Sport e stress ossidativo

Parliamo di sport e stress ossidativo. L’attività fisica comporta uno sbilanciamento temporaneo tra la produzione di radicali liberi e il loro smaltimento; questo fenomeno è appunto definito stress ossidativo. La pratica sportiva continua induce nel nostro organismo un aumento delle difese endogene contro questo tipo di stress diminuendo quindi i danni. Diverse case produttrici d’integratori puntano sulla vendita di sostanze antiossidanti al fine di ridurre la produzione di radicali (quindi lo stress ossidativo), facilitando il recupero tra gli allenamenti o le competizioni. Esistono però attualmente dei notevoli limiti sulla conoscenza del rapporto tra stress ossidativo e performance. Il primo punto per comprendere questo fenomeno è conoscere dove si verifica un incremento della produzione di radicali liberi all’interno della cellula muscolare durante l’attività sportiva [1]:

• Produzione classica – Avviene nel IV complesso della catena di trasporto degli elettroni, cioè all’interno del mitocondrio; in altre parole maggiore è il consumo di ossigeno della cellula e maggiore sarà la produzione di questi radicali. La produzione in questa zona è comunque ben tamponata dai sistemi fisiologici ad azione antiossidante che incrementano la loro funzionalità parallelamente al grado di allenamento del soggetto.
• Produzione anaerobica – Avviene in altri compartimenti cellulari in assenza di ossigeno, a causa di enzimi (xantina ossidasi, NADPH ossidasi, ecc.) o altre sostanze presenti in alcuni compartimenti cellulari (calcio, ferro, ecc.). La correlazione tra questa produzione e attività fisica è meno conosciuta, ma si pensa che possa essere chiamata in causa principalmente durante sforzi di natura anaerobica o comunque particolarmente intensi.
• Produzione secondaria – Avviene dopo qualche ora terminata l’attività, in casi in cui si è verificato un danno muscolare. I radicali vengono prodotti da cellule del sistema immunitario ad azione fagocitaria che smaltiscono i prodotti del danno cellulare.

Come molte volte ribadito, l’interesse per i radicali liberi è dovuto in particolar modo al danno cellulare che essi provocano; occorre tenere in considerazione quindi:

1. dove sono localizzati i danni prodotti dai radicali (vedi i tre tipi di “produzione” citati sopra);
2. i metodi per verificare l’entità dei danni (cioè i marcatori fisiologici).

I danni dei radicali liberi

Marcatori fisiologici (plasmatici) dello stress ossidativo

Glutatione – Lo stato (riduzione od ossidazione) di questa sostanza nel plasma è un importante indice della produzione classica di radicali liberi; solamente l’esercizio aerobico comporta un incremento temporaneo (circa 6 ore) di quest’indice e, per di più, solo oltre una certa intensità di lavoro.

Proteine ossidate – A seguito di un esercizio aerobico (solo oltre una certa intensità) incrementano immediatamente dopo lo sforzo e ritornano a livelli basali dopo circa un’ora. Nel caso di esercizi con i pesi (o comunque in situazioni in cui il danno muscolare è evidente) l’incremento avviene nelle 6-24 ore successive a seguito di una produzione secondaria.

Perossidazione lipidica – è riferita ai danni che subiscono le membrane cellulari; i marcatori fisiologici sono diversi, e quindi si possono ottenere risultati leggermente diversi in base ai marker utilizzati. La malondialdeide è sicuramente quello più utilizzato: sia in esercizi aerobici che con i pesi, l’incremento massimo avviene immediatamente dopo lo sforzo e torna a livelli basali dopo poche ore. Questo testimonia come il danno alle membrane cellulari non avviene a causa di una produzione secondaria.

Ossidazione del DNA – Tramite misurazione dell’ 8-OHdG (8-idrossi-2′-deossiguanosina); questa misurerebbe il danno al DNA, ma attualmente l’eterogenicità dei protocolli sperimentali non ha prodotto risultati concordanti sugli effetti dei diversi tipi di attività; dai pochi dati ottenuti è presumibile pensare che danni al DNA possano avvenire solamente con carichi di lavoro particolarmente elevati.

