Quali ormoni stimolano il metabolismo e la composizione corporea?

Data:

26/06/2017

Indice degli argomenti

Per metabolismo si intende: l’insieme dei processi biochimici ed energetici che si svolgono all’interno del nostro organismo. Tali reazioni hanno lo scopo di estrarre ed elaborare l’energia racchiusa negli alimenti, per poi destinarla al soddisfacimento delle richieste energetiche e strutturali delle cellule.Per metabolismo si intende: l’insieme dei processi biochimici ed energetici che si svolgono all’interno del nostro organismo. Tali reazioni hanno lo scopo di estrarre ed elaborare l’energia racchiusa negli alimenti, per poi destinarla al soddisfacimento delle richieste energetiche e strutturali delle cellule.
Numerosi ormoni controllano il metabolismo e il bilancio energetico, influenzandone aspetti come:

– Fame e sazietà
– Spesa energetica
– Metabolismo dei substrati
L’ipotalamo svolge un ruolo fondamentale nella regolazione ormonale del metabolismo. L’ipotalamo è una struttura del SNC, situata nella zona centrale, interna ai due emisferi cerebrali. Costituisce la parte ventrale del diencefalo e comprende numerosi nuclei che attivano, controllano e integrano i meccanismi autonomici periferici, l’attività endocrina e molte funzioni somatiche.
Tra i vari nuclei ipotalamici, il NUCLEO ARCUATO (ARC) è il nucleo deputato nella regolazione del bilancio energetico. La sua posizione adiacente all’eminenza mediana, consente di percepire i segnali circolanti (leptina, grelina e insulina). Nel nucleo arcuato esistono 2 popolazioni di neuroni che esprimono differenti neuropeptidi:
• NEURONI ANORESSIGENI. Stimolati da segnali di sazietà (leptina, insulina). Inibiscono l’assunzione di cibo. Ineuropeptidi espressi sono:
–   CART (cocaine and amphetamineregulatedtrascript);
–   α-MSH(melanocytestimulatinghormone), che deriva dal precursore POMC (pro-opiomelanocortina);

• NEURONI ORESSIGENI. Stimolati da segnali di fame (grelina) e inibiti dalla leptina e insulina. Stimolano l’assunzione di cibo. I neuropeptidi espressi sono:
–       AgRP (agoutirelatedprotein, antagonista di α-MSH);
–       Npy (neuropeptide Y).

I neuroni del nucleo arcuato inviano le loro terminazioni assoniche in altri nuclei ipotalamici; i neuroni di 2° ordine, contenuti in questi nuclei, sono coinvolti nel controllo del comportamento alimentare. I principali nuclei sono:
– AREA IPOTALAMICA LATERALE (LHA). Se stimolata induce fame;
– NUCLEO VENTROMEDIALE (VMN). Se stimolato induce sazietà;
– NUCLEO PARAVENTRICOLARE (PVN);
– NUCLEO DORSOMEDIALE (DMN).

I principali ormoni che regolano il metabolismo sono: grelina, leptina, insulina, adiponectina e gli steroidi sessuali.

GRELINA: è noto come “ormone della fame”, è un peptide composto da 28 aminoacidi, secreto dalle cellule situate all’interno del tratto gastrointestinale. I livelli di grelina plasmatica aumentano prima dei pasti e diminuiscono dopo l’ingestione di cibo. La grelina attiva le cellule dell’ARC, che includono i neuroni NPY, con azione oressigena. L’attivazione degli NPY stimola LHA che, a sua volta, induce fame. La grelina lavora insieme alla leptina. Esse presentano attività complementare regolatoria del bilancio energetico. Nei soggetti obesi, i livelli basali di leptina sono elevati, mentre quelli di grelina sono ridotti. Tuttavia nell’obesità patologica, nonostante i livelli basali di grelina siano ridotti, vi è una compromissione globale del pattern grelinico, con un innalzamento eccessivo e duraturo del picco grelinico post-prandiale.

LEPTINA: è un ormone proteico prodotto dal tessuto adiposo. La concentrazione plasmatica di leptina è correlata alla quantità di adipociti e ai livelli di insulina. Infatti, bassi livelli di insulina contribuiscono ad una scarsa sintesi di leptina (es. stati di digiuno); al contrario, livelli elevati di insulina portano ad una alta produzione di leptina. Leptina ed insulina attivano i neuroni anoressigeni del nucleo arcuato. Quindi il VMN viene stimolato e manda segnali di sazietà. Uno stato di digiuno contribuisce ad una diminuzione della secrezione di leptina ed un conseguente aumento del senso di fame. Problemi della sintesi e della secrezione di leptina causano un mancato controllo dell’appetito e possono indurre obesità, dato che l’organismo agisce come se fosse in uno statopermanente di digiuno.

INSULINA: E’ un ormone peptidico dalle proprietà anaboliche, prodotto dalle cellule β delle isole di Langerhans del pancreas. E’ un ormone ipoglicemizzante perché esalta i processi responsabili della sottrazione di glucosio dal sangue e inibisce i processi responsabili della sua immissione.L’insulina aumenta l’uptake cellulare, cioè aumenta la permeabilità al glucosio e agli aminoacidi; tuttavia è anche un inibitore della lipolisi e della glicolisi, stimolando la liposintesi e la glicogenosintesi.

ADIPONECTINA: E’ una proteina di 244 amminoacidi, appartenente alla famiglie delle adipochine. E’ sintetizzata dalle cellule del tessuto adiposo. E’ considerato un ormone «dimagrante»perché regola varie funzioni metaboliche, tra cui il metabolismo glucidico e l’ossidazione dei grassi. Alti livelli di adiponectina sono correlati all’aumento del metabolismo basale.

