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Autore: AutoreRossella Pruneti
Inserito da: Inserito daRossella   Data:Data di inserimento 2005-01-04 00:07
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MUSCOLI DI RICAMBIO
Biotecnologie. Fattori di crescita. Protesi.
Per curare i traumi pi? gravi. E tornare campioni.


Di Rossella Pruneti


?Nel 752 a.C., l?imperatrice giapponese Koken scrisse una lirica in onore dell?eupatoria, le cui foglie in estate diventano di un colore giallo accesso. Poco tempo fa, per?, alcuni scienziati hanno dimostrato che si trattava di un?illusione, perch? il bel colore dell?eupatoria ? dovuto a una malattia infettiva della pianta. Dal mio punto di vista, comunque, questo non dovrebbe diminuire il piacere n? per la poesia n? per la pianta. Ho notato che gran parte della bellezza del mondo nasce in risposta a una ferita?.


Nei circoli accademici c?? un grande interesse per la crescita muscolare.

Questi scienziati non parlano di serie e carichi, insomma di tecnica e fisiologia dell?allenamento, ma proprio di principi fisiologici a livello cellulare, quindi di ?cellule staminali miogene?, ?fattori di crescita?, ?carico meccanico?, ?mionucleazione? e molti altri elementi della muscolatura che non si vedono ad occhio nudo. ? un ?fantastico viaggio? a livello microscopico per trovare soluzioni per tessuti e cellule infortunati o catabolizzati a causa di malattie in cui un tipo di cellule muore (morbo di Parkinson, morbo di Alzheimer, malattie cardiache, una forma di diabete, ...) e anche di malattie in cui un certo tipo di cellula non funziona regolarmente (immunodeficienze congenite, per esempio) o semplicemente per un trama da sport.

Queste ricerche vertono sulle cellule staminali, straordinaria risorsa della biomedicina del futuro, una carta tutta da giocare in campo terapeutico nella guerra ai tumori, alle patologie autoimmuni e degenerative che attendono una cura e per coltivare i costituenti di base di ogni tessuto che possediamo in maniera da ripararlo e migliorarlo.

In pratica quasi ogni settore della medicina ? o pu? essere interessato, rivoluzionato, migliorato da questi studi. Perfino ogni settore dello sport. Qui per? non sappiamo quando lo faranno o se gi? l'abbiano fatto davvero, ma il bodybuilding sta alla scienza come certi cartoni animati alle leggi della fisica... ricordate le cadute del coyote gi? dai canyon? Iperboli della fantasia, messaggi di un meraviglioso mondo dell?eccesso, eppure divertente, spettacolare, pionieristico. Impossibile? Astruso? Fantascientifico? Forse, in parte.

Prima Parte:
Cellule staminali miogene e bodybuilding


Le cellule staminali sono le cellule presenti all?inizio dello sviluppo del corpo di un animale o di un essere umano (nell?embrione). Forniscono non solo le cellule che ci costituiscono, dall?ovulo fecondato al complesso organismo che diventiamo, ma anche quelle che ci riparano. Hanno la possibilit? di svilupparsi producendo qualunque cellula del corpo (per questo viene loro attribuita la propriet? di essere ?totipotenti?), o di un muscolo, o del fegato, o del cervello.

Progressivamente, mentre l'embrione cresce, le cellule si specializzano, in modo che quelle che danno origine a muscoli perdono, o riducono, la possibilit? di dare origine, per esempio al cervello.

Le cellule satellite sono cellule staminali miogene, ossia cellule staminali che sono coinvolte nella formazione o rigenerazione della muscolatura scheletrica dopo una lesione, un allungamento tipo stretching o una sessione intensa con i pesi.

In particolare, come creano o rigenerano la muscolatura?

Crescita muscolare: dove entrano in gioco le cellule satellite?

I meccanismi dell?ipertrofia del muscolo scheletrico sono collegati strettamente alle cellule satellite.

Le cellule satellite danno origine ad altre nuove cellule mioblastiche (cellule muscolari immature o cellule ?pre-muscolari?) attraverso proliferazione (si riproducono) e la conseguente differenziazione, ossia la propria divisione cellulare (mitosi), per diventare una precisa cellula di un dato tipo.
Una volta che abbiamo questi mioblasti, materiale per la riparazione e la crescita, come si usano?

Possono unirsi (?fondersi?) con una fibra muscolare esistente (danneggiata per lesione o per lo stimolo allenante intenso) facendola ingrossare (ipertrofia) oppure possono unirsi tra cellule mioblastiche e creare una nuova fibra muscolare di sana pianta (iperplasia).
In entrambi i casi aumenta il numero dei nuclei nella nuova cellula. Il numero di nuclei presenti in una cellula muscolare determina direttamente la sua capacit? di sintetizzare le proteine, compresi i recettori per gli androgeni. Esiste un limite preciso al rapporto citoplasma/nucleo, ossia al volume di una cellula in relazione al numero di nuclei che contiene.4

Ogni volta che un muscolo cresce in risposta allo stimolo allenante c?? un incremento coordinato del numero di nuclei e della sezione trasversale della fibra muscolare (CSA). Se le cellule satellite sono impedite nella donazione dei nuclei, il muscolo non cresce anche se sovraccaricato dall?allenamento.5, 6

Semplificando un po?, ? questa l?importanza delle cellule staminali nell?ipertrofia muscolare. Sono un passo necessario, un vero e proprio prerequisito, ma per essere reclutate e stimolate a cedere i nuclei (mionucleazione) richiedono un allenamento coi pesi efficace e costante, ampie quantit? di nutrienti e, molto importante, tempo. Secondo alcuni studi i meccanismi sono aiutati perfino da farmaci e integratori.


