Prevenzione e stili di vita
Nutrizione nella gestione
dell’infortunio muscolo-scheletrico
Giovanni Montagna*, Sara Rucci*, Styven Tamburo*, Nicola Sponsiello**
Commissione scientifica SINSEB; ** Consigliere nazionale SINSEB (SINSEB, Società Italiana Nutrizione Sport e Benessere)
* Introduzione
Per l’atleta l’infortunio muscolo-scheletrico rappresenta principalmente un impedimento allo svolgimento dell’attività sportiva,
mentre nella popolazione generale, e in particolare nei soggetti
anziani o malati, tale evento può comportare delle implicazioni
cliniche e compromettere lo stato di salute generale. Risulta quindi importante cercare di controllare l’evoluzione fisiopatologica
innescata dall’infortunio al fine di evitare fenomeni di cronicizzazione dell’infiammazione e consentire una risoluzione completa
del trauma.
In seguito all’infortunio si susseguono una prima fase di immobilizzazione/ipotrofia e una seconda fase di ritorno alla mobilità.
Nella prima fase, la cui durata (giorni/mesi) è determinata dal tipo
e dalla gravità del danno muscolo-scheletrico, avvengono cambiamenti metabolici che portano a ipotrofia muscolare con riduzione della forza e della funzionalità 1 2.
Nella seconda fase, le pratiche di riabilitazione e il graduale ritorno all’attività fisica, permettono il recupero del trofismo muscolare e della funzionalità. Se da un lato la gestione del soggetto
infortunato prevede interventi di tipo fisioterapico e riabilitativo,
dall’altro una corretta strategia nutrizionale e un appropriato uso
di supplementi dietetici sembrano poter contribuire ad ottenere
una guarigione ottimale.
Alimentazione e supplementazione possono dunque intervenire:
1) nella modulazione dei processi infiammatori; 2) nella prevenzione dell’eccessiva perdita di massa muscolare e dell’aumento di
grasso corporeo; 3) nel recupero del trofismo e della funzionalità
dei muscoli interessati dall’infortunio.
Evoluzione patogenetica dell’infortunio
Immediatamente dopo un’importante lesione si scatena un processo infiammatorio che svolge il ruolo positivo di innescare i
meccanismi di guarigione dei tessuti. Tuttavia se lo stato infiammatorio si protrae eccessivamente nel tempo, e in alcuni casi si
può parlare di stato infiammatorio cronico, diventa esso stesso
dannoso, perdendo il suo ruolo positivo originario.
È noto da tempo che l’attività fisica, anche in assenza di traumi,
può essere causa di danni muscolari e infiammazioni. Tuttavia il
processo infiammatorio si sviluppa in modo
differente: se in seguito all’infortunio si può
osservare un rapido e marcato aumento
Sepsi
Esercizio fisico
dei livelli circolanti di Tumor necrosis factor
alfa (TNF-α) seguìto dall’aumento dei livelli
IL-6
IL-6
di interleuchina 6 (IL-6), durante l’attività
fisica si osserva lo stesso aumento di IL-6,
TNF
ma senza nessuna variazione dei livelli di
IL-1ra
IL-1ra
TNF-R
TNF-R
IL-10
IL-10
TNF-α (Fig. 1).
L’aumento dei livelli di TNF-α, caratteristico
della fase di immobilizzazione che segue
l’infortunio, causa una riduzione della sintesi proteica, che interessa in particolare
le proteine miofibrillari. Questo processo
Figura 1
Confronto tra variazioni dei livelli circolanti di citochine infiammatorie in seguito a sepsi ed
è indicato come “Resistenza anabolica”
esercizio fisico (da Pedersen & Febbraio, 2008 3).
e risulta essere la principale causa della
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N. 6 • Dicembre 2011
2
perdita di massa muscolare 4. Pertanto se l’aumento dell’assunzione di proteine è efficace per stimolare la sintesi proteica postesercizio nella fase di recupero, non lo è altrettanto nella fase di
immobilizzazione da trauma 5.
Nella fase di ritorno alla mobilità, essendosi progressivamente
ridotti i livelli di TNF-α, è invece possibile sfruttare lo stimolo
metabolico positivo dell’assunzione di proteine di alto valore biologico per il recupero dell’ipotrofia indotta da “bedrest”.
