La fisiologia della "trasformazione" delle fibre muscolari

[ Pubblicato il : 02/09/2008 5.31.00 ] Allenamento

La miosina esiste in numerose isoforme, alcune delle quali sono espresse solo nella vita prenatale e durante lo sviluppo, altre nell'adulto.

Le isoforme delle catene pesanti di miosina (MHC) sono codificate da geni diversi, e quindi hanno diversa sequenza aminoacidica. Esistono varie differenze tra le isoforme delle MHC, e tali differenze sono responsabili della grande eterogeneità funzionale delle fibre muscolari scheletriche di tipo 1, 2a e 2x. Le varie isoforme hanno però struttura anatomica simile, e sono intercambiabili, cioè un'isoforma può prendere il posto di un'altra in un sarcomero, e la macchina per la contrazione continuare a funzionare perfettamente.

La maggior parte delle fibre muscolari scheletriche esprime in genere una sola isoforma delle MHC; si hanno quindi tre tipi principali di fibre:

• fibre di tipo 1 che contengono l'isoforma MHC-1;
• fibre di tipo 2a che contengono l'isoforma MHC-2a;
• fibre di tipo 2x che contengono l'isoforma MHC-2x;

"La tecnica dell'elettroforesi ha permesso di identificare degli ibridi delle isoforme delle MHC, ovvero di fibre che contengono due o più forme di miosina. Con tale metodo di analisi le fibre sono classificate in (J. H. Willmore, D. L. Costill, 2005, pag. 59):

• fibre di tipo 1 che contengono l'isoforma MHC-1;
• fibre di tipo 2a che contengono l'isoforma MHC-2a;
• fibre di tipo 2x che contengono l'isoforma MHC-2x;
• fibre di tipo 1/2a che contengono l'isoforma MHC-1/2a;
• fibre di tipo 1/2x che contengono l'isoforma MHC-1/2x;
• fibre di tipo 1/2a/2x che contengono l'isoforma MHC-1/2a/2x;
• fibre di tipo 2a/2x che contengono l'isoforma MHC-2a/2x"

"Le fibre "ibride" sono considerate fibre in fase di trasformazione tra un tipo "puro" e l'altro, cioè fibre che conterranno solo una delle tre isoforme della miosina". Quindi le fibre ibride per adattarsi alle stimolazioni ambientali che più frequentemente si verificano nella vita dell'uomo potrebbero differenziarsi definitivamente in fibre di tipo 1, 2a o 2x.

Potrebbero però rappresentare delle "fibre camaleonte"; un'altra ipotesi infatti potrebbe essere quella che le fibre geneticamente ibride rappresentano una strategia evolutiva per permettere un grado maggiore di adattamento funzionale in risposta alle stimolazioni ambientali; questo potrebbe assicurare la realizzazione del rapporto reciproco tra funzione muscolare ed apparato genetico in modo da rispondere al meglio alle necessità connesse al tipo di sforzo fisico compiuto dall'uomo.  

Confrontando le evidenze fisiologiche e le supposizioni teoriche ad evidenze scientifico-sportive emergenti dalla teoria dell'allenamento/adattamento sportivo, queste isoforme ibride potrebbero essere responsabili della cosiddetta "riserva di adattamento muscolare" indotta dalla specializzazione sportiva. Questo può essere supportato dal fatto che "la percentuale di fibre ST nel muscolo gastrocnemio dei campioni mondiali di maratona varia dal 93% al 99%. Il gastrocnemio dei velocisti di alto livello, invece, ne contiene solo il 25% circa"  (J. H. Willmore, D. L. Costill, 2005, pag. 59). Considerando che nei soggetti normali il gastrocnemio è composto in media per il 52%  da fibre di tipo 1 e per il 48% da fibre di tipo 2 appare strano pensare che differenze cosi significative nella composizione muscolare (41-47% di fibre di tipo 1 in più per i maratoneti e 25-30% di fibre di tipo 2 in più per i velocisti) siano dovute esclusivamente ad una predeterminazione genetica.

"Il patrimonio genetico determina quali motoneuroni innervano ciascuna fibra muscolare; quando si è stabilita l'innervazione, le fibre muscolari si differenziano secondo il tipo di neurone dal quale vengono stimolate. I risultati di alcuni studi recenti permettono di ipotizzare che l'allenamento della resistenza, l'allenamento della forza e l'inattività muscolare possono causare una modificazione nelle isoforme di miosina. Pertanto l'allenamento può indurre piccole variazioni, forse inferiori al 10%, nelle percentuali di fibre ST e FT" (J. H. Willmore, D. L. Costill, 2005, pag. 55). Queste variazioni potrebbero verificarsi proprio nelle fibre muscolari "ibride"; ma a questo come può essere spiegato il postulato dell'innervazione che determina il tipo di fibra?

"Il cambiamento di fibre da FTb in FTa e da FTa in ST è stato confermato con diverse tecniche istochimiche". (J. H. Willmore, D. L. Costill, 2005, pag. 110).

"Due studi in cui i soggetti eseguivano sprint a velocità massimale della durata di 15 s e di 30 s, la percentuale di fibre ST è diminuita da 57% a 48% e quella di fibre FTa è aumentata da 32% a 39%"  (J. H. Willmore, D. L. Costill, 2005, pag. 224).

Seppur in piccole percentuali quindi, dai dati della letteratura scientifica emerge la possibilità di un eventuale adattamento trasformativo delle fibre muscolari. Questo potrebbe essere dovuto all'aumento dell'espressione, nelle fibre muscolari "ibride", di una delle isoforme di miosina geneticamente esprimibili in modo da rispondere al meglio alle necessità connesse al tipo di sforzo fisico compiuto dall'uomo.  

Quindi considerando le varie isoforme, le possibili trasformazioni esprimibili sottoforma di adattamenti stabili connessi all'allenamento potrebbero essere:

• le fibre contenenti l'isoforma MHC 1/2a potrebbero trasformarsi/adattarsi in fibre di tipo 1 o in fibre di tipo 2a;
• le fibre contenenti l'isoforma MHC 1/2x potrebbero trasformarsi/adattarsi in fibre di tipo 1 o in fibre di tipo 2x;
• le fibre contenenti l'isoforma MHC 1/2a/2x potrebbero trasformarsi/adattarsi in fibre di tipo 1, in fibre di tipo 2a o in fibre di tipo 2x;
• le fibre contenenti l'isoforma MHC 2a/2x potrebbero trasformarsi/adattarsi in fibre di tipo 2a o in fibre di tipo 2x.

Per la facilità degli stimoli allenanti proponibili in grado di sollecitare le fibre di tipo 1, e per la frequente  presenza di isoforme MHC 1 all'interno delle fibre ibride, sembra più facile trasformare le fibre ibride in fibre caratterizzate dalla prevalenza dell'isoforma 1. Per le fibre di tipo 2 appare più facile una trasformazione nel tipo 2a rispetto al 2x.

www.albertofatticcioni.com