epigenetica – Pierluigi De Pascalis

Dopato una volta, dopato per sempre!

Pierluigi De Pascalis — Sat, 02 May 2020 11:04:14 +0000

Molto spesso si ha l’idea comune, soprattutto presso chi si è dopato in modo più o meno consistente nel corso della sua vita che, sospeso l’utilizzo del doping, nel giro di qualche mese (i più realisti credono dopo almeno un anno), si torni in una condizione in cui ci si possa definire natural al pari di chi il doping non lo ha mai utilizzato.

Nulla di più sbagliato! L’ipertrofia indotta mediante il doping determina delle variazioni epigenetiche a livello di espressione del DNA, in qualche modo è come se si rimuovessero alcuni “ostacoli” che rendono difficoltoso l’incremento di massa muscolare oltre determinati limiti. Queste modifiche, anche a distanza di molto tempo, consentono al muscolo di continuare a beneficiare della rimozione dei “blocchi”, perfino dopo la sospensione dell’allenamento per lungo periodo, a patto di riprendere ad allenarsi.

In altri termini dopandosi per aumentare la massa muscolare, i muscoli acquisiscono un vantaggio competitivo permanente, e di fatto chi si è dopato una volta (ossia per un ciclo specifico che ha prodotto risultati), conserva questo potenziale per tutta la vita, a prescindere dal proseguire o dal sospendere l’abitudine a doparsi.

Questo non significa permanere nella stessa identica condizione anche una volta che si sospende l’assunzione di farmaci, né che un singolo ciclo possa essere paragonato a chi si dopa per anni, ma implica che rispetto a persone che non si sono mai dopate, si conserverà un vantaggio non colmabile, vantaggio tanto più marcato quanto maggiore è stato il periodo per il quale si è fatto ricorso al doping.

Non è finita, ad aggiungere un ulteriore elemento sono i nuclei cellulari. Al crescere delle dimensioni del muscolo, ipertrofia in senso stretto, crescono il numero di nuclei cellulari che controllano la sintesi proteica. Sino a poco tempo fa si riteneva che l’eventuale atrofia muscolare provocasse la scomparsa di questi nuclei. Si è invece rilevato che questi non scompaiono mai, e divengo semplicemente “dormienti”, ossia sono in grado di tornare attivi se sopraggiungono nuovi stimoli allenanti. Anche in questo caso, lo stimolo anabolico del doping determina una proliferazione di nuclei non paragonabile agli atleti non dopati, iniettando un ulteriore vantaggio permanente.

In conclusione quindi, nessun ex dopato può ritenersi un atleta natural, neppure a distanza di anni, non parliamo dopo pochi mesi di sospensione, poiché le modifiche indotte sono permanenti e di livello non paragonabile a chi non ha mai fatto impiego di anabolizzanti.
E’ importante saperlo sia per togliere il velo di ipocrisia usato da molti ex dopati (ex solo sulla carta), che per evitare a tanti ingenui di ritenere la performance del loro idolo basata su chissà quali competenze, mentre affonda le radici su una impalcatura farmacologica che non potrà più essere rimossa.

Fonti bibliografiche:
– Robert A. Seaborne, Juliette Strauss, Matthew Cocks, Sam Shepherd, Thomas D. O’Brien, Ken A. van Someren, Phillip G. Bell, Christopher Murgatroyd, James P. Morton, Claire E. Stewart, Adam P. Sharples. Human Skeletal Muscle Possesses an Epigenetic Memory of Hypertrophy. Scientific Reports, 2018
– Lawrence M. Schwartz. Skeletal Muscles Do Not Undergo Apoptosis During Either Atrophy or Programmed Cell Death-Revisiting the Myonuclear Domain Hypothesis. Frontiers in Physiology, 2019

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La memoria muscolare e i 5 pilastri del fitness

Pierluigi De Pascalis — Fri, 01 May 2020 13:58:38 +0000

I 5 pilastri del fitness traggono spunto dall’opera di Toyota e del Toyota Production System, sistema di produzione implementato nel dopoguerra per massimizzare la produzione e, tecnicamente, per fare di più con meno.