Cellule satellite e steroidi anabolizzanti


Quando nel quadro entrano gli steroidi anabolizzanti, come avviene la crescita muscolare?

? Aumento della sintesi proteica.
? Aumento dell?attivit? dei fattori di crescita (es. GH, IGF-1, ecc.).
? Aumento delle fibre muscolari per loro nuova formazione.
? Aumento dell?attivazione delle cellule staminali miogene (cellule satellite).
? Aumento del numero dei nuclei nelle fibre muscolari (per mantenere il rapporto tra nucleo e citoplasma).

In pratica pare da alcuni studi5 che l?uso degli steroidi anabolizzanti potenzi l?attivazione delle cellule satellite.

Sembra pi? probabile che una maggiore attivazione delle cellule satellite per mezzo del testosterone richieda l?IGF-1. Gli androgeni che aromatizzano aumentano l?IGF-1 e la sensibilit? delle cellule satellite ai fattori di crescita.3 Stimolando la fusione delle cellule satellite alle fibre esistenti, risulta maggiore il numero dei nuclei e di conseguenza la capacit? della cellula di sintetizzare proteine. Quindi valori elevati di testosterone (ed esteri del testosterone) aumentano il numero di nuclei e con questo il totale di recettori per gli androgeni in ogni fibra muscolare.

Lo stanazololo, invece, pur stimolando la sintesi proteica legandosi ai recettori nei nuclei esistenti, non eleva i livelli dei fattori di crescita e pertanto non attiva le cellule satellite.

Integratori e cellule satellite
Uno studio6 ha indagato gli effetti di un popolare integratore alimentare, la creatina, sull?attivit? delle cellule satellite, sulla crescita muscolare e sull?ipertrofia compensatoria.

Lo studio ha confermato che l?integrazione di creatina aumenta il numero di nuclei donati dalle cellule satellite se abbinata ad un sovraccarico funzionale ossia allo stimolo dell?allenamento coi pesi.

? chiaro ormai come sia importante per l?ipertrofia muscolare il processo con cui le cellule satellite aggiungono i nuclei alle cellule muscolari da rigenerare. Un?ulteriore conferma dell?utilit? di questo integratore e forse un?indicazione che non agisce solamente attirando ed intrappolando l?acqua nei tessuti muscoli.

La produzione di cellule staminali per i muscoli

Intanto i ricercatori lavorano con i ?bioreattori? per trovare metodi con cui produrre su larga scala le cellule staminali derivate da muscolatura di mammiferi (Mammalian Muscle Derived Stem Cells o MDSC).

I compiti sono soprattutto due:

1) sviluppare il giusto mix di sostanze nutritive, ormoni e fattori di crescita per espandere il numero di cellule staminali derivate dai muscoli;
2) sviluppare procedure e protocolli corretti per le condizioni di crescita e l?espansione ottimale delle cellule staminali derivate dai muscoli.
I bodybuilder lavorano in palestra e, a ben guardare, neanche loro paiono lontani da quei metodi e da quei risultati.

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Fibra muscolare: qualsiasi cellula del tessuto muscolare o cardiaco.
Miogeno: ? chiamato cos? tutto ci? che ha origine nel tessuto muscolare.
Mioblasto: cellula embrionale dalla quale si origina una cellula delle fibre muscolari.


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BIBLIOGRAFIA

1) Phelan JN, Gonyea WJ. Effect of radiation on satellite cell activity and protein expression in overloaded mammalian skeletal muscle. Anat. Rec. 247:179-188, 1997

2) Rosenblatt JD, Parry DJ., Gamma irradiation prevents compensatory hypertrophy of overloaded extensor digitorum longus muscle. J. Appl. Physiol. 73:2538-2543, 1992

3) Rosenblatt JD, Yong D, Parry DJ., Satellite cell activity is required for hypertrophy of overloaded adult rat muscle. Muscle Nerve 17:608-613, 1994

4) Hespel P, Op't Eijnde B, Van Leemputte M, Urso B, Greenhaff PL, Labarque V, Dymarkowski S, Van Hecke P, Richter EA. Oral creatine supplementation facilitates the rehabilitation of disuse atrophy and alters the expression of muscle myogenic factors in humans. J Physiol. 2001 Oct 15;536(Pt 2):625-33

5) Kadi F, Eriksson A, Holmner S, Thornell LE Department of Integrative Medical Biology, Umea University, Sweden, Effects of anabolic steroids on the muscle cells of strength-trained athletes, Med Sci Sports Exerc 1999 Nov;31(11):1528-34

6) Dangott B, Schultz E, Mozdziak PE. Dietary creatine monohydrate supplementation increases satellite cell mitotic activity during compensatory hypertrophy. International Journal of Sports Medicine 2000 Jan;21(1):13-6.

Siti Web di riferimento:

National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases: http://www.niams.nih.gov

Pharmaceutical Production Research Facility, Department of Chemical Engineering University of Calgary: http://ench.ucalgary.ca/~pprf/

Stem Cell Network: http://www.stemcellnetwork.ca