Una volta stabiliti quelli che sono i marcatori fisiologici del danno ossidativo, occorre verificare in letteratura scientifica quali sono gli effetti dell’integrazione; attualmente la maggior parte degli studi si è concentrata sugli effetti della vitamina C e della vitamina E.

Dalla letteratura scientifica emergono tre concetti fondamentali sull’argomento:

1) Diversi tipi di attività sportiva influenzano diversamente i marcatori fisiologici dello stress ossidativo.

* L’incremento avviene immediatamente dopo lo sforzo e ritornano a livelli basali dopo circa 1 ora.

** L’incremento avviene nelle 6-24 ore che seguono l’attività.

2) Antiossidanti diversi hanno azioni diverse nei confronti dei marcatori dello stress ossidativo. La vitamina E è quella che sicuramente offre i maggiori risultati, mentre alcune ricerche [2] hanno sollevato dubbi sull’efficacia della vitamina C, vitamina che altre ricerche hanno promosso.

3) Malgrado la supplementazione con vitamine ad azione antiossidante possa, in alcuni casi, attenuare lo stress ossidativo cellulare da sforzo, non è attualmente possibile affermare che questo possa migliorare la performance a breve o lungo termine [3];  ciò vale ovviamente per soggetti che seguono una dieta equilibrata e non presentano deficit vitaminici.

4) Le ricerche sono purtroppo condotte su atleti giovani (under 40) e quindi hanno una scarsa utilità nella visione globale dello stress ossidativo che tende a considerarlo negativo (come ogni forma di stress) quando produce danni permanenti e/o non recuperati in tempi brevi. Nell’atleta giovane in cui la capacità di ripristino della situazione preesistente lo stress è ancora ottima è del tutto fuori luogo un’integrazione antiossidante. Ben diversa è la situazione in un soggetto over 40 in cui la capacità di recupero dei danni da stress ossidativo decresce con l’età.

Conclusioni

L’assunzione di integratori ad azione antiossidante a scopi ergogeni (cioè per migliorare il recupero e la performance) attualmente non è consigliata. Sussiste invece per contrastare l’invecchiamento in alcuni casi.

Lo stress ossidativo e gli eventuali metodi per combatterlo non sono da considerare in maniera isolata, ma da inquadrare in un concetto più ampio che è il recupero.

Sono necessarie ulteriori ricerche per verificare i possibili effetti ergogeni degli integratori ad azione antiossidante; si devono prospettare comunque altri campi di indagine come:

• metodi di verifica dello stress ossidativo che tengano in considerazione analisi dell’urina [4] (poiché non invasivi) e non del plasma;
• verificare l’effetto degli antiossidanti non solo nei confronti della produzione di radicali liberi, ma anche di altri parametri come i marcatori del danno muscolare (CPK, LDH, ecc.), il profilo ormonale, gli elementi figurati del sangue (globuli rossi, globuli bianchi), i minerali, ecc.

Bibliografia

[1] Bloomer RJ, Goldfarb AH, Wideman L, McKenzie MJ, Consitt LA. Effects of acute aerobic and anaerobic exercise on blood markers of oxidative stress. J Strength Cond Res. 2005 May; 19(2):276-85.

[2] Bryant RJ, Ryder J, Martino P, Kim J, Craig BW. Effects of vitamin E and C supplementation either alone or in combination on exercise-induced lipid peroxidation in trained cyclists. J Strength Cond Res. 2003 Nov;17(4):792-800.

[3] Clarkson PM, Thompson HS. Antioxidants: what role do they play in physical activity and health? Am J Clin Nutr. 2000 Aug;72(2 Suppl):637S-46S.

[4] Orhan H, van Holland B, Krab B, Moeken J, Vermeulen NP, Hollander P, Meerman JH. Evaluation of a multi-parameter biomarker set for oxidative damage in man: increased urinary excretion of lipid, protein and DNA oxidation products after one hour of exercise. Free Radic Res. 2004 Dec;38(12):1269-79.