpo umano a seconda di fattori come ormoni nel corpo umano a seconda di fattori come l'ordine degli esercizi, i carichi, il numero delle serie, il l'ordine degli esercizi, i carichi, il numero delle serie, il numero delle ripetizioni ecc. Gli ormoni influenzati numero delle ripetizioni ecc. Gli ormoni influenzati dall'allenamento con i pesi a cui siamo maggiormente dall'allenamento con i pesi a cui siamo maggiormente interessati sono gli androgeni (soprattutto interessati sono gli androgeni (soprattutto testosterone, ormone della crescita e IGF-1). Fatta testosterone, ormone della crescita e IGF-1). Fatta eccezione per il testosterone, la risposta ormonale eccezione per il testosterone, la risposta ormonale all'allenamento con i pesi influenza principalmente la all'allenamento con i pesi influenza principalmente la disponibilità e l'utilizzo delle fonti energetiche. disponibilità e l'utilizzo delle fonti energetiche.

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Ormone della crescita:Ormone della crescita:Il GH è un ormone peptidico rilasciato dall'ipotalamo in Il GH è un ormone peptidico rilasciato dall'ipotalamo in risposta a molti stimoli diversi compreso il sonno e il risposta a molti stimoli diversi compreso il sonno e il trattenere il respiro. Anche se l'ormone della crescita è trattenere il respiro. Anche se l'ormone della crescita è considerato costruire i muscoli, ai livelli visti nell'uomo, il suo considerato costruire i muscoli, ai livelli visti nell'uomo, il suo ruolo principale è mobilitare i grassi e diminuire l'utilizzo di ruolo principale è mobilitare i grassi e diminuire l'utilizzo di carboidrati e proteine. carboidrati e proteine. Il ruolo principale del GH sulla crescita muscolare è molto Il ruolo principale del GH sulla crescita muscolare è molto probabilmente aumentare indirettamente il rilascio del probabilmente aumentare indirettamente il rilascio del fattore di crescita insulino-simile 1 (IGF-1) da parte del fattore di crescita insulino-simile 1 (IGF-1) da parte del fegato. Lo stimolo principale per il rilascio di GH con fegato. Lo stimolo principale per il rilascio di GH con l'allenamento con i pesi sembra essere legato ai livelli di l'allenamento con i pesi sembra essere legato ai livelli di acido lattico e la risposta maggiore del GH all'allenamento si acido lattico e la risposta maggiore del GH all'allenamento si verifica con dei carichi moderati (~75% del massimo), serie verifica con dei carichi moderati (~75% del massimo), serie multiple lunghe (3-4 serie di 10-12 ripetizioni, circa 40-60 multiple lunghe (3-4 serie di 10-12 ripetizioni, circa 40-60 secondi per serie) con periodi di riposo brevi (60-90 secondi). secondi per serie) con periodi di riposo brevi (60-90 secondi). Gli studi che usano questo tipo di protocollo (di solito 3 serie Gli studi che usano questo tipo di protocollo (di solito 3 serie di 10 ripetizioni al massimo con 1 minuto di riposo) hanno di 10 ripetizioni al massimo con 1 minuto di riposo) hanno mostrato ripetutamente aumenti dei livelli di GH negli uomini mostrato ripetutamente aumenti dei livelli di GH negli uomini e nelle donne, il che può essere utile per la perdita di grasso e nelle donne, il che può essere utile per la perdita di grasso viste le azioni lipolitiche (mobilizzazione dei grassi) del GH. viste le azioni lipolitiche (mobilizzazione dei grassi) del GH.

SPORT E ORMONISPORT E ORMONI

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Fattore di crescita insulino-simile 1 (IGF-1):Fattore di crescita insulino-simile 1 (IGF-1):

L'IGF-1 è un ormone rilasciato dal fegato, molto L'IGF-1 è un ormone rilasciato dal fegato, molto probabilmente in risposta all'aumento dei livelli di probabilmente in risposta all'aumento dei livelli di GH31. Comunque i piccoli aumenti di GH visti con GH31. Comunque i piccoli aumenti di GH visti con l'allenamento non sembrano influenzare i livelli di l'allenamento non sembrano influenzare i livelli di IGF-1. Più probabilmente, l'IGF-1 è rilasciato dalle IGF-1. Più probabilmente, l'IGF-1 è rilasciato dalle cellule muscolari danneggiate (a causa dei cellule muscolari danneggiate (a causa dei movimenti muscolari eccentrici) e agisce movimenti muscolari eccentrici) e agisce localmente solo per stimolare la crescita.  localmente solo per stimolare la crescita.  