Le industrie Toyota si trovarono a dover competere con quello che era il colosso Ford in un momento di forte crisi. La reazione fu quella di una gestione più responsabile e autonoma del personale, e l’implementazione delle 5S, ossia dei 5 pilastri del visual workplace, che hanno in seguito ispirato infiniti campi applicativi e tra questi il fitness.
Per quanto riguarda il fitness il tutto è servito anche come ispirazione per la nascita del Fitness Motivazionale, nel quale in buona sostanza sono tradotti i medesimi principi. Si tratta di un approccio utile sul piano imprenditoriale (qui non analizzato), ma anche sul piano dell’utente che intende iniziare ad allenarsi per le prime volte. I 5 pilastri in questo caso sono:

Separare: separarsi dalle vecchie abitudini, sia intese come sedentarietà e cattivi stili di vita, che per quanto riguarda gli alibi autossolutori che allontanano dalla pratica sportiva, secondo i quali si finisce col ripetersi che è troppo tardi, troppo difficoltoso, che tutto sommato va bene così. Separarsi da una visione pessimistica è il primo passo.

Riordinare: implica prendere consapevolezza delle reali tempistiche per il raggiungimento di un risultato. La prima causa di abbandono è data dal vedere disattesi i propri obiettivi, non raggiungibili, non verosimili, non collocati correttamente su un asse temporale. E’ forse lo step più complesso, che richiede di prendere atto dell’esistenza di adattamenti a breve, medio e lungo termine. Il maggiore tasso di abbandono si realizza non a caso da parte di soggetti in sovrappeso, inconsapevoli delle corrette tempistiche, ma anche del verificarsi di adattamenti non immediatamente apprezzabili sul fronte estetico.

Fare pulizia: Occorre liberarsi di tutto il superfluo, il superfluo è un freno emotivo al cambiamento, un’ancora verso il passato. Molte persone dopo essere dimagrite conservano ancora nell’armadio i vecchi vestiti, stanno dimostrando di non credere alla nuova fisicità.

Standardizzare e Rispettare le regole: sono gli ultimi punti, si tratta di strategie finalizzate a implementare una procedura di rispetto delle regole nel lungo periodo. Spesso è un punto sottovalutato, si può assolvere anche con un “banale” diario di allenamento, in cui non tenere traccia di elementi quantitativi ma qualitativi (si veda il video sottostante o al link https://youtu.be/w8B-PEW5G48).

Chi non abbandona l’allenamento, anche in momenti di difficoltà assolve in qualche modo al Pincipio di Pareto, conservando pur con minore intensità, la gran parte dei risultati acquisiti, rallentando l’inevitabile detraining che sarà in ogni caso legato per intensità e caratteristiche al livello di adattamenti precedentemente raggiunti.

La forza può essere conservata anche con stimoli rarefatti, purchè di elevata intensità, mentre più difficoltoso è evitare le compromissioni metaboliche come la resistenza insulinica e l’assetto lipidico.

La memoria muscolare è un altro aspetto fondamentale, sebbene sia un elemento controverso, probabilmente proprio per via di una semplificazione lessicale che, come altre (es.: sciogliere i grassi), induce confusione.
Occorre in primo luogo chiarire se per memoria muscolare si intende il processo di apprendimento motorio o la capacità del muscolo di tornare alle dimensioni fisiche possedute inizialmente. L’apprendimento motorio procede per tappe, le prime volte i gesti richiedono un controllo vigile che impiega i centri di controllo corticali. Successivamente l’automatismo acquisito sposta il controllo nelle aree sottocorticali.
Nell’allenamento tale fase di apprendimento è anche un limite all’espressione della forza, per la mancata possibilità di ottimizzare la capacità di reclutamento (uno degli elementi che regolano l’espressione della forza). Col tempo tali aspetti migliorano e la forza incrementa sino al punto da determinare una successiva sollecitazione ipertrofica.