ANDROGENI: Nei maschi, stimolano la crescita di massa magra e inibiscono l’accumulo di grasso (deficit di testosterone, ormone androgeno per eccellenza, induce obesità, accumulo di grasso viscerale e diabete mellito); nelle donne, un eccesso di androgeni comporta effetti simili a condizione di deficit di testosterone nei maschi.

ESTROGENI: migliorano la sensibilità insulinica, il profilo lipidico e la composizione corporea.Il declino della funzione ovarica induce importanti cambiamenti nella composizione corporea, aumentando l’accumulo di grasso corporeo.L’inibizione dei recettori estrogenici è correlata ad una modificazione del metabolismo.

L’esercizio fisico svolto regolarmente incide sul metabolismo, sulla composizione corporea e sul profilo lipidico. In particolare, uno studio si è incentrato sugli effetti dell’allenamento aerobico e su come incide nelle variazioni dei livelli di adiponectina,leptina e deimarcatori infiammatori (PCR, IL-6 e TNF-α) in soggetti obesi. Questa ricerca prevedeva l’analisi di 60 studenti (età compresa tra i 20-25 anni) obesi e sedentari, suddivisi equamente e in maniera casuale, in 2 gruppi: un gruppo sperimentale sottoposto ad un programma di allenamento ed un gruppo di controllo che procedeva mantenendo le stesse abitudini quotidiane. Per il gruppo sperimentale era previsto un protocollo di allenamento aerobico di 12 settimane per 3 sessioni settimanali, ad un’intensità compresa tra il 75% e l’85% della FCMAX. Per valutare, invece, le variazioni dei livelli di adiponectina, leptina e marcatori infiammatori sono stati presi dei campioni di sangue all’inizio del programma di allenamento, dopo 6 settimane e infine dopo 12 settimane. I risultati ottenuti hanno mostrato un aumento dei valori del VO2MAX, una riduzione della massa grassa, un calo dei valori di leptina, PCR e IL-6 pari rispettivamente del 36,76%, 76,55% e 2,6% e un incremento dell’11,49% di adiponectina rispetto al gruppo di controllo.

Un altro studio, in cui erano presi in esame soggetti anziani, ha voluto dimostrare come l’esercizio aerobico possa modificare i valori di leptina, grelina e obestatina (quest’ultima è un peptide di 23 amminoacidi proveniente dallo stesso gene della grelina, anche se ha un effetto opposto). I ricercatori suddivisero equamente un gruppo di 24 anziani sedentari in 2 gruppi: un gruppo sperimentale (sottoposto al protocollo di allenamento) ed un gruppo di controllo. Il gruppo sperimentale era sottoposto a 3 sedute settimanali di allenamento aerobico della durata di 30 minuti, per un periodo di 16 settimane. Come previsto, già dopo 8 settimane, i risultati del gruppo sperimentale mostravano un significante calo del peso corporeo, della percentuale di massa grassa e dei livelli di leptina.Inoltre ci furono importanti variazioni dei livelli di grelina e obestatina. Come si può notare, nel gruppo sperimentale i valori di grelina sono aumentati; questo rappresenta un aspetto positivo in quanto la vecchiaia è sinonimo di “perdita dell’appetito” e,come detto precedentemente, la grelina è nota come ormone della fame.

Un’altra ricerca, rivolta nuovamente a dei soggetti anziani sedentari, ha optato per il protocollo HIIT (high intensity interval training) per valutare i cambiamenti dei livelli di testosterone. Il gruppo dei partecipanti (62 ± 2 anni), al termine del programma di allenamento durato 18 settimane, mostrava alle analisi dei miglioramenti notevoli di testosterone totale e di testosterone libero rispettivamente di circa il 17% e il 4,5%.

Conclusioni

La regolazione del metabolismo è principalmente mediata dall’ipotalamo, che contiene popolazioni di neuroni in grado di percepire segnali relativi ai nutrienti e incidere sull’introito calorico. L’ipotalamo regola le funzioni neurovegetative metaboliche ed endocrine, inoltre integra i segnali provenienti dal sistema nervoso autonomo e dagli ormoni prodotti dal tessuto adiposo, dalle gonadi e dall’apparato gastrointestinale.
La conoscenza di questi meccanismi è importante per un laureato in Scienze Motorie poiché l’esercizio fisico è in grado di influenzarli, in quanto evoca una risposta adattativa che coinvolge il sistema neuroendocrino.

Bibliografia

  •   Neuroendocrine Regulation of Metabolism M. P. Cornejo, S. T. Hentges, M. Maliqueo, H. Coirini, D. Becu-Villalobos and C. F. Elias. Journal of Neuroendocrinology, 2016
  •   The effect of aerobic training on serumadiponectin and leptinlevels and inflammatorymarkers of coronaryheartdisease in obese men M. Akbarpour. Biology of sport, 21 Jan 2013
  •   The effect of 16-week aerobicexercise on leptin, ghrelin and obestatinlevels in old men AhmadArbari and HamidehMoarenKahkha. Sport Science, 2017
  •   Exercise training improves free testosterone in lifelongsedentaryaging men L. Hayes, P. Herbert, N. Sculthorpe, F. Grace. PubMed, 17 May 2017
  •   Cardioprotectiveeffect of intermittentfastingisassociated with an elevation of adiponectinlevels in rats RuiqianWan, Ismayil Ahmet, Martin Brown, Aiwu Cheng, Naomi Kamimura, Mark Talan, Mark P. Mattson.
    The Journal of Nutrition Biochemistry May 2010

Note sull’ autore:

Dott. Martelli Carlo

Laureato in Scienze delle Attività Motorie e Sportive presso l’Università “G. D’Annunzio” di Chieti e Pescara.

Istruttore di Functional Training (Training Lab Italia)

Mobile +39 3387712215

carlo_marte@libero.it

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