SPORT E ORMONISPORT E ORMONI

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Testosterone:Spesso il testosterone è descritto come l'ormone "maschile" benché anche le donne possiedano il testosterone (circa 1/10 o meno del livello degli uomini). Il ruolo principale del testosterone nella crescita muscolare è stimolare direttamente la sintesi proteica. Gli aumenti del testosterone di verificano in risposta all'uso degli esercizi fondamentali (squat, stacchi da terra, distensioni su panca), carichi pesanti (85% del massimo e superiori), serie multiple brevi (3 serie di 5 ripetizioni, circa 20-30 secondi per serie) e lunghi periodi di riposo (3-5 minuti). Gli studi hanno scoperto che un regime di 3 serie per 5 ripetizioni, con 3 minuti di riposo, aumenta significativamente il testosterone negli uomini, ma non nelle donne. Non sappiamo se l'aumento temporaneo del testosterone dopo l'allenamento abbia un qualche impatto sulla crescita muscolare.  

SPORT E ORMONISPORT E ORMONI

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Variazioni ormonali durante l'esercizio Variazioni ormonali durante l'esercizio OrmoneOrmone Risposta Risposta

all'esercizioall'esercizio Rapporti specialiRapporti speciali Probabile Probabile significatosignificato

CatecolamineCatecolamine AumentoAumento

Maggiore incremento con Maggiore incremento con esercizio intenso esercizio intenso

noradrenalina > adrenalina, noradrenalina > adrenalina, minore incremento dopo minore incremento dopo

allenamentoallenamento

Aumento del Aumento del glicoso glicoso ematico, ematico,

regolazione regolazione del sistema del sistema

cardiovascolacardiovascolarere

Ormone della Ormone della crescita (GH)crescita (GH) AumentoAumento

Maggiore incremento nel Maggiore incremento nel soggetto fisicamente soggetto fisicamente

deficiente, declino più rapido deficiente, declino più rapido nel soggetto fisicamente nel soggetto fisicamente

validovalido

Incerto, Incerto, probabilmente probabilmente

ritardata ritardata liberazione di liberazione di

FFAFFA

ACTH-CortisoloACTH-Cortisolo AumentoAumento

Maggiore incremento con Maggiore incremento con esercizio intenso; minore esercizio intenso; minore incremento con esercizio incremento con esercizio

submassimale dopo submassimale dopo allenamentoallenamento

Aumento della Aumento della gliconeogenesgliconeogenes

i nel fegato i nel fegato (rene)(rene)

Da: Terjung R.L. Endrocrine systems, in: Strauss R.H., ed.: Sporte Medicine anct Physiology. Da: Terjung R.L. Endrocrine systems, in: Strauss R.H., ed.: Sporte Medicine anct Physiology. Philadefphia: W.B. Saunders, 1979, pag. 147-165.Philadefphia: W.B. Saunders, 1979, pag. 147-165.

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Variazioni ormonali durante l'esercizioVariazioni ormonali durante l'esercizio

OrmoneOrmone Risposta Risposta all'esercizioall'esercizio Rapporti specialiRapporti speciali Probabile Probabile

significatosignificato

TSH-TiroxinaTSH-Tiroxina

Aumento con Aumento con esercizio esercizio

prolungato di prolungato di alta intensitàalta intensità

Incremento del turnover della Incremento del turnover della tiroxina con l'allenamento, tiroxina con l'allenamento,

senza evidenti effetti tossici senza evidenti effetti tossici

Incerto, può Incerto, può esaltare il esaltare il

metabolismo metabolismo dei FFA dei FFA

LH-FSHLH-FSH Nessuna Nessuna variazionevariazione

Decremento con allenamento Decremento con allenamento rigorosorigoroso AmenorreaAmenorrea

TestosteroneTestosterone AumentoAumento ---- ??

Estradiolo-Estradiolo-ProgesteroneProgesterone AumentoAumento Incremento durante la fase Incremento durante la fase

luteinica dei cicloluteinica dei ciclo ??

Da: Terjung R.L. Endrocrine systems, in: Strauss R.H., ed.: Sporte Medicine anct Physiology. Da: Terjung R.L. Endrocrine systems, in: Strauss R.H., ed.: Sporte Medicine anct Physiology. Philadefphia: W.B. Saunders, 1979, pag. 147-165.Philadefphia: W.B. Saunders, 1979, pag. 147-165.

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Variazioni ormonali durante l'esercizioVariazioni ormonali durante l'esercizioOrmoneOrmone Risposta Risposta

all'esercizioall'esercizio Rapporti specialiRapporti speciali Probabile Probabile significatosignificato

InsulinaInsulina DiminuzioneDiminuzione Minore decremento dopo Minore decremento dopo allenamentoallenamento

Diminuito Diminuito stimolo alla stimolo alla utilizzazione utilizzazione del glicoso del glicoso

ematicoematico

GlucagoneGlucagone AumentoAumento Minore incremento dopo Minore incremento dopo allenamentoallenamento

Aumento del Aumento del glicoso glicoso ematico ematico tramite tramite

glicogenolisi e glicogenolisi e gliconeogenesgliconeogenes

ii

Renina-Renina-Angiotensina-Angiotensina-AldosteroneAldosterone

AumentoAumento Stesso incremento dopo Stesso incremento dopo allenamento, nel rattoallenamento, nel ratto

Ritenzione di Ritenzione di sodio per sodio per

mantenere il mantenere il volume volume

plasmaticoplasmatico

Da: Terjung R.L. Endrocrine systems, in: Strauss R.H., ed.: Sporte Medicine anct Physiology. Da: Terjung R.L. Endrocrine systems, in: Strauss R.H., ed.: Sporte Medicine anct Physiology. Philadefphia: W.B. Saunders, 1979, pag. 147-165.Philadefphia: W.B. Saunders, 1979, pag. 147-165.

