Il tessuto muscolare scheletrico: solo motore biomeccanico oppure anche importante organo endocrino?

A cura del Dr. Cesare Squillace, PhD


È ormai ampiamente accettato dall'intera comunità scientifica che l'esercizio fisico regolare determina una risposta fisiologica di protezione verso molte delle cause di mortalità, e di contrasto verso fenomeni di tipo infiammatorio come l'aterosclerosi e l'insulino-resistenza. Svolgere un regolare esercizio fisico permette alla muscolatura scheletrica non solo di contrarsi, ma anche di secernere e riversare nel torrente circolatorio una citochina anti-infiammatoria: IL-6 (interleuchina 6). Evidenze scientifiche dimostrano che essa stimola la produzione ed il rilascio di altre citochine circolanti quali IL-1ra (inteleukin-1 receptor antagonist) e IL-10 (interleukin 10); inoltre inibisce la produzione di interleuchine pro-infiammatorie come il TNF-α (tumor necrosis factor-alpha). L'IL-6 facilita il turnover dei lipidi, stimola la lipolisi come anche la ß-ossidazione.

Numerose sono le ricerche che sottolineano come l'esercizio fisico regolare induca la soppressione di TNF-α offrendo protezione contro l'insulino-resistenza generata dalla stessa citochina. Recentemente, l'IL-6 è stata definita come la prima “miochina” prodotta e rilasciata dalle singole fibre muscolari scheletriche in seguito alla loro contrazione, esercitando i suoi effetti anche su altri organi del corpo.

Sappiamo che il muscolo scheletrico è il più esteso organo nel corpo umano; la scoperta che la semplice contrazione muscolare si traduce, non solo in una risposta biomeccanica, ma anche nella produzione di citochine anti-infiammatorie apre, a nuovi paradigmi: il muscolo scheletrico è un organo endocrino che attraverso la contrazione stimola la produzione ed il rilascio di citochine, che possono influenzare il metabolismo e modificare la produzione delle stesse nei tessuti e negli organi (figura 1).

Miochine

Fig.1 Il tessuto muscolare scheletrico deve essere considerato un importante organo endocrino, che esprime e rilascia citochine (definite anche miochine) nel torrente circolatorio e potenzialmente influenzano il metabolismo e lo status infiammatorio nei tessuti e negli organi (da Pedersen BK, 2006).

 

Durante condizioni di sepsi ed in modelli sperimentali, la cascata di citochine comprende TNF-α, IL-1 ß, IL-6, IL-ra, sTNF-R ed IL-10. Le prime due citochine risultano essere TNF-α ed IL-1ß, prodotte localmente. Queste citochine sono riconosciute classicamente come pro-infiammatorie. Queste stesse stimolano la produzione di IL-6 che è stata classificata con azione sia pro che anti-infiammatoria. Le citochine prodotte durante l'esercizio fisico differiscono da quelle presenti in seguito ad infezioni. Il fatto che le classiche citochine pro infiammatorie, TNF-α e IL-1ß, in generale non aumentino con l'esercizio indica che la cascata di citochine indotta dall'esercizio fisico differisce da quella indotta da una comune infezione.

La prima citochina rilasciata nel torrente circolatorio, durante l'esercizio fisico, è l'IL-6. I livelli circolanti della stessa aumentano in modo esponenziale (100 volte di più) in risposta all'esercizio, e diminuiscono nel periodo post esercizio (figura 2).

 

Miochine 1

 

Fig. 2 Durante uno stato infiammatorio cronico causato da un'infezione di tipo sistemica (sx), la cascata di citochine entro le prime ore è rappresentata dal TNF-α, IL-6, IL-1ra, sTNF-R e IL-10. Le citochine in risposta all'esercizio (dx) non comprendono TNF-α ma mostrano un marcato aumento dell'IL-6, che è seguita dall'IL-ra, sTNF-R ed IL-10. Non si evidenziano aumenti nei livelli della proteina C reattiva (PCR) (da Pedersen BK, 2006).

 

Riassumendo possiamo affermare che svolgere un regolare esercizio fisico genera una risposta anti-infiammatoria che si esplica attraverso la produzione di una citochina importante come l'IL-6. Essa agisce su diversi tessuti e nello stesso tempo stimola la produzione di IL-ra ed IL-10, inibendo la citochina pro infiammatoria TNF-α. Quindi il muscolo scheletrico, attraverso la semplice contrazione muscolare, produce e rilascia “miochine” che mediano gli effetti benefici dell'esercizio fisico e giocano un ruolo fondamentale, proteggendo e contrastando uno stato di infiammazione cronica come quello presente nelle malattie cardiovascolari e nel diabete tipo 2.

 

Bibliografia

 

Brandt C, Pedersen BK., 2010, The role of exercise-induced myokines in musclehomeostasis and the defense against chronic diseases, J Biomed Biotechnol.

 

Helmark IC, Mikkelsen UR, Børglum J, Rothe A, Petersen MC, Andersen O, Langberg H, Kjaer M., 2010, Exercise increases interleukin-10 levels bothintraarticularly and peri-synovially in patients with knee osteoarthritis: arandomized controlled trial, Arthritis Res Ther.

 

Pedersen BK, Febbraio M., 2005, Muscle-derived interleukin-6--a possible linkbetween skeletal muscle, adipose tissue, liver, and brain, Brain Behav Immun.

 

Pedersen BK, 2006, The anti-inflammatory effect of exercise: its role in diabetesand cardiovascular disease control, Essays Biochem.

 

Pedersen BK. 2009, The diseasome of physical inactivity--and the role of myokinesin muscle--fat cross talk., J Physiol.

 

Pedersen BK., 2011, Exercise-induced myokines and their role in chronic diseases.
Brain Behav Immun.



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Ultima modifica dell'articolo: 17/06/2016