Chinesiologia Freelance Medical Simona Gruppillo

EFFETTI DELL’ESERCIZIO FISICO SUL TESSUTO OSSEO

Dopo aver chiarito l’eziopatogenesi dell’osteoporosi nel precedente articolo, adesso si cercherà di richiamare l’attenzione del lettore sulla comprensione del modo in cui l’esercizio agisce sul rimodellamento osseo, sulla prevenzione e trattamento dell’osteoporosi, sulle cellule ossee, sulla massa ossea, sulla forza ossea e sulla geometria, quali siano i meccanismi molecolari coinvolti.

La maggior parte dei ricercatori concorda sul fatto che l’attività fisica ha un potente e complesso effetto sull’osso. Tuttavia, i risultati della ricerca sono ancora contraddittori. In alcuni studi infatti nessuna alterazione, aumento e nemmeno riduzione di massa ossea sono stati evidenziati in ratti di sesso femminile sottoposti ad attività fisica. 

Vi sono anche prove tangenti che negli esseri umani, gli esercizi svolti nelle fasi di crescita e di sviluppo, determinano un incremento di massa ossea negli adulti del 7/8%, riducendo sostanzialmente i rischi di rottura in età avanzata. 

È  ovvio che a seconda del tipo e dell’intensità dell’esercizio, gli effetti sul tessuto osseo variano. A volte infatti un’intensità errata potrebbe essere anche deleteria. L’attività sportiva intensa può portare all’osteoporosi, al danneggiamento del fattore di rilascio dell’ormone gonadotropo (GnRH) e alla disfunzione gonadica nei giovani e negli adulti e non proteggere le donne dalla perdita ossea in menopausa.

Nella pre-pubertà, i ginnasti sottoposti ad un esercizio fisico intenso presentano un ritardo di crescita e una maggiore frequenza di disturbi locomotori, oltre alla riduzione del fattore di crescita e gli ormoni tiroidei e l’aumento del cortisolo nel sangue. È stato dimostrato che l’attività fisica riduce al minimo l’osteopenia e il declino degli steroidi sessuali. Tuttavia, non tutte le tipologie di esercizio fisico apportano benefici rispetto allo scheletro di una donna in post-menopausa.

Alcuni studi dimostrano che un moderato carico fisico come passeggiate e corsetta, promuovono l’aumento dei minerali ossei in quelle donne. D’altra parte, è stato osservato che in post-menopausa le donne sottoposte ad esercizi a basso carico fisico come il nuoto, che questi sono adatti per il condizionamento cardiovascolare, non procurano cambiamenti al contenuto minerale dello scheletro. 

L’attività fisica quasi sempre provoca un effetto sinergico anabolizzante se associato ad un convenzionale tipo di trattamento dell’osteoporosi. L’attività fisica favorisce i cambiamenti sul metabolismo osseo per effetto diretto, per forza meccanica, o indiretto, promosso da fattori ormonali. Il carico meccanico quando applicato sul tessuto osseo formula segnali endogeni che interferiscono nei processi di rimodellamento osseo. Tali segnali sono catturati da un sistema meccanico-sensoriale in cui l’osteocita è la cellula principale responsabile per tradurre i segnali pressori, in segnali che regolano il turnover osseo.

Si ritiene che la deformazione causata dalla forza applicata sulla cellula, l’aumento della pressione e l’aumento della velocità del flusso del fluido interstiziale, sono fattori che influenzano direttamente l’osteocita, in risposta al carico meccanico. Il flusso interstiziale del fluido attraverso il canalicolo che avvolge l’osteocita, sembra essere responsabile della deformazione della matrice extracellulare e delle variazioni della membrana cellulare. L’attività fisica favorisce anche l’aumento delle connessioni tra le lacune degli osteociti, aumentando la conduzione della matrice ossea.

L’effetto indiretto dell’attività fisica sull’osso attiva i fattori ormonali, compreso la produzione di citochine e la liberazione dei fattori di crescita da parte dell’osteocita, di conseguenza, l’aumento dell’attività osteoblastica. Inoltre, l’attività fisica innesca una serie di risposte fisiologiche che coinvolgono l’ipotalamo-ipofisi-surrene e ipotalamo-ipofisi-gonadi. 

L’attività fisica stimola la secrezione dell’ormone della crescita (GH) che ha un effetto anabolizzante diretto o indiretto, tramite fattore di crescita   insulino-simile 1 (IGF-1) . L’IGF-1 è una citochina che stimola la sintesi del DNA e di conseguenza promuove la sintesi del collagene da parte delle cellule osteogeniche, aumentando la formazione in vivo della matrice ossea . Studi affermano che sei ore dopo l’esercizio fisico si verifica un aumento dei livelli di IGF-1. Tuttavia, la liberazione di IGF-1 nell’attività fisica è controversa. Si sostiene che negli esseri umani, anche senza un aumento plasmatico, la liberazione locale di IGF-1 è responsabile dell’effetto anabolizzante dell’esercizio sul tessuto osseo. 