Ciò è particolarmente importante per gli anziani ospedalizzati, la
cui guarigione è spesso rallentata proprio da un apporto calorico
e proteico inadeguato a soddisfare i fabbisogni aumentati a causa
della malattia o dell’infortunio 1 2 4-6.
Perdita di massa muscolare e alti livelli di stress
Quando una prolungata inattività, dovuta a malattie croniche, si
associa a traumi di natura muscolo-scheletrica o ustioni 7 8 le
conseguenze possono essere particolarmente gravi. La perdita
di massa magra in questi soggetti è facilitata e amplificata da
un aumento delle concentrazioni circolanti di ormoni catabolici (adrenalina, noradrenalina, glucagone e cortisolo), in genere
proporzionale alla gravità del danno 8-10. L’aumento cronico del
cortisolo plasmatico sembra essere lo stimolo ormonale primario
per il catabolismo proteico-muscolare 2 11. I glucocorticoidi, inoltre, stimolano l’espressione del gene per la miostatina, enzima
che limita la crescita muscolare 12. L’espressione della miostatina
aumenta, inoltre, con la restrizione calorica in maniera muscolospecifica (cioè è maggiore nel muscolo traumatizzato rispetto agli
altri muscoli) 13. Quindi, in pazienti con patologie croniche che
assumono diete ipocaloriche, tale meccanismo contribuisce ulteriormente all’atrofia muscolare.
Ossido nitrico per una migliore guarigione
La velocità di rigenerazione del muscolo dipende dal tipo e
dall’entità del danno, dalla risposta infiammatoria in atto e dall’integrità dei processi di ricostruzione/rimodellamento muscolare.
Sembra che l’ossido nitrico (NO) eserciti un ruolo significativo in
questi processi.
L’NO è una molecola con funzione vasodilatatoria, coinvolta nei
meccanismi di regolazione della pressione arteriosa e di ossigenazione dei tessuti, oltre ad essere un potente antiossidante.
Per quanto riguarda gli effetti benefici sul recupero da infortunio
l’NO regola l’attività dell’enzima NADPH ossidasi, importante per
l’attività di macrofagi e neutrofili coinvolti nel processo infiammatorio conseguente al danno tissutale. Inoltre, insieme all’enzima
metalloproteinasi (MMP) e al fattore di crescita degli epatociti
(HGF), regola l’attivazione e la differenziazione delle cellule satelliti muscolari. Tale processo viene innescato dall’allungamento e
dalla lesione delle fibre muscolari che possono avvenire in seguito
ad un intenso allenamento, ma soprattutto in caso di un danno da
infortunio e serve a riparare le fibre muscolari.
L’NO, inoltre, inibisce l’espressione locale di Transforming Growth
Factor β (TGF-β) a livello muscolare; da questo fattore dipende
Prevenzione e stili di vita
in parte la formazione di tessuto cicatriziale fibrotico nella fase di
riparazione dei danni a carico delle fibre muscolari, che genera
una parziale perdita di funzione 14.
Intervento nutrizionale nel postinfortunio
Esistono numerose sostanze, prevalentemente di origine vegetale, in grado di contrastare i processi infiammatori e favorire la
rigenerazione dei tessuti in maniera più o meno diretta. Alcune
di queste sostanze sfruttano le loro proprietà antiossidanti; altre
stimolano il reclutamento delle cellule satelliti, favorendo la rigenerazione tissutale, e modulano la risposta immunitaria in senso
anti-infiammatorio 15; altre ancora possono inibire enzimi adibiti
alla distruzione dei tessuti elastici come collagenasi e elastasi 16, o
enzimi che producono citochine pro-infiammatori 17. Tra le sostanze che, tuttavia, hanno dimostrato una certa efficacia, troviamo in
particolare gli acidi grassi omega-3 (ω-3) e omega-6 (ω-6) e gli
aminoacidi essenziali.
Acidi grassi omega-3 ed omega-6
Gli acidi grassi ω-6 e ω-3 costituiscono due particolari classi di
acidi grassi polinsaturi a lunga catena. Negli ω-6 il primo doppio
legame compare a 6 carbòni dall’estremità metilica della catena
acilica, negli ω-3 a 3 carbòni dall’estremità metilica. Per queste
loro caratteristiche chimiche essi non possono essere sintetizzati
dall’organismo, che non possiede gli enzimi in grado di introdurre questi doppi legami e pertanto vanno introdotti con la dieta
(acidi grassi essenziali). All’interno di queste due famiglie esistono
particolari composti con funzione ormonale chiamati eicosanoidi.
