Gli integratori vitaminici più diffusi sono le vitamine C ed E, con il 20% della popolazione che ne ha fatto uso (C.L. Rock., et all., 2004).
Per quanto riguarda gli effetti antiossidanti delle vitamine C ed E negli esseri umani, (C. Yfanti et all., 2011) hanno dimostrato che non ci sono effetti negativi sulle risposte adattive del muscolo scheletrico alla formazione di resistenza, come l’aumento delle proteine mitocondriali e degli enzimi antiossidanti in seguito alla supplementazione di vitamina C (500 mg/die) ed E (400 IU/giorno). (C. Yfanti., et all., 2010).
I risultati nei roditori sono multipli e discordanti.
Diversi studi riportano che la vitamina C o E, assunte separatamente o insieme, riducono i markers muscolari della biogenesi mitocondriale o degli enzimi antiossidanti dopo l'allenamento di endurance M.C. (Gomez-Cabrera., et all., 2008); (P. Venditti., et all., 2014) mentre altri non riportano alcuna variazione degli stessi in seguito ad un allenamento di endurance (N.A. Strobel., et all., 2011); (K. Higashida., et., all 2011).
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Tuttavia studi sull’uomo hanno dimostrato, che non ci sono adattamenti significativi nel muscolo scheletrico dopo l’allenamneto di endurance in seguito alla supplementazione di vitamina C (1g/d) con vitamina E (D. Morrison., et all., 2015).
Ristow e colleghi, sono stati i primi a riportare che 1 g/die di vitamina C assunta con 400 UI/die di vitamina E nell’uomo, riducono le risposte dell’mRNA in diversi markers della biogenesi mitocondriale e degli enzimi antiossidanti in seguito all’esercizio di endurance. (Ristow., et all., 2009)
Paulsen e colleghi hanno osservato che, nell’uomo, dopo l'allenamento, l'aumento della proteina COX IV e i livelli citosolici di PGC-1α sono stati ridotti in seguito alla supplementazione con 1 g/die di vitamina C e 260 UI/die di vitamina E. (G. Paulsen., et all., 2014).
Recentemente, Mason et al. hanno scoperto che 1 g/die di vitamina C, con 400 UI/die di vitamina E nell'uomo riduce l'aumento della proteina TFAM nei muscoli scheletrici e l'attività degli enzimi SOD.
Tuttavia, altri adattamenti muscolari, che si riflettono nei livelli dei contenuti mitocondriale, non vengono ridotti, come per esempio l’auemento dell’attività della citrato-sintetasi. (S. Larsen., et all., 2012).
Pertanto, sembra evidente che, nell'uomo, la supplemenatzione giornaliera di 1 g/die di vitamina C in con la vitamina E 400 UI/die ostacoli alcuni adattamenti del muscolo scheletrico all'allenamento di endurance. (C. Yfanti., et all., 2011).
Tuttavia, i risultati emersi da questi studi sembrano essere correlati alle dosi più elevate di vitamina C (1g/die) piuttostoi che alla vitamina E (400 UI/die). (C. Yfanti., et all., 2012). Inoltre non ci sono state evidenze per quanto riguarda il migliormaneto del VO2max e della performance in seguito a supplementazione vitaminica.
Saranno quindi necessari studi futuri per verificare i reali effetti della supplemenatzione vitaminica.
Il NAC è un potente scavenger di RONS. (Y. Zhang., et all., 2014).
Tuttavia, ci sono solo pochi studi riguardanti il NAC, i quali però suggeriscono che esso, nell’uomo, ostacoli gli adattamenti dei muscoli in seguito all’allenamento di endurance. L’assunzione di NAC durante l'esercizio di endurance nell'uomo attenua, nel muscolo, la fosforilazione di JNK, ma non la fosforilazione di p38 MAPK, ERK1/2 o AMPK (A.C. Petersen., et all., 2012); inoltre riduce gli aumenti dei livelli di mRNA di SOD2, ma non di PGC-1α. (A.J. Trewin., et all., 2015).