Durante l’attività fisica si ha un aumento degli ormoni tiroidei circolanti e la secrezione di cortisolo. Diversamente, la secrezione degli steroidi sessuali può essere inibita dall’attività fisica, causando ritardo di maturità sessuale e, se l’attività è condotta in modo inadeguato può causare ipoestrogenismo o deficit di ormoni progesterici. L’attività fisica influisce sull’osso non solo come tessuto, ma anche come organo per la sua azione sulle cartilagini in accrescimento.

Il carico meccanico regola l’omeostasi della cartilagine non solo durante la crescita endocondrale, ma anche durante la riparazione delle fratture. 

L’attività fisica: sviluppo, protezione e riabilitazione delle nostre ossa

Attualmente, sappiamo che in tutto il mondo l’osteoporosi colpisce una donna su tre ed un uomo su cinque nella popolazione sopra i 50 anni. Nonostante questo dato, l’introduzione di misure volte a prevenire la perdita graduale di tessuto osseo, soprattutto cambiando lo stile di vita, non è troppo diffusa: la gente, infatti, non si rende conto di poter fare molto per mantenere le proprie ossa sane e forti. Però esistono dei comportamenti che chiunque può attuare per ridurre il rischio di osteoporosi. 

Circa negli ultimi venti anni, gli operatori medico-sanitari si sono resi conto che uno dei modi migliori per sviluppare e mantenere un’ossatura sana è rappresentato dall’attività fisica. Proprio come i muscoli, le ossa reagiscono quando vengono “sollecitate”, in altre parole, quando sono costrette a sopportare un peso maggiore di quanto non facciano abitualmente. Questo può essere realizzato attraverso esercizi con sovraccarichi o “ad impatto” come camminare, correre, sollevare pesi, saltare o ballare. Attività cosiddette “a basso impatto” o “senza sovraccarichi”, come il ciclismo o il nuoto, non comportano lo stesso carico a livello osseo, ma sono comunque eccellenti per promuovere un buono stato di salute e potenziare i muscoli. Un programma bilanciato di attività fisica regolare può essere di aiuto nel prevenire l’osteoporosi, le fratture associate e favorire la riabilitazione: questo principio vale per tutti, e non solo per le persone al di sopra dei 40 anni.

La maggior parte delle persone raggiunge il loro “picco di massa ossea” tra i 20 e i 30 anni: è il periodo in cui le ossa acquisiscono la massima densità e resistenza. Una volta raggiunto tale valore massimo, la densità ossea si mantiene costante durante l’età adulta, per poi iniziare a diminuire successivamente. In passato, i medici ritenevano che il raggiungimento di questo valore massimo dipendesse soprattutto da fattori dietetici, come un apporto sufficiente di calcio, e dall’esposizione solare, necessaria per la produzione di vitamina D da parte della pelle. La vitamina D è indispensabile per assorbire il calcio presente negli alimenti, per il corretto funzionamento del tessuto osseo e, quindi, per mantenere le ossa forti. Tuttavia, studi recenti hanno dimostrato che, per gettare le fondamenta ossee su cui poter costruire per tutta la vita, il moto ha la stessa importanza dell’alimentazione. Questo vale durante tutta l’infanzia e l’adolescenza, ma soprattutto nel periodo di accrescimento rapido che avviene durante la pubertà(10). 

Oggi abbiamo una migliore comprensione del rapporto tra densità ossea e massa muscolare. Sappiamo che non possiamo dipendere unicamente dalla forza di gravità per fornire la stimolazione meccanica necessaria per lo sviluppo osseo ed evitare l’atrofia: anche l’attività fisica svolge un ruolo fondamentale. Forse l’esempio più evidente di questo fenomeno è rappresentato dai cosiddetti astronauti terrestri, cioè persone che hanno trascorso lunghi periodi sdraiati a letto. Come parte di uno studio sugli effetti dei viaggi spaziali di lunga durata, Dieter Felsenberg, della Libera Università di Berlino, ed alcuni collaboratori, tra cui scienziati dell’Ente Spaziale Europeo, hanno studiato cosa accade quando viene impedito a giovani volontari sani di usare i loro muscoli per lunghi periodi di tempo. I “terranauti” trascorrono mesi sdraiati, senza muoversi. Quando finalmente si alzano dal letto, devono affrontare numerosissimi inconvenienti: muscoli indeboliti, impossibilità di saltare e perdita di tessuto osseo. Secondo Felsenberg, perdono fino al 15% della loro densità minerale ossea durante un “viaggio spaziale” della durata di soli tre mesi. Tali studi dimostrano come l’attività fisica ed il mantenimento del tessuto osseo siano legati indissolubilmente.