Alcuni di essi [ac. arachidonico (ω-6)] danno origine a molecole
con funzione pro-infiammatoria, altri [ac. diomogammalinolenico
(ω-6), ac. eicosapentaenoico (ω-3), ac. docosaesaenoico (ω-3)]
a molecole con funzione antinfiammatoria.
L’acido arachidonico viene assunto come tale con la dieta (principalmente nei cibi contenenti elevate concentrazioni di grassi
animali) oppure viene sintetizzato a partire dall’acido linoleico
(LA), ω-6 contenuto in oli di semi, frutta secca e grassi animali.
Questo processo di sintesi è stimolato dall’insulina, che pertanto
può essere considerata una sostanza pro-ossidante.
L’acido eicosapentaenoico (EPA) e l’acido docosaesaenoico (DHA)
vengono assunti come tali con la dieta (soprattutto pesci grassi: salmone, tonno, sgombro, sardine, anguilla) oppure possono
essere prodotti dal nostro organismo a partire dall’acido alfa linolenico (ALA), ω-3 presente in oli vegetali (lino, colza, soia, germe
di grano) nelle noci e nell’olio d’oliva. La quantità di EPA e DHA
che può essere ottenuta attraverso tale via è nettamente inferiore
a quella ingerita con la dieta. Al fine di attenuare l’infiammazione
attraverso l’intervento dietetico è richiesta una ridotta assunzione
di AA ed un’elevata assunzione di EPA 18-20. Importante è anche
l’assunzione di adeguate quantità di DHA, che ha funzioni sia
metaboliche (regolazione dei lipidi plasmatici), sia strutturali (è fra
i costituenti delle membrane cellulari), nonché un ruolo fonda-
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Nutrizione nella gestione dell’infortunio muscolo-scheletrico
mentale come componente delle membrane neuronali e quindi
nella trasmissione del segnale elettrico.
Diversi studi sugli effetti di una dieta a basso contenuto di AA con
supplementazione di olio di pesce (ricco in ω-3) hanno dimostrato di migliorare i segni clinici di molte di malattie infiammatorie
ed autoimmuni. Un recente studio 21 ha inoltre dimostrato che il
consumo di pesce favorisce il mantenimento della densità minerale ossea, riducendo l’incidenza di fratture osteoporotiche tipiche
dell’invecchiamento.
Aminoacidi essenziali per contrastare la
resistenza anabolica
Numerosi studi hanno dimostrato che gli amminoacidi essenziali
(EAA), e soprattutto la leucina, sono in grado di stimolare la sintesi
proteica muscolare e di contrastare la naturale resistenza allo
stimolo anabolico del soggetto anziano 22-24. L’assunzione di circa
3-4 g di leucina (≈ 0,045-0,06 g/kg) durante i pasti sembra avere
un effetto fortemente stimolante sulla sintesi proteica muscolare.
Qualora non fosse possibile soddisfare tali fabbisogni con l’alimentazione, la leucina potrebbe essere assunta sotto forma di integratori
dietetici. In un recente studio si è visto che una porzione moderata
di proteine alimentari (113 g di carne magra) contiene una quota di
aminoacidi (30 g totali: 10 g di EAA di cui 2,73 g di leucina) capace
di incrementare la sintesi proteica del 50% sia in giovani che in
anziani di entrambi i sessi 25; inoltre l’aumento dell’intake proteico
è associato ad un migliore recupero post-immobilizzazione 26.
La quantità di cibi proteici da assumere per sostenere l’aumento
3
del turnover proteico tipico della fase di recupero da infortunio,
non risulta particolarmente elevata (1,5-2,5 g di proteine per kg di
peso). È fondamentale, comunque, mantenere un adeguato intake di
carboidrati e grassi con particolare attenzione a quelli essenziali (LA
e ALA). Inoltre, non bisogna dimenticare che l’assunzione di quantità
eccessive di proteine, oltre a non essere utile, rischia di favorire la
produzione di scorie dannose e di aumentare lo stress ossidativo.
Importanza di una idonea assunzione calorica
Un ulteriore aspetto da considerare nella fase di recupero da
infortunio muscolo-scheletrico è l’apporto calorico. In questa fase
è importante controllare l’introito calorico per evitare l’aumento di
grasso corporeo sia nell’atleta infortunato che dell’anziano allettato, anche perché il grasso stesso produce sostanze infiammatorie
che non agevolano il recupero muscolare.
