Il sistema endocrino ha importanti effetti regolatori nel corpo umano, infatti ha la capacità di controllare e mantenere la corretta funzione dei sistemi fisiologici attraverso l’azione degli ormoni. Inoltre, l’esercizio fisico come fattore di stress può interrompere questo stato di equilibrio influenzando e amplificando la funzione degli stessi ormoni.

Gli ormoni del sistema endocrino agiscono attraverso modalità particolari endocrine, paracrine, autocrine e intocrina. Vediamo di seguito quali sono le loro caratteristiche per poi approfondire l’aspetto sull’esercizio fisico.

I differenti tipi di secrezione degli ormoni

Il rilascio di ormoni avviene da parte di specifiche sedi cellulari all’interno degli organi e delle ghiandole che li producono.

Generalmente vengono sintetizzati mediante una serie di reazioni chimiche e vengono secreti in seguito a segnali meccanici oppure neuronali. Infatti, questi  segnali rendono possibile una regolazione molto precisa delle quantità di ormoni che vengono rilasciati.

La secrezione endocrina avviene riversando gli ormoni nel flusso ematico, che agisce da principale mezzo di trasporto dalla ghiandola alla cellula bersaglio.

Invece, la secrezione paracrina è quella in cui l’ormone viene rilasciato in un’area definita allo scopo di interagire con le cellule bersaglio presenti nelle vicinanze, senza alcun trasporto nel flusso ematico.

Infine, la secrezione autocrina è quella che vede il rilascio dell’ormone da una cellula, ad esempio da una cellula muscolare, che sarà stimolata dall’ormone che essa stessa ha rilasciato (Kraemer, Fleck & Deschenes 2011).

Oltre ai tre principali stimoli descritti sopra, vi è un quarto tipo di rilascio ormonale denominata intocrina.
In questo caso l’ormone viene prodotto da una cellula nella quale rimane stabilmente e sulla quale agisce.

Infine, un ormone che può agire in tutte le modalità – endocrina, paracrina, autocrina e intocrina – è il fattore di crescita insulino-simile-I (IGF-1), prodotto da numerosi tipi di cellule e tessuti (Kraemer, Fleck & Deschenes 2011).

La risposta endocrina all’esercizio fisico acuto

La risposta endocrina ad una sessione di allenamento acuta si verifica con delle fasi la cui grandezza dipende dall’intensità o dal volume di lavoro svolto.

I meccanismi fisiologici responsabili di queste risposte sono numerosi, sebbene non tutti siano completamente compresi o chiariti. La stimolazione ormonale acuta in relazione all’esercizio fisico induce differenti reazioni:

• Stimolazione cardiovascolare;
• Mobilizzazione dei substrati energetici;
• Mantenimento dell’idratazione;
• Regolazione dello stimolo stressogeno.

Inoltre, molte di queste risposte ormonali sono tra loro altamente correlate, infatti per aiutarci a capire questo punto è utile conoscere il modello HERM (Hormonal Exercise Response Model) (Hackney 2006). Questo modello ci illustra come la risposta ormonale all’esercizio fisico sia divisa in tre fasi principali.

La risposta ormonale all’esercizio fisico: la fase 1 del modello HERM

La prima fase vede un’attivazione del sistema nervoso simpatico che rilascia catecolamine (norepinefrina) direttamente verso il tessuto bersaglio, così come anche a livello circolatorio. Questo fenomeno è meglio conosciuto come “spillover effect”, tradotto letteralmente: effetto di riversamento.

Ancora , questo fenomeno è ulteriormente amplificato dalla connessione simpatica con la ghiandola midollare surrenale che a sua volta aggiunge una risposta catecolaminergica (epinefrina) a livello circolatorio.

Simultaneamente a questo stimolo vi è una inibizione della secrezione di insulina, mentre viene stimolata la secrezione di glucagone. Questo intero processo si traduce in un sistema feedforward a livello nervoso centrale.

La risposta ormonale all’esercizio fisico: la fase 2 del modello HERM

Nella seconda fase l’ipotalamo inizia a secernere thyrotropin-releasing factor, corticotropin-releasing factor e growth hormone-releasing factor. Di conseguenza l’ipofisi anteriore produce gli ormoni specifici che a loro volta inizieranno ad agire sui tessuti target, così, le ghiandole periferiche rilasceranno ulteriori ormoni.

Una delle più rapide risposte avviene con la cascata ormonale nella quale l’ormone adrenocorticotropo provoca il rilascio di cortisolo!

La risposta ormonale all’esercizio fisico: la fase 3 del modello HERM

Quando l’esercizio fisico si protrae nel tempo si innescherà la terza fase della stimolazione ormonale.