L’attività fisica è utilissima per tutti, non solo per giovani terranauti sani. Negli Stati Uniti ed in Giappone, Mehrsheed Sinaki e collaboratori hanno scoperto che le donne anziane postmenopausali, le quali avevano esercitato la muscolatura della schiena per due anni utilizzando dei pesi, dopo dieci anni avevano effettivamente muscoli più forti rispetto alle donne che non avevano fatto attività fisica. Anche le loro ossa risultavano più forti, soprattutto le vertebre. Tuttavia, fatto forse ancora più rilevante, gli esercizi per rafforzare la schiena hanno ridotto di quasi tre volte il rischio di fratture(16). In queste donne, di età compresa fra i 58 e i 75 anni, non solo l’11% circa tra quelle più attive aveva subito almeno una frattura vertebrale (mentre nel gruppo che non aveva partecipato al programma di attività fisica questa percentuale superava di poco il 30%); ma le donne che non avevano fatto esercizi per la schiena avevano una probabilità due volte superiore di sviluppare fratture da compressione della colonna vertebrale, o vertebre cosiddette “a cuneo”. Si tratta di una condizione in cui la vertebra, normalmente di forma rettangolare, viene schiacciata lateralmente, assumendo così l’aspetto di un cuneo. L’incuneamento può essere molto doloroso e portare alla cifosi, o incurvamento della spina dorsale, se un numero sufficiente di vertebre ne è colpito.

L’attività fisica, contribuendo allo sviluppo e al mantenimento del tessuto osseo, può svolgere un ruolo importantissimo nella prevenzione dell’osteoporosi e delle fratture. Tuttavia, il moto può svolgere un ruolo cruciale anche nella riabilitazione. Ricordatevi che la forza dei muscoli e quella delle ossa sono correlate. Gli esercizi per il rafforzamento muscolare possono aiutare a ricostituire le ossa delle persone colpite da osteoporosi ed anche alleviare uno dei sintomi più debilitanti di questa malattia: il dolore.
Il dolore cronico rappresenta un problema particolare nelle persone affette da cifosi, vale a dire da un incurvamento della spina dorsale. Si tratta di una conseguenza dell’osteoporosi che si riscontra molto spesso nelle donne anziane ed è comunemente definito come “uno dei numerosi sintomi della vecchiaia”. In realtà, la cifosi è quasi sempre causata da fratture osteoporotiche alle vertebre, soprattutto nella parte alta della schiena. Quando le vertebre diventano fragili, non sono più in grado di sostenere il peso del corpo e cominciano a comprimersi. Tale compressione in genere riguarda il margine anteriore delle vertebre e provoca un incurvamento in avanti della colonna vertebrale, fenomeno spesso conosciuto col nome di “gobba”. La cifosi determina una riduzione della statura, una cattiva postura e uno sfasamento del nostro baricentro. Per colpa di queste modificazioni, le persone affette da cifosi rischiano di cadere più facilmente e, quindi, di subire delle fratture. Nei casi più gravi, l’incurvamento della spina dorsale è talmente marcato che la cassa toracica finisce per schiacciare il bacino. Ciò avviene più frequentemente quando le fratture vertebrali provocano un’ulteriore contrazione della statura. Costrette in questa posizione, le pazienti possono sviluppare un intenso dolore cronico, oltre a problemi respiratori. Inoltre, le donne affette da cifosi incontrano grandi difficoltà nell’affrontare la vita quotidiana e cadono più facilmente in depressione. Il moto può aiutare ad alleviare il dolore ed alcuni sintomi della cifosi. Rafforzando la muscolatura della schiena, la spina dorsale può essere in parte raddrizzata ed è stato dimostrato come questo aumenti la mobilità e riduca il dolore. Questo tipo di terapia può migliorare notevolmente la qualità di vita del paziente. L’attività fisica può rappresentare una parte importante di un regime terapeutico finalizzato a prevenire fratture future. I pazienti affetti da cifosi spesso subiscono fratture vertebrali multiple col passare del tempo. È stato dimostrato come “il tempo trascorso dall’ultima frattura” sia un fattore determinante ai fini della qualità di vita di questi pazienti 

