GLI EFFETTI DELL'ALLENAMENTO COI PESI SULLE OSSA

Autore articolo: Daniel Scotto di Luzio - studente di medicina

Il tessuto osseo è un connettivo, caratterizzato da una componente cellulare (cellule osteoprogenitrici, osteoblasti, osteociti ed osteoclasti) e da una matrice extracellulare (ECM), la quale, considerando tale tessuto, può essere definita matrice mineralizzata; è proprio la ECM a determinare le caratteristiche tipiche delle ossa: notevole durezza e resistenza alla tensione ed alla compressione. Queste a loro volta permettono al sistema scheletrico di svolgere diverse funzioni, tra cui, le più importanti: protezione di organi molli e del sistema nervoso, funzione di sostegno e di movimento.

La matrice extracellulare mineralizzata, così come riportato precedentemente, determina la durezza dell’osso, permettendo al sistema scheletrico di svolgere varie funzioni, ma cosa costituisce questa ECM? E’ innanzitutto possibile distinguere una componente organica ed una inorganica: la prima è a sua volta determinata, per il 90-95%, da fibre collagene di tipo I che costituiscono l’impalcatura della stessa matrice; il restante 5-10% è occupato da proteine non collageniche (proteoglicani e glicoproteine). La componente inorganica o minerale è costituita da sali di fosfato di calcio e di carbonato di calcio sotto forma di cristalli di idrossiapatite, e da tracce di magnesio, fluoro e cloro. La densità della matrice mineralizzata è determinata da un equilibrio presente tra due processi, che prevedono il riassorbimento di osso per azione degli osteoclasti e la sua nuova deposizione per azione degli osteoblasti; i due processi, di riassorbimento e neoformazione di osso, sono strettamente coordinati e bilanciati al fine di mantenere l’integrità ossea. L’insieme dei due processi prende il nome di rimodellamento osseo ed avviene in maniera fisiologica durante l’intera durata della vita. Gli osteociti possono vivere anche per decenni, al termine dei quali è necessaria una sostituzione: è qui che interviene il processo di rimodellamento osseo.

La vitalità e la sopravvivenza degli osteociti è di estrema importanza per garantire il mantenimento della massa ossea; è stato infatti dimostrato, che quando gli osteociti vanno incontro ad apoptosi durante l’invecchiamento (o per un evento traumatico, ad esempio nelle fratture), la matrice della regione in cui risiedono, si indebolisce, determinando la formazione di microlesioni. Questo effetto è determinato dalla liberazione di “Corpi apoptotici”, responsabili della stimolazione degli osteociti vitali vicini a secernere la citochina RANKL, la quale induce la formazione di nuovi Osteoclasti, e di conseguenza il riassorbimento della matrice ossea intorno all’osteocito apoptotico. In condizioni fisiologiche, ad una fase di riassorbimento ne segue sempre una di deposizione di nuova matrice per opera degli osteoblasti; quando però il numero di osteociti apoptotici è elevato, come nel caso di un osso invecchiato, è altrettanto elevata la produzione di RANKL, che determina un eccesso di riassorbimento della matrice ossea ripetto alla sua neodeposizione, e di conseguenza un aumento di microlesioni ossee. In queste condizioni può manifestarsi una condizione nota come osteoporosi, caratterizzata da una diminuzione della massa ossea e aumento di rischio di frattura.

Un ruolo chiave nella prevenzione dell’osteoporosi è determinato dal carico meccanico in generale, che può essere ampiamente ricercato nello sport. E’ stato infatti osservato che la funzione principale degli osteociti, è quella di meccanosensori, capaci di rilevare variazioni di carico meccanico (quali quelle esercitate sull’osso durante l’attività fisica). Come risposta a tale stimolo, l’osteocito è in grado di influenzare l’intero processo di rimodellamento osseo andando a modulare la produzione di un potente inibitore della formazione di tessuto osseo, la Sclerostina: il legame di tale glicoproteina con il proprio recettore, inibisce l’attivazione del segnale di WNT, e quindi la secrezione del fattore RUNX2, che è indispensabile per la differenziazione e l’attività degli osteoblasti e quindi per la formazione ossea. Il ruolo del carico meccanico è quello di ridurre l’espressione di Sclerostina, favorendo così la formazione di nuovo osso. Al contrario, in condizioni di ridotto carico meccanico (come accade in condizioni di sedentarietà o in condizioni di microgravità nello spazio), l’espressione di Sclerostina è elevata e quindi la formazione ossea è inibita. Tale condizione determina una riduzione di massa ossea che può portare all’insorgenza dell’osteoporosi.

Cosa cosa bisogna fare quindi?

Risulta chiaro che al fine di cercare di prevenire l’insorgenza di tale condizione, è bene sfruttare al meglio l’attività motoria in generale. La prevenzione deve iniziare nell’età dello sviluppo e giovanile e deve essere mantenuta con costanza fino all’età critica; risulta quindi essenziale un programma di allenamento indirizzato al miglioramento della BMD (Bone Mass Density o densità della massa ossea), in particolare degli arti inferiori, delle anche e del rachide, le zone in media più colpite. Per sfruttare l’azione preventiva del fitness contro l’osteoporosi, è necessario che l’allenamento sia programmato in modo tale da generare adeguate sollecitazioni a livello osseo, non solo da un punto di vista quantitativo, ma anche qualitativo in termini di frequenza ed intensità; il tessuto osseo risponderà allo stimolo con un adattamento specifico ai carichi a cui è sottoposto, aumentando la propria densità e resistenza. Stimoli meccanici determinati da esercizi con carichi elevati ed un numero relativamente basso di ripetizioni, possono avere un grande effetto sulla massa ossea, più delle attività con carichi leggeri e movimenti ciclici; ad ogni modo, anche gli esercizi “Cardio” possono determinare un adattamento funzionale dell’osso. Come concetto generale va compreso che, al fine di indurre adattamenti rilevanti a livello del tessuto osseo, tanto più lo stimolo meccanico è ridotto, maggiore è la frequenza necessaria con la quale questi stimoli dovranno susseguirsi per indurre una azione osteogenica rilevante; quindi maggiore è lo stimolo meccanico, minore sarà la frequenza necessaria con la quale questi stimoli dovranno susseguirsi.

In ogni caso, non bisogna perdere di vista la priorità e l’importanza da attribuire alle tecniche di esecuzione ed alle posizioni assunte durante i vari esercizi, in modo da ridurre al minimo il rischio di infortuni.

FONTI BIBLIOGRAFICHE:

- Bonewald LF. 2011: The amazing osteocyte.

- Usha Kini and B.N.Nandeesh. 2012. Physiology of Bone Formation, Remodeling, and Metabolism.

- Daly RM et al. Climacteric. 2017. Exercise and nutritional approaches to prevent frail bones, falls and fractures: an update.

- M Sinaki. Exercise and Osteoporosis.