Infatti, gli effetti della seconda fase vengono aumentati oltre che dal maggior stimolo dell’ipofisi anteriore, ma anche dall’azione dell’ipofisi posteriore. Pertanto saranno rilasciati: l’ormone antidiuretico, l’ormone della crescita e la prolattina.

Inoltre, vi sarà uno stimolo periferico delle ghiandole endocrine subordinate alla regolazione pituitaria con secrezione di testosterone, T3, T4 e IGF-1.

Dato che vi sarà uno spostamento dei liquidi a livello tissutale a causa della dissipazione di calore e della sudorazione, anche il sistema renina-angiotensina-aldosterone verrà interessato inducendo una vasocostrizione con riassorbimento dell’acqua.

Ancora, ci sarà un rilascio di citochine da parte del muscolo scheletrico, ad esempio l’interleuchina-6, che indurranno la mobilizzazione dei substrati energetici.

Infine, si può concludere affermando che la risposta nelle prime due fasi dell’allenamento è prettamente di tipo neurale. Infatti, solo nella terza fase ci sarà un reale incremento nella risposta ormonale e umorale del sistema endocrino che potrà indurre dei cambiamenti nell’ambiente interno (Hacney & Lane 2015).

La risposta endocrina all’esercizio fisico cronico

L’esercizio fisico cronico non elimina la risposta acuta all’esercizio, ma può attenuarne l’effetto complessivo mentre il corpo si adatta in modo positivo allo stimolo allenante.

La risposta cronica comporta un adattamento sempre minore agli stimoli allenanti, il che non significa che l’atleta non migliorerà più, ma la crescita tenderà a diminuire sempre più. In altre parole, ci sarà sempre una risposta ormonale e nervosa all’allenamento, che dovrà essere regolata e gestita in base alla programmazione annuale, in modo da evitare di sfociare nell’overtraining.

Purtroppo un’eccessiva intensità o un eccessivo volume di allenamento possono portare a un adattamento non ottimale. Infatti, si verificheranno risposte ormonali endocrine inadeguate che possono sfociare nella sindrome da sovrallenamento.

In realtà i meccanismi che portano a uno stato deleterio non sono ancora ben compresi e richiedono ulteriori approfondimenti (Hacney & Lane 2015).

La pulsatilità: ritmi circadiani e intensità dell’esercizio fisico

La maggior parte degli ormoni mostra nei propri schemi di rilascio un’oscillazione regolare. Di conseguenza le risposte fisiologiche all’attività fisica eseguita nelle diverse ore del giorno rispecchiano una simile variabilità giornaliera.

Infatti, la secrezione di alcuni ormoni come l’insulina e il GH avviene in modo pulsatile con il rilascio di grandi quantità in breve tempo, effetto conosciuto con il nome di burst. Ad esempio, al mattino i livelli di GH sono bassi raggiungendo il picco più tardi durante il giorno e alla sera.

Si ritiene che questa pulsatilità stimoli una più efficace segnalazione ormonale, e tale fenomeno può essere influenzato da numerosi fattori tra i quali anche l’intensità dell’esercizio fisico (Pritzlaff et al. 1999).

La stimolazione autocrina legata all’allenamento

Come descritto sopra sappiamo che non tutte le segnalazioni ormonali agiscono mediante la classica via endocrina dove l’ormone è rilasciato direttamente nel sangue.

Infatti, quando le fibre muscolari vengono attivate dall’esercizio fisico, gli stimoli meccanici di produzione della forza provocano il rilascio, da parte del muscolo stesso, di MGF (Mechano Growth Factor). Quando ciò avviene, questi ormoni si legano ai recettori della stessa fibra muscolare stimolando i segnali che regolano la sintesi proteica.

Infine, possiamo affermare che un esercizio come lo squat  eseguito in forza potrebbe provocare il rilascio di ormoni a livello autocrino piuttosto che endocrino (Kraemer, Fleck & Deschenes 2011).

A cura del Dottor Samuele Cravanzola

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BIBLIOGRAFIA – REFERENCES:

1. Hackney, A. C. (2006). Exercise as a stressor to the neuroendocrine system. Medicina, 42(10):788-797.
2. Hackney, A. C., & Lane, A. R. (2015). Exercise and the regulation of endocrine hormones. In Progress in molecular biology and translational science (Vol. 135, pp. 293-311). Academic Press.
3. Kraemer, W. J., Fleck, S. J., & Deschenes, M. R. (2011). Exercise physiology: integrating theory and application. Lippincott Williams & Wilkins.
4. Pritzlaff, C. J., et al. (1999). Impact of acute exercise intensity on pulsatile growth hormone release in men. Journal of Applied Physiology, 87(2), 498-504.