«Non esiste una pillola per l'esercizio fisico», o sbaglio?

Lo stile di vita moderno e i progressi tecnologici hanno liberato l'essere umano dal lavoro fisico pesante. Ciononostante, l'esercizio fisico è fondamentale per la nostra salute (muscolo-scheletrica). La mancanza di esercizio fisico porta alla perdita di massa muscolare e di forza. Allo stesso tempo, la densità ossea diminuisce e ciò può portare all'osteoporosi. Inoltre, la mancanza di movimento è associata a malattie come quelle cardiovascolari, all'aumento del rischio di ictus e al diabete. Ciò rende la mancanza di movimento un fattore di rischio significativo per la morte prematura. L'onere socio-economico dei trattamenti per queste malattie sul nostro sistema sanitario è enorme. Nel rapporto sullo stato dell'esercizio fisico dello scorso anno, l'OMS ha stimato che la mancanza di movimento costa 27 miliardi di dollari all'anno in tutto il mondo. Per il 2030 si prevedono costi globali di 300 miliardi di dollari [5]. Solo il diabete ha causato costi di 4,9 miliardi di dollari in Svizzera nel 2021 [6]. Lo sport è quindi una terapia efficace e molto economica, sia per la salute personale che per il settore sanitario pubblico. Purtroppo, lo sport non può essere prescritto a tutti. Nei pazienti affetti da demenza o nelle persone già costrette a letto, sarebbe auspicabile una terapia farmacologica. Questa motivazione ha spinto un gruppo di ricercatori giapponesi a cercare un metodo che imitasse gli effetti dell'esercizio fisico [7].

Alla ricerca di un intervento terapeutico appropriato

Lo sport rafforza i muscoli e le ossa, dato che le cellule muscolari e ossee si riproducono. Per trovare un approccio terapeutico, i ricercatori hanno sviluppato un sistema in cui sono stati studiati i cambiamenti nelle cellule muscolari e ossee. Questi cambiamenti sono stati poi quantificati. Per prima cosa hanno studiato le cellule muscolari e tra 296 composti chimici ne hanno trovati otto che promuovono la loro crescita. Uno di questi, il composto 17b, un derivato dell'aminoindazolo, ha funzionato particolarmente bene e ha contribuito a produrre maggiori quantità di alcune proteine importanti per la crescita muscolare. Questi otto composti sono poi stati testati per verificarne gli effetti sulle cellule ossee. Anche in questo caso, il composto 17b ha mostrato il potenziale più grande nel promuovere la formazione di cellule ossee. Nella fase successiva, i ricercatori hanno testato gli otto candidati per verificarne gli effetti sul riassorbimento osseo. Il composto 17b è stato il più efficace nel sopprimere il riassorbimento osseo. Questo composto promuove quindi la crescita delle cellule muscolari e ossee e allo stesso tempo inibisce il riassorbimento osseo. I ricercatori hanno battezzato questo composto Locamidazol. Questo termine è composto dalle parole «locomotore» (movimento) e «aminoindazolo» (componente chimico) e la sua abbreviazione è LAMZ.

Da in vitro a in vivo

I ricercatori hanno quindi voluto testare l'efficacia del composto LAMZ nella capsula di Petri in un organismo vivente. Hanno quindi somministrato il composto a dei topi una volta al giorno per 14 giorni. La somministrazione di LAMZ non ha avuto alcun effetto sul peso corporeo dei topi. Inoltre, non sono stati osservati effetti collaterali. Il farmaco è stato rilevato nel sangue, nei muscoli e nelle ossa alla fine dell'esperimento. I muscoli dei topi trattati con LAMZ avevano dimensioni più grandi rispetto a quelli del gruppo di controllo. Non sono stati osservati segni di danni ai tendini o ai muscoli, né alla cartilagine. I topi trattati con LAMZ hanno mostrato meno sintomi di affaticamento sul tapis roulant rispetto a quelli di controllo. I ricercatori volevano poi sapere se il composto LAMZ fosse adatto anche per un approccio terapeutico alla mobilità limitata. Questo è stato nuovamente testato su topi che, fluttuando leggermente in aria con le zampe posteriori, non potevano utilizzare questi muscoli per un periodo di tempo prolungato, che può portare all'atrofia muscolare e alla perdita di massa ossea. Anche in questo caso, il trattamento con LAMZ è stato efficace.