La ripresa degli allenamenti dopo periodo prolungati di stop consente di sfruttare l’apprendimento pregresso e quindi tornare rapidamente a livelli di forza precedentemente posseduti. Quello che la ricerca suggerisce va però ben oltre, e affonda le sue radici su aspetti epigenetici. Emerge infatti che l’allenamento opera sul DNA una sorta di “salto di livello”, rendendolo per sempre più propenso a nuovi adattamenti ipertrofici. Quindi un muscolo più predisposto a riacquisire la propria ipertrofia.
Inoltre dati recenti evidenziano che la crescita muscolare (come noto) si accompagna ad un incremento di nuclei nervosi per ciascuna fibra muscolare, con l’intento di aumentare la sintesi proteica. Anche l’atrofia indotta dal termine degli allenamenti o da infortuni, non fa scomparire tali nuclei ma li pone in una fase “dormiente”, potendo quindi partecipare attivamente a nuovi livelli ipertrofici se stimolati anche a distanza di tempo.

Estratto del mio intervento al FitFest del Primo Maggio.

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Modificare la genetica con alimentazione e allenamento

Pierluigi De Pascalis — Mon, 30 Mar 2020 10:05:18 +0000

Molto spesso nel settore del fitness si parla di genetica come risposta a successi e insuccessi. La genetica rappresenta certamente un limite ma per molti aspetti è un limite, se non teorico, certamente modulabile.

Occorre chiedersi se sono io a non cambiare per via della genetica o se è la genetica a non modificarsi perché sbaglio qualcosa. Affermare che un risultato lo si ottiene o non lo si ottiene per via della genetica significa che il nostro genoma produce o non produce dei prodotti per noi utili al fine della perfromance sportiva.

Ma quesro non riguarda solo la performance poiché la maggior parte delle persone ricerca soprattutto una condizione di fitness intesa come “limitazione del grasso corporeo”.

Ci aspettiamo una implicazione genetica, e certamene è presente, attendendoci una influenza ormonale ma non solo, anche cicli cellulari che governano a cascata il metabolismo e il consumo energetico, quindi l’intero assetto metabolico.

Ebbene, quello che sino a qualche tempo fa si pensava fosse non modificabile, oggi sappiamo che può subire interferenze per tramite dell’alimentazione e dell’attività fisica che possono non solo modulare l’espressione genica ma perfno farla ereditare alle future generazioni.

Se il mio organismo non produce una specifica proteina, un ormone, un enzima, un recettore, o non lo fa nella misura opportuna, tralasciando questioni correlate all’ambito delle mutazioni in senso stretto o delle patologie (primarie e secondarie), potrebbe esserci tra i responsabili un blocco, tecnicamente un ingombro, o meglio una metilazione.

Stiamo entrando nel campo dell’epigenetica, ossia di qualcosa che è letteralmente sopra la genetica, che non crea quindi modifiche nel DNA, ma ne influenza i prodotti.

Qui occorre aprire una piccola parentesi, il DNA contiene le informazioni che riguardano un individuo, tali informazioni constituiscono il genotipo, rappresentano il manuale secondo cui il soggetto sarà assemblato: dal colore degli occhi, ad altri aspetti che lo caratterizzano, ossia il fenotipo.

Se il DNA è tecnicamente il progetto, l’individuo è il risultato, con anche eventuali falle o problemi di progettazione, alcuni dei quali subito evidenti, altri che potrebbero restare silenti per molto tempo o perfino non manifestarsi mai.

Il DNA quindi contiene un gran numero di informazioni rachiuse nei cromosomi, che rappresentano i volumi di questo enorme manuale. Ciascun cromosoma è a sua volta rappresentato da più geni, e ciascun gene è un capitolo specifico del progetto. Proprio i geni contengono le informazioni per sintetizzare un gran numero di proteine che hanno funzioni specifiche.

Ad esempio la cpacità di scindere il lattosio è possibile grazie al gene che codifica per la lattasi, un enzima che ha il compito di scindere il disaccaride. Se c’è un problema legato a tale gene, si determinerà un deficit enzimatico che causerà una specifica intolleranza al lattosio.

Ci sono tuttavia altri tipi di errori dovuti al fatto che le cellule replicano in continuazione, la possibiliotà di un errore nella trasmissione delle informazioni è elevata. Non a caso l’organismo dispone di tutta una serie di meccanismi per riparare gli eventuali errori e, nel caso non fosse possibile, sopprimere o indurre all’apoptosi (suicidio altruistico)la cellula dannaggiata.