Probabilmente le fratture all’anca rappresentano le complicanze più gravi derivanti dall’osteoporosi. Oltre alla disabilità, i tassi di mortalità nelle persone che hanno subito fratture all’anca sono fino al 20% superiori rispetto ai soggetti di pari età e sesso. Studi recenti hanno dimostrato che un allenamento intenso può portare a dei miglioramenti, in termini di forza e funzionalità, nei pazienti anziani sottoposti ad intervento di protesi dell’anca. I pazienti sottoposti ad un programma di attività fisica hanno raggiunto risultati notevolmente migliori in un certo numero di attività quotidiane fondamentali, come alzarsi in piedi, camminare, salire le scale e mantenere la postura. Per esempio, in media camminavano più velocemente del 50% e salivano le scale più velocemente di circa il 30% rispetto ai pazienti poco attivi. Per quanto riguarda l’aspetto emotivo, i pazienti che praticavano un’attività fisica erano meno angosciati per la loro situazione generale rispetto ai pazienti sedentari, anche se ambedue i gruppi temevano l’idea di cadere(24).

L’attività fisica dopo una frattura ha lo scopo di alleviare il dolore ed aiutare i pazienti a riacquistare la piena funzionalità e autonomia. Esercizi regolari con sovraccarichi aiutano a sviluppare la massa ossea nei giovani e a conservarla negli adulti. È opportuno che coloro che non praticano alcuna attività fisica inizino a farlo subito, a prescindere dall’età; mentre coloro che già si sottopongono regolarmente ad un programma di esercizi, devono valutare se questi contribuiscono alla salute delle ossa e, se così non fosse, iniziare ad includere attività mirate in tal senso.
• Gli esercizi con sovraccarichi e ad impatto sono necessari per stimolare la formazione di tessuto osseo. Gli sport che includono attività come sollevare pesi, corsa lenta e veloce, saltare e saltellare sono indicati. Gli sport a basso impatto e a basso carico, come il nuoto e il ciclismo, sono di grande beneficio per la salute cardiovascolare e l’aumento della potenza muscolare, ma non favoriscono la formazione di tessuto osseo.
Ecco alcuni esempi di attività utili per le ossa: – Camminare – Corsa – Danza – Tennis – Pallavolo – Allenamenti mirati per sviluppare la forza e la resistenza in palestra.
• Gli esercizi che migliorano la postura e l’equilibrio vi aiuteranno ad evitare le cadute riducendo la probabilità di fratture.
• Un’alimentazione bilanciata e uno stile di vita sano sono indispensabili: il moto da solo non basta per prevenire l’osteoporosi. Il calcio e la vitamina D sono indispensabili per sviluppare e preservare la massa ossea; mentre il fumo e il consumo eccessivo di alcool possono contribuire alla sua distruzione. Per alcune persone, se indicato, può essere necessario l’utilizzo di farmaci specifici per limitare la perdita ossea.
• Le persone affette da osteoporosi, o che abbiano già subito delle fratture, devono ricordarsi di certe limitazioni e di prendere alcune precauzioni quando praticano un’attività fisica. Per esempio: – evitare movimenti scoordinati e torsioni – evitare movimenti bruschi e improvvisi o ad alto impatto – evitare le flessioni addominali – evitare di piegarsi in avanti partendo dalla vita – evitare di sollevare pesi eccessivi.
• L’attività fisica eccessiva può causare fratture da stress o danni alle articolazioni. Alcuni esercizi o sport aumentano la probabilità di cadute e, quindi, di fratture. I regimi di attività fisica dovrebbero essere personalizzati sulla base delle capacità e circostanze individuali.
• Gli anziani e le persone già affette da osteoporosi possono rischiare di subire delle fratture se si sottopongono all’improvviso ad un programma intenso di esercizi. Rivolgetevi prima al vostro medico. Sviluppate gradualmente un programma di attività fisica. 

Conclusioni 

Anche se alcuni risultati sono contraddittori, la letteratura è chiara per quanto riguarda gli effetti benefici dell’attività fisica sul tessuto osseo di individui normali e nella prevenzione e nel trattamento dell’osteoporosi. Tuttavia, i meccanismi attraverso i quali l’attività fisica stimola la differenziazione osteoblastica dalle cellule del midollo osseo dovrebbero essere più approfonditi. 

Una volta che i fattori e meccanismi attraverso i quali l’attività fisica aumenta la massa ossea saranno chiariti, i trattamenti più adatti potranno essere sviluppati per gli individui con osteoporosi, in particolare per coloro che hanno restrizioni all’attività fisica o le donne in post- menopausa.

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AUTORE: Simona Gruppillo Freelance e Chinesiologa di Scienze Salute e Benessere

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