Scoperta molecola che rinforza i muscoli a seguito dell’attività fisica

Abstract grafico dello studio (credito: DOI: 10.1016/j.cell.2020.08.039, Cell)

In molti avranno notato che quando si inizia un nuovo programma di esercizio fisico o semplicemente ci si mette a fare attività fisica continuata dopo lunghi periodi di inattività, spesso si hanno dei dolori muscolari i quali, in diversi casi, possono ostacolare anche i movimenti più semplici e quotidiani come quello di alzarsi dal letto.
È il segno che i muscoli stanno lavorando e che molto presto si adatteranno al nuovo regime di attività fisica sviluppando più massa muscolare e diventando più resistenti. Ora un team di ricercatori dell’Università di Harvard, Stati Uniti, e dell’Università di San Paolo (USP), Brasile, ha scoperto la molecola che fa da mediatore cellulare per rendere possibile questo importantissimo adattamento.

Succinato, un metabolita che innesca il rimodellamento muscolare

La suddetta molecola è il succinato, un metabolita già conosciuto perché ha anche un ruolo per quanto riguarda la respirazione mitocondriale. Secondo quanto spiega Julio Cesar Batista Ferreira, professore dell’Istituto di Scienze Biomediche (ICB) dell’USP, questo metabolita, nel corso dell’attività fisica, innesca un rimodellamento del tessuto muscolare. Questo avviene con i motoneuroni che cominciano a creare nuove ramificazioni, con le fibre muscolari che diventano più uniformi e con un assorbimento maggiore di zuccheri nel sangue, cosa che fa aumentare la produzione di adenosina trifosfato (ATP) da parte delle cellule. Il risultato? Un aumento dell’efficienza muscolare.

Esperimenti su topi ed esseri umani

I ricercatori hanno svolto esperimenti su topi ed esseri umani. In particolare per questi ultimi i test si sono svolti su volontari sani con un’età compresa tra i 25 e i 35 anni. I volontari dovevano effettuare 60 minuti di esercizio intenso sulla cyclette. I ricercatori analizzavano poi i campioni di sangue prelevati dall’arteria femorale e nelle vene e proprio tramite queste analisi scoprivano che i livelli di succinato aumentavano in maniera sostanziale nel sangue in uscita dal muscolo per poi diminuire nel corso del recupero.

La fuga del succinato dalle cellule muscolari

“Il succinato è un metabolita che normalmente non è in grado di attraversare la membrana cellulare e lasciare la cellula. All’interno della cellula, partecipa al ciclo di Krebs, una serie di reazioni chimiche che si verificano nei mitocondri e provocano la formazione di ATP”, spiega Luiz Henrique Bozi, un ricercatore che ha condotto le indagini mentre era stagista ad Harvard.

Sostegno della proteina MCT1

Secondo Bozi, una volta che c’è bisogno di più energia e una volta che gli stessi mitocondri non riescono a stare dietro questo bisogno brusco, si attiva un sistema anaerobico, ossia un processo che vede la creazione di eccessi di lattato e l’acidificazione delle cellule. A sua volta questo cambiamento del pH porta nuovi cambiamenti nella struttura chimica del succinato in modo che quest’ultimo possa attraversare la membrana muscolare e introdursi nel mezzo extracellulare. Ad aiutare il succinato ad uscire dalle cellule è la proteina MCT1, una proteina già specializzata nel trasportare il monocarbossilato al di fuori delle cellule.

Utilità di queste scoperte

Si tratta di scoperte che potrebbero rivelarsi utilissime per affrontare alcune malattie che vedono alterazioni del metabolismo energetico e l’acidificazione cellulare, in primis le malattie neurodegenerative.

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