Non sempre questo meccanismo è così efficace, e capita che alcuni errori non vengano corretti. Sono sufficienti piccoli errori per generare modifiche enormi che vanno sotto il nome di mutazioni. Sebbene le mutazioni creino problemi e siano perfino incompatibili con la vita del soggetto, queste permettono anche la nascita di soggetti che meglio si adattano all’ambiente, creando una evoluzione della specie che si trasmette alle successive generazioni.

Di norma tutti conosciamo eventi negativi che possono determinare mutazioni avverse, molti di questi sono connessi con gli stili di vita, e in particolare con alimentazione e attività fisica.

Quello che mangiamo può interagire con i meccanismi di riparazione del DNA prevenendo la nascita di gravi anomalie come i tumori. Alcune carenze nutrizionali possono di fatto mimare delle mutazioni avverse perché non partecipano alla riparazione del DNA. Si tratta soprattutto di prodotti antiossidanti, vitamina C, resveratrolo, i fitochimici e i polifenoli in genere, come carotenoidi, tannini, ecc.

Altre volte è la presenza di elementi che inducono alterazioni a promuovere un problema, come nitriti, nitrati, idrocarburi policiclici aromatici, acrilammide, tutto questo promuove la nascita di mutazioni ed eventi avversi. Lo stesso accade con l’attività sportiva, dove ad esempio un eccesso di radicali liberi può favorire l’ossidazione delle membrane cellulari, portare a delezioni mitocondriali, e naturalmente interferenze di tipo genetico.

Viceversa buoni livelli di attività fisica innescano un maggiore adattamento a questi prodotti e anzi migliorano i sistemi enzimatici di risposta, migliorando e prevenendo la salute del soggetto. La cosa più interessante legata ad alimentazione e attività fisica resta correlata alla loro capacità di operare silenziando o riattivando l’espressione genica, in pratica agiscono come interrittori sul DNA.

Proprio la nutrigenetica e la nutrigenomica studiano le ripercussioni dell’alimentazione sul genoma umano. Quando si sente parlare di curcumina, caffeina, ecc. sono ad esempio anche questi prodotti che, sebbene ad uno stadio sperimentale, possono agire proprio in tale direzione.

Lo fanno inserendo o eliminando (a seconda dei prodotti presi in considerazione) un ostacolo che impedisce la lettura di uno specifico gene, e non permette quindi la sua espressione. Si parla tecnicamente di metilazione. Anche lo stress ossidativo citato prima, ha i medesimi effetti ed è capace di azioni di up e down regolazione. Questa regolazione avviene in buona sostanza con azioni di metilazione (creano un ingombro sulla citosina), mediante RNA non codificanti, e attraverso il rimodellamento della cromatina.

Uno dei problemi maggiori quando si utilizza anche un banale prodotto alimentare (integratori) con alte concentrazioni di principi attivi, rimane l’imprevedibilità della soggettiva risposta, potendo agire in modo non del tutto prevedibile a livello genico individuale.

Esempi semplici di come l’attività fisica può agire in termini epigenetici riguardano l’espressione di specifici trasportatori del colesterolo, non a caso –tralasciando altri elementi metabolici- l’attività fisica agisce in termini di riduzione del rischio cardiaco e aterosclerotico. Esercita quindi un diretto effetto demetilante attivando espressioni geniche viceversa silenziate.

L’azione demetilante dell’attività fisica stimola l’incremento di proteine coinvolte nel metabolismo lipidico, e numerosi studi su gemelli omozigoti lo confermano.

Obesità materna e paterna, o altri stili di vita come il fumo, si trasmettono alla prole sino alla terza generazione, ed è questo un meccanismo evolutivo connesso con l’intento della natura di preparare preventivamente la prole all’ambiente che troverà alla nascita.

In termini estensivi infine, si parla di epigenetica anche in rapporto al microbiota intestinale, estensivo nel senso che si tratta di una parte rilevante del corpo, classificabile come organo accessorio, che comunica per altro con i medesimi mediatori chimici del sistema nervoso. I batteri che colonizzano l’area intestinale hanno naturalmente un loro patrimonio genetico, definito microbioma, ritornando ancora una volta a concetti di natua genetica.

Video dell’evento CorporeSapiens con il mio intervento sulla modifica dell’assetto genetico attraverso alimentazione e allenamento

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