Tessuto Adiposo e Tessuto Muscolare Scheletrico: acquisizioni recenti

Premessa

L’infiltrazione di tessuto adiposo all’interno del muscolo scheletrico è un discorso abbastanza complesso, basta pensare alla mole di letteratura esistente L’interesse nasce proprio dalla volontà e necessità di comprendere i meccanismi morfofunzionali e molecolari presenti in condizioni quali Obesità, Diabete T2, Sarcopenia, Distrofie Muscolari etc.…Si può quindi immaginare che è impossibile dare una spiegazione esaustiva sull’argomento. Ma cercherò di riassumervi, nel limite del possibile, lo stato dell’arte e darvi info più specifiche, e successivamente suscitare in voi la curiosità per approfondire l’argomento. Del resto cercare di comprendere ciò che accade all’interno del muscolo scheletrico è di fondamentale importanza. Questo ci permetterà di strutturare scientificamente i singoli Protocolli di Esercizio Fisico che andremo a pianificare/programmare per soggetti con Diabete T2, Obesi, Overweight, Dislipidemie, Sindrome Metabolica, Sarcopenia etc…

 

Stato dell’Arte ed Effetti dell’Esercizio Fisico

L’infiltrazione di tessuto adiposo e la sua localizzazione all’interno del muscolo scheletrico sono rappresentati in due modi: da una parte lipidi stoccati all’interno di adipociti che si trovano tra le fibre muscolari, detti lipidi extramiocellulari (extramyocellular lipid, EMCL); dall’altra lipidi situati all’interno della fibra muscolare sotto forma di triacilglicerolo citoplasmatico (IMTG), lipidi intramiocellulari (intramyocellular lipid, IMCL o lipid droplest, LDs) (Fig.1) http://ajpendo.physiology.org/content/294/2/E203/F2.medium.gif

 

L’equilibrio che si instaura tra tessuto muscolare scheletrico e tessuto adiposo va ricercata già dalla nascita e prima ancora nel periodo di gestazione (memoria e modifiche epigenetiche). Alla base essenzialmente abbiamo due fenomeni: miogenesi e adipogenesi. Queste due importanti processi sono coordinati da diverse vie di segnale correlate più in generale a WNT e fattori trascrizionali quali MRFs (fattori regolatori miogenici MyoD, Myf5, Miogenina, Mrf4) o peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ), CCAAT/enhancer binding protein α (C/EBPα) rispettivamente. Entrambi sono molto importanti ed agiscono (anche in età adulta) a livello della fibra muscolare e sulle Cellule Satelliti (SCs) presenti. Queste cellule sono state considerate, fin a pochi anni fa, soltanto delle cellule capaci di dare vita ad un nuovo miocita e successivamente ad una nuova fibra o aumentare il numero di mionuclei. Ma si è recentemente scoperto, all’interno di questo pool di SCs, la presenza di cellule con caratteristica e capacità “mesenchimale”. In pratica quest’ultime hanno la capacità di indirizzare il proprio destino verso un fenotipo cellulare diverso da quello muscolare e.g. condrocita, osteocita ed incredibilmente anche “adipocita”. Il “micro-ambiente” agisce su queste staminali adulte contribuendo, in condizioni patologiche, ad alterare il loro normale stato morfofunzionale. Gli studi, che sono stati fatti, dimostrano cm l’infiltrazione di tessuto adiposo inter ed intramuscolare è correlato ad una diminuzione del numero di MySCs (myogenic stem/satellite cells) ed un aumento dei fenomeni di adipogenesis/de novo lipogenesis a discapito dei fenomeni di ipertrofia/iperplasia muscolare. A lungo andare il tutto determina, non solo un cambiamento morfologico, ma anche funzionale-metabolico. Si altera quella che in condizioni normali viene definita “metabolic flexibility” (flessibilità metabolica), con conseguente incapacità a “gestire” l’equilibrio metabolico tra carboidrati e grassi.

 

Il “paradosso dell’atleta” (Fig.2) descrive essenzialmente una presenza elevata di IMCL (lipid droplets, LDs) all’interno della fibra muscolare ed in contatto con i mitocondri intermiofibrillari (che aumentano in seguito a mitocondriogenesi) piuttosto che subarcolemmali. Ma nonostante quest’abbondante presenza di LDs, simile a quella presente in soggetti Obesi o Diabetici T2, questi hanno paradossalmente un’elevata capacità ossidativa, un’ottima sensibilità insulinica, un miglior turnover IMTG (triagliceroli intramiocellulari). Ma com è possibile tutto ciò? Beh, sarebbe troppo lungo e sinceramente complesso descrivere le varie ipotesi avanzate. Certo posso, però, dire che molte si sono concentrate sugli intermedi dell’ossidazione lipidica. Molti ricercatori hanno dimostrato una lipotossicità determinata da intermedi del metabolismo quali Ceramide o DAGs, che “ostacolerebbero” le via di segnale correlata al recettore insulinico (IRSs, PKCs) e alla sintesi di glicogeno (N.B. Un eccesso di carboidrati può provocare uno stato di glucotossicità ed indurre alterazione dell’equilibrio tra miogenesi/adipogenesi/de novo lipogenesi a carico sia della fibra muscolare stessa che al pool delle MySCs, generando anche un eccesso di ROS che creano ulteriori e gravi danni).

Fig.2  http://ajpendo.physiology.org/content/294/2/E203/F1.medium.gif

 

L’interesse verso gli adattamenti che avvengono ha seguito dell’Esercizio Fisico Programmato e Strutturato (soprattutto aerobico ed in parte anaerobico) ha suscitato l’interesse dell’intera comunità scientifica (Progetto “ExGenesis” 2005-2009). È stato dimostrato come la pratica costante e regolare di EF determina il coinvolgimento di “Protagonisti” come il PGC1Alpha (Master della Biogenesi Mitocondriale), NRFs, TFAM, AMPK, Calcineurina/NFAT, CAMKs, IL-6 e tanti altri ancora non meno importanti; tutti correlati, nello stesso tempo, allo “shift” delle fibre muscolari verso il fenotipo ossidativo (fibre Tipo I e IIa). Questo è molto importante tenerlo presente perché si è dimostrato una chiara e diretta correlazione tra eccesso di tessuto adiposo e fibre di tipo ossidativo (Tipo I), stabilendo, quindi, un rapporto inversamente proporzionale tra i due tessuti.

 

Concludendo direi che avete potuto constatare, durante la lettura, la complessità del rapporto tra infiltrazione di tessuto adiposo all’interno del muscolo scheletrico correlato a determinate condizioni. Sono evidentemente necessari ulteriori studi e ricerche, in vitroed in vivo, che possano dare una spiegazione specifica e più veritiera possibile. 

 

Firenze, 16/07/2011

 

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