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Variazioni ormonali durante l'esercizioVariazioni ormonali durante l'esercizioOrmoneOrmone Risposta Risposta

all'esercizioall'esercizio Rapporti specialiRapporti speciali Probabile Probabile significatosignificato

ADHADH AumentoAumento ----

Ritenzione di Ritenzione di acqua per acqua per

mantenere il mantenere il volume volume

plasmatico  plasmatico 

PTH-CalcitoninaPTH-Calcitonina Nessuna Nessuna variazionevariazione ----

Necessari per Necessari per assicurare un assicurare un

adeguato adeguato sviluppo sviluppo

osseoosseo

EritropoietinaEritropoietina ---- ----

Potrebbe Potrebbe essere essere

importante per importante per incrementare incrementare l'eritropoiesil'eritropoiesi

Da: Terjung R.L. Endrocrine systems, in: Strauss R.H., ed.: Sporte Medicine anct Physiology. Da: Terjung R.L. Endrocrine systems, in: Strauss R.H., ed.: Sporte Medicine anct Physiology. Philadefphia: W.B. Saunders, 1979, pag. 147-165.Philadefphia: W.B. Saunders, 1979, pag. 147-165.

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Variazioni ormonali durante l'esercizioVariazioni ormonali durante l'esercizio

OrmoneOrmone Risposta Risposta all'esercizioall'esercizio Rapporti specialiRapporti speciali Probabile Probabile

significatosignificato

ProstaglandineProstaglandine Possibile Possibile aumentoaumento

Possono aumentare in Possono aumentare in risposta a contrazioni risposta a contrazioni

isometriche sostenute - può isometriche sostenute - può essere necessario uno stress essere necessario uno stress

ischemicoischemico

Forse Forse vasodilatatatovasodilatatato

ri localiri locali

EndorfineEndorfine AumentoAumento Maggiore incremento dopo Maggiore incremento dopo allenamentoallenamento

Regolazione Regolazione di altri ormonidi altri ormoni

Da: Terjung R.L. Endrocrine systems, in: Strauss R.H., ed.: Sporte Medicine anct Physiology. Da: Terjung R.L. Endrocrine systems, in: Strauss R.H., ed.: Sporte Medicine anct Physiology. Philadefphia: W.B. Saunders, 1979, pag. 147-165.Philadefphia: W.B. Saunders, 1979, pag. 147-165.

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L’ESEMPIO PRATICO L’ESEMPIO PRATICO Prevenzione del sovraallenamento Prevenzione del sovraallenamento

insieme con i dati del antropometriainsieme con i dati del antropometriamasa muscolare %

52

53

54

55

56

4.4

.2001

4.5

.2001

4.6

.2001

4.7

.2001

4.8

.2001

4.9

.2001

4.1

0.2

001

4.1

1.2

001

4.1

2.2

001

4.1

.2002

4.2

.2002

4.3

.2002

4.4

.2002

4.5

.2002

4.6

.2002

4.7

.2002

Niz1

Niz2

cortizolo

200250300350400450500550600

2.7

.20

01

2.8

.20

01

2.9

.20

01

2.1

0.2

00

1

2.1

1.2

00

1

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2.2

00

1

2.1

.20

02

2.2

.20

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2.3

.20

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2.4

.20

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2.5

.20

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2.6

.20

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.20

02

mankoč

medvešek

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GLI ORMONI E IL DOPINGGLI ORMONI E IL DOPINGNegli Stati Uniti sono disponibili statistiche Negli Stati Uniti sono disponibili statistiche relativamente all'uso degli steroidi relativamente all'uso degli steroidi anabolizzanti: tra il 92 e il 93 almeno anabolizzanti: tra il 92 e il 93 almeno 500000 persone hanno fatto uso di 500000 persone hanno fatto uso di steroidi, con un giro economico stimato in steroidi, con un giro economico stimato in 100 milioni di dollari all'anno. Almeno 1 100 milioni di dollari all'anno. Almeno 1 ragazzo su 15 ne ha fatto uso; il 25% di ragazzo su 15 ne ha fatto uso; il 25% di questi ragazzi ha invocato una ragione questi ragazzi ha invocato una ragione puramente estetica nell'assunzione delle puramente estetica nell'assunzione delle sostanze. sostanze.

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Grazie per la vostra attenzioneGrazie per la vostra attenzione