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L'impatto della NAC sugli adattamenti all'allenamento dei muscoli scheletrici, in particolare in seguito alla supplementazione attraverso l'uso di integratori orali, deve ancora essere esaminato.
Pertanto, sono necessari ulteriori studi sull'uomo per esaminare se la supplementazione di NAC ostacola gli adattamenti muscolari in seguito all'attività fisica nell'uomo.
Il coenzima Q10 ha un ruolo funzionale nel metabolismo energetico e nella fosforilazione ossidativa mitocondriale (K.Mizuno., et all., 2008).
Possiede anche proprietà antiossidanti e può aiutare nel riutilizzo di altri antiossidanti cellulari (F.L. Crane., 2001).
Sono stati riportati miglioramenti in alcuni aspetti delle prestazioni degli esercizi, incluso il mantenimento della massima velocità ciclica durante l'esercizio fisico in individui sani e il raggiungimento di una maggiore potenza ciclica alla fatica nei ciclisti addestrati (A.Bonetti., et all., 200).
Alcuni studi non hanno riportato alcun effetto sulla funzione muscolare in seguito alla supplementazione con il coenzima Q10 (M. Mizuno., et all., 1997).
Gli studi effettuati hanno utilizzato dosaggio diversi (da 100 mg / giorno a 300 mg / giorno per 8 giorni a 6 mesi), diversi programmi di allenamento, e soprattuto i campioni utilizzati erano differenti inclusi soggetti allenati e non allenati.
Pertanto, non essendo chiari i dosaggi, i programmi di allenamento e lo stato dei soggetti; è difficile riconciliare chiaramente gli effetti benefici della supplementazione di coenzima Q10 sulla funzione contrattile del muscolo scheletrico. (C. Malm., et all., 1997).
Sono necessari ulteriori studi per valutare meglio il potenziale del coenzima Q10 come integratore.
Altri studi sono stati fatti testando il resveratrolo ed osservando i suoi effetti sulla biogenesi mitocondriale durante l’attività muscolare.
Il resveratrolo è un polifenolo che ha proprietà antiossidanti (S. Selvaraj., et all., 2012); ed è anche noto per attivare sirtuin1 (SIRT1) e AMPK.
A causa della sua probabile capacità di stimolare SIRT1 e AMPK (J.A. Baur., 2010); nei roditori sembra agire attraverso questa via per incrementare l’espressione di PGC-1α e quindi la biogenesi mitocondriale nel muscolo scheletrico (L. Price., et all.,2012); (M. Lagouge., et all., 2006).
Tuttavia, in uomini sani, l'integrazione con resveratrolo (250 mg/die) in condizioni basali e non allenati; per 8 settimane non aumenta la fosforilazione delle chinasi di segnalazione
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dello stress AMPK, p38 MAPK, JNK o alterare i livelli di mRNA di PGC-1α nel muscolo scheletrico (J. Olesen., et all., 2014).
Diversi studi eseguiti sui roditori hanno studiato l'impatto della supplementazione di revesterolo durante l'allenamento di endurance.
L'impatto del resveratrolo sugli adattamenti all’allenamento come l’aumento della biogenesi mitocondriale, delle difese antiossidanti e delle prestazioni di endurance sono stati ampiamenti discussi negli studi effettuati sui roditori da Mankowski et al. (R.T. Mankowski., et all., 2015).
Tuttavia, nell’uomo, non sono stati riscontrati effetti in seguito alla supplementazione con resveratrolo (150-250 mg/die) durante l’attività di endurance nell’aumento dell’attività muscolare o sull'attività enzimatica delle proteine mitocondriali o degli enzimi antiossidanti (T.D. Scribbans., et all., 2014).
Pertanto, l'aumento del contenuto mitocondriale del muscolo scheletrico dopo l'allenamento non sembra ostacolato dal resveratrolo.
Tuttavia, l'impatto del resveratrolo a livello dell'espressione genica nei muscoli scheletrici e a livello della performance non è chiaro.