Come funziona biologicamente?

Gli scienziati hanno studiato quali geni nelle cellule trattate con LAMZ erano più attivi in modo da capire come funziona il composto. Nelle cellule trattate con LAMZ, i geni importanti per i mitocondri erano particolarmente attivi. Infatti, il composto ha aumentato il numero di mitocondri nelle cellule muscolari e ossee. Lo sport, soprattutto quello di resistenza, promuove l'attivazione di una proteina chiamata PGC-1α (coattivatore 1 del proliferatore gamma del perossisoma). Questa proteina è considerata un elemento chiave per le segnalazioni interne alla cellula che vengono attivate dall'allenamento di resistenza nel muscolo [8] e promuovono la formazione di mitocondri. Per scoprire se LAMZ attiva effettivamente la proteina, hanno inibito PGC-1α in cellule muscolari e ossee. Hanno scoperto che in quel caso il composto LAMZ rimane quasi inefficace. Questo è vero sia in vitro che in vivo. Lo sport, soprattutto quello di resistenza, attiva la PGC-1α. Poiché il composto LAMZ attiva anche la PGC-1α, ha effetti simili allo sport. Il composto LAMZ è stato testato con successo su animali e in vitro con cellule umane. Poiché funziona anche nelle cellule umane, si tratta di un approccio terapeutico promettente per rafforzare muscoli e ossa. Tuttavia, finché il composto LAMZ o un suo derivato non verrà immesso sul mercato, saranno ancora necessari studi clinici per esaminare i possibili effetti collaterali e le conseguenze a lungo termine nell'essere umano.

Fino ad allora, incoraggio tutti a fare sport. Perché lo sport, se praticato in modo ragionevole, è la migliore medicina.

Riferimenti bibliografici

1. Westcott WL. Resistance training is medicine: Effects of strength training on health. Curr Sports Med Rep. 2012;11: 209-216. doi:10.1249/JSR.0b013e31825dabb8
2. Pedersen BK, Saltin B. Exercise as medicine - Evidence for prescribing exercise as therapy in 26 different chronic diseases. Scand J Med Sci Sport. 2015;25: 1-72. doi:10.1111/sms.12581
3. Warburton DER, Nicol CW, Bredin SSD. Health benefits of physical activity: the evidence. C Can Med Assoc J. Canadian Medical Association; 2006;174: 801. doi:10.1503/CMAJ.051351
4. Abou Sawan S, Nunes EA, Lim C, McKendry J, Phillips SM. The Health Benefits of Resistance Exercise: Beyond Hypertrophy and Big Weights. Exerc Sport Mov. 2023;1. doi:10.1249/ESM.0000000000000001
5. World Health Organization. Global status report on physical activity 2022 [Internet]. WHO Press, World Health Organization. 2022. Disponibile: https://www.who.int/teams/health-promotion/physical-activity/global-status-report-on-physical-activity-2022
6. Switzerland diabetes report 2000 — 2045 [Internet]. [cited 8 Jan 2023]. Disponibile: https://diabetesatlas.org/data/en/country/192/ch.html
7. Ono T, Denda R, Tsukahara Y, Nakamura T, Okamoto K, Takayanagi H, et al. Simultaneous augmentation of muscle and bone by locomomimetism through calcium-PGC-1α signaling. Bone Res 2022 101. Nature Publishing Group; 2022;10: 1-14. doi:10.1038/s41413-022-00225-w
8. Chan MC, Arany Z. The many roles of PGC-1α in muscle - Recent developments. Metabolism: Clinical and Experimental. W.B. Saunders; 2014. pp. 441–451. doi:10.1016/j.metabol.2014.01.006