L’invecchiamento è associato a un declino generalizzato in tutte le funzioni fisiologiche, e tra i 30 e 70 anni, si osserva una riduzione del 25-30% nella maggior parte delle funzionalità. Sfortunatamente, questa condizione fisiologica diventa clinicamente rilevante in oltre il 25% delle persone anziane di 85 anni, classificata come “fragilità”. Questa condizione è definita come uno stato di maggiore vulnerabilità, associato a scarsa risoluzione dell’omeostasi dopo un evento stressante, aumentando così il rischio di esiti avversi. In altre parole, un insulto omeostatico anche piccolo, come un’infezione, si traduce in cambiamenti sproporzionati nella salute del soggetto. Il declino fisiologico della funzione dei muscoli scheletrici con l’invecchiamento, indicato come “sarcopenia”, è caratterizzato da una progressiva perdita di prestazioni neuromuscolari, scheletriche e massa muscolare, con un’alterazione della funzione delle cellule staminali associato alla perdita di forza.
La disfunzione mitocondriale è fortemente implicata nel processo di invecchiamento. Molti studi hanno dimostrato che una perdita di integrità mitocondriale comporta sia l’inizio che la progressione di molti problemi di salute: neuromuscolari, metabolici e cardiovascolari. I mitocondri sono organelli intracellulari il cui compito principale è quello di fornire il fabbisogno energetico cellulare. Oltre alla sintesi di ATP, sono coinvolti in meccanismi come: apoptosi, trascrizione, traduzione e replica del mtDNA. Si conosce, in letteratura, che l’esercizio aerobico e l’esercizio di forza, condizionano la funzione mitocondriale. L’inattività fisica accelera il catabolismo muscolare, la disfunzione mitocondriale e stress ossidativo, con riduzione della capacità aerobica. Questi problemi possono portare a un “circolo vizioso” dove le persone anziane diventano sempre più sedentarie nel tempo.
RISPOSTE MITOCONDRIALI ALL’ESERCIZIO FISICO
Sia l’esercizio fisico acuto che cronico, influisce sul contenuto mitocondriale. Gli adattamenti riportano una vasta gamma di cambiamenti strutturali e funzionali, come un aumento del contenuto e del volume proteico. È stato proposto che la perdita del meccanismo di autofagia, dovuto all’età, porta ad un accumulo di mitocondri danneggiati, che promuovono la morte cellulare e l’infiammazione sistemica. La ricerca spiega che l’esercizio fisico aumenta i livelli di IGF-1 / MAPK. I percorsi MAPK regolano diversi processi che vanno dalla proliferazione, differenziazione, fino all’apoptosi. Un aumento dell’attività MAPK dopo l’esercizio fisico è un importante regolatore genico, reponsabile degli effetti benefici sull’invecchiamento dei muscoli scheletrici. Un declino della funzione mitocondriale, incluso un’alterazione della biogenesi, non solo mette in pericolo le prestazioni della cellula ma da anche luogo ad infiammazione sistemica e riduzione dei fattori di crescita (come IGF-1), associati all’invecchiamento, portando più velocemente, a senescenza e morte cellulare.
L’esercizio fisico stimola anche enzimi coinvolti nella β-ossidazione, ciclo dell’acido tricarbossilico e il sistema di trasporto degli elettroni. Di conseguenza, la capacità ossidativa del muscolo scheletrico potrebbe aumentare, fino al 40% in risposta all’esercizio fisico. Aumenti della capacità respiratoria sembrano essere spiegati da una maggiore espressione di enzimi mitocondriali che facilitano il metabolismo aerobico. Inoltre, le alterazioni specifiche nel sistema di trasporto degli elettroni, dipendono dall’intensità dell’esercizio. Il flusso di elettroni e la capacità ossidativa, sembrano migliorare di più con l’esercizio fisico e questo miglioramento è indipendente dall’intensità di allenamento (che sia alta intensità HIT o semplice forza). Si registra anche che dopo l’esercizio fisico, la capacità del sistema di trasporto degli elettroni, migliora. Questa fase, migliora del 25%, molto di più in risposta all’H.I.T. Coattivatore della PGC-1α, è un regolatore centrale, esercizio-indotto, e la sua espressione è attivata dalle chinasi che includono la proteina (MAPK) e (AMPK). Insieme ai fattori respiratori nucleari 1 e 2 (NRF-1/2) e recettore α (ERRα) correlato agli estrogeni, la PGC-1α attiva un certo numero di geni coinvolti nella fosforilazione ossidativa, ossidazione degli acidi grassi e capacità antiossidante. È importante notare che la PGC-1α, sovra-regola la trascrizione mitocondriale A(Tfam), responsabile dell’espressione della subunità ETC codificata dal mtDNA. Diverse prove hanno collegato la PGC-1α con il mantenimento della massa muscolare. Il contenuto di PGC-1α è correlata positivamente con la capacità ossidativa e lo stato di allenamento.
I mitocondri sono altamente sensibili alle sostanze contrattili rilasciate nel muscolo dopo l’esercizio fisico, promuovendo la biogenesi e aiutando a mantenere la salute cellulare. Diversi studi hanno riportato che un aumento nella biogenesi mitocondriale, si ottenga più con un aumento del volume di allenamento, piuttosto che dell’intensità. Il complesso IV, che è l’accettore di elettroni nella fosforilazione ossidativa (fase finale della respirazione cellulare), può aumentare la sua capacità enzimatica nel ridurre la perdita di elettroni, portando ad una minore produzione di ROS. L’esercizio di forza, provoca un sovraccarico muscolare, con conseguente ipertrofia e processi di riparazione, che porta le cellule satellite a fondersi per rigenerare le fibre. Di recente, Spendiff et al., hanno dimostrato che nei pazienti con miopatie mitocondriali, le cellule satellite hanno processi paragonabili a quelli osservati nei muscoli in attività ma nel senso della distruzione. Quindi, la strategia di “spostamento del gene” indotta dall’esercizio fisico di forza, è probabilmente un intervento adeguato in pazienti con miopatie, in quanto può invertire il processo.
Il mitocondrio sembra adattare e compensare la sua struttura in base al tipo di stress motorio applicato. Ad esempio aumenti di densità del volume mitocondriale, riflettono una migliorata capacità di ossidare il grasso e quindi risparmiare i depositi di carboidrati. Viceversa, un esercizio fisico intenso, di potenza, induce un globale miglioramento della capacità respiratoria mitocondriale. Di conseguenza si evidenzia l’importanza di alternare intensità e / o durata del training, al fine di massimizzare la funzione mitocondriale.
Le attuali raccomandazioni dell’ACSM presuppongono che i soggetti adulti / anziani possono tranquillamente partecipare a programmi di allenamento regolari (aerobici e di forza). In breve, l’esercizio fisico dovrebbe essere prescritto a tutti. Non solo per migliorare l’efficienza fisica, ma anche per aiutare le persone anziane nel mantenere l’indipendenza, salute e longevità.
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