Si è visto che in soggetti maschi giovani il resveratrolo previene aumente nell’espressione genica di PGC-1α, SIRT1 e SOD2, in seguito a quattro settimana di esercizio di endurance. Cosa che non possiamo sostenere per soggetti maschi anziani. (L. Gliemann., et all., 2015). Sembra che in soggetti anziani il resveratrolo diminuisca gli aumenti del massimo consumo d’ossigeno in seguito ad esercizi di endurance.
Ciò non si è verificato in soggetti giovani.
Non sembra che l’aumento del contenuto mitocondriale sia ostacolato dal resveratrolo. Ciò nonstante, altri studi futuri sono necessari per capire le reali azioni del resveratrolo sulla biogenesi mitocondriale.
Probabilemte le discrepanze rilevate tra gli studi effettuati su umani e roditori sono da attribuire in parte alle differenze di dosaggi (J.M. Smoliga., et all., 2013); e/o alla scarsa biodisponibilità del resveratrolo nell’uomo, in particolare dopo la somministrazione orale. (T. Walle., et all., 2004); (J.M. Smoliga., et all., 2011)
La maggior parte del resveratrolo ingerito per via orale viene assorbito dall'uomo, viene ampiamente metabolizzato attraverso i processi di solfatazione e glucuronidazione nelle cellule intestinali e nel fegato (E. Wenzel., et all., 2005).
Pertanto, solo una piccola parte del resveratrolo appare nel plasma (C. Andres-Lacueva., et all., 2012).
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Le concentrazioni raggiunte nei modelli animali possono quindi superare il livello raggiungibile nell’uomo.
Un limite dell’attuale ricerca sull’uomo è dato dai bassi dosaggi di resveratrolo (<2g trans- resveratrolo/die); poiché; è vero l'integrazione a dosi più elevate di resveratrolo (>2g di trans-resveratrolo / giorno) porta ad un aumento delle concentrazioni plasmatiche; ma è anche vero che tale aumento è associato a un rischio potenzialmente maggiore di riscontrare effetti collaterali (V.A. Brown., et all., 2010).
Inoltre è stato dimostrato che nei roditori il resveratrolo, oltre ad attivare SIRT1 e AMPK (H. Yun., et all.,2014); induce attività enzimatica antiossidante e migliora lo stress ossidativo nei muscoli.
(N.L. Price., et all., 2012).
Risultati in giovani topi adulti che hanno intrapreso ripetute contrazioni isometriche; con la sopplementazione del resveratrolo (156 mg / kg / giorno per 10 giorni) mostrano un'attivazione attenuata indotta dall'esercizio della xantina ossidasi, un miglioramento dello stress ossidativo con un aumento del GSH/GSSG; un aumento dell'attività di SOD2 e un miglioramento della contrazione muscolare isometrica durante l'esercizio. (M.J. Ryan., et all.,2010)
Tuttavia, resta da verificare se tali risultati siano riproducibili anche nei muscoli scheletrici dell’uomo.
Pertanto, sono necessarie ulteriori ricerche prima di poter trarre conclusioni convincenti in relazione agli effetti della supplementazione di resveratrolo sull’attività del muscolo scheletrico.
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6. SCOPO DEL LAVORO
Scopo del lavoro è stato quello di valutare, in un modello murino, l’attività antiossidante tissutale della corteccia prefrontale, dove sappiamo essere coinvolte le aree motorie; in seguito ad ischemia da riperfusione, quindi in seguito alla mancanza per un periodo, più o meno lungo di ossigeno e nutrienti.
I ratti sono stati trattati con attività fisica e con supplementazione con antiossidanti naturali e successivamente è stata indotta ischemia da riperfusione.
Sappiamo che il processo ischemico ha come risultato infiammazione, stress ossidativo, e conseguente danno ai tessuti coinvolti.
Diversi meccanismi sono coinvolti in questo fenomeno tra i quali: • Attivazione dell'enzima xantina ossidasi;
• Produzione di nitroperossido; • Disfunzioni mitocondriali;
• Richiamo di cellule infiammatorie.
Per questi motivi è stata studiata l’interazione tra attività antiossidante tissutale, attività fisica e supplementazione antiossidante.