Durante il processo di guarigione, la spesa energetica aumenta, in
particolare nella fase iniziale; se il trauma è grave si arriva fino a
circa il 20% in più. Pertanto il dispendio energetico, normalmente
ridotto nell’infortunato rispetto al soggetto sano (a causa dell’immobilizzazione), potrebbe risultare, in questi casi, simile a quello del soggetto non infortunato. Considerando gli effetti negativi
della restrizione calorica sulla sintesi proteica e la sua capacità di
accelerare il catabolismo, è meglio rischiare un leggero aumento di peso piuttosto che un eccessivo catabolismo. In tal senso
è importante che medici e fisioterapisti che seguono il soggetto
infortunato collaborino con un nutrizionista per una stima affidabile del dispendio energetico, tenendo conto anche dell’attività
Tabella I
Indicazioni dietetiche per ottimizzare il recupero post-infortunio muscolo- scheletrico.
Indicazione
Razionale
Dieta giornaliera suddivisa in almeno 5 pasti
Favorire l’utilizzazione delle proteine assunte ed evitare eccessivi aumenti
dei livelli di insulina (effetto pro-infiammatorio)
Alimenti proteici di alta qualità o integratori proteici (Whey proteins, EAA, Stimolare la sintesi proteica contrastando la resistenza anabolica
BCAA, Leu)
Almeno 5 porzioni di frutta fresca e verdura e uso di spezie (es. curry) e Ridurre lo stato infiammatorio e stimolare la riparazione dei tessuti
infusi (es. tè verde) per introdurre una buona quantità di vitamine A, C, E,
minerali e fitocomposti. L’assunzione di vitamine e minerali sotto forma di
integratori può essere indicato in caso di scarsa assunzione con la dieta
Preferire cibi a basso IG (cereali integrali, tofu, kamut, legumi)
Evitare eccessivi aumenti dei livelli di insulina (effetto pro-infiammatorio)
Dieta a basso contenuto di grassi e in prevalenza monoinsaturi (olio di oliva) Evitare gli eccessi calorici e l’accumulo di tessuto adiposo (che produe polinsaturi (avocado e frutta secca), soprattutto essenziali (ω-3 e ω-6)
ce citochine pro-infiammatorie) e avere a disposizione i precursori della
sintesi di citochine antinfiammatorie (PGA delle classi 1 e 3 sintetizzate a
partire da DGLA (ω-6), EPA e DHA (ω-3)
Uso di integratori a base di
1) arginina
2) HMB
3) glutammina
1) Favorisce la riparazione del danno muscolare stimolando la vasodilatazione e la sintesi di collagene
2) Riduce l’attività del complesso ubiquitina-proteasoma (azione anticatabolica) e stimola alla proliferazione delle cellule satelliti e l’aumento
dei livelli di IGF-1 (azione anabolica)
3) Favorisce l’ingresso di acqua, glucosio ed elettroliti nelle cellule, accelerando la sintesi proteica
EAA: aminoacidi essenziali; BCAA: aminoacidi ramificati; Leu: leucina; IG: indice glicemico; PGA: prostaglandine; DGLA: acido diomogammalinolenico; EPA: acido eicosapentaenoico; DHA: acido docosaesaenoico; HMB: Idrossi-metil-butirrato; IGF-1: insulin growth factor 1.
Rivista della Società Italiana di Medicina Generale
4
Prevenzione e stili di vita
effettiva del soggetto (fisioterapia, deambulazione con stampelle,
allettamento, ecc.).
11
Supplementi
Oltre ai benefici di una corretta alimentazione sembra che alcuni
supplementi dietetici stimolino il processo di guarigione muscolo
scheletrica: 1) l’arginina, precursore dell’NO, facilita la riparazione
del danno muscolare stimolando la vasodilatazione e la sintesi di
collagene 27; 2) la L-glutamina, sostanza ad azione trofica sulle
cellule, favorisce l’ingresso di acqua, glucosio ed elettroliti facilitando i processi anabolici per la sintesi di nuovo tessuto 28; 3) l’HMB
(idrossi-metil-butirrato), metabolita della leucina, riduce l’attività del
proteasoma (azione anticatabolica) e stimola la proliferazione delle
cellule satelliti e l’aumento dei livelli di IGF-1 (azione anabolica) 29.
Conclusioni
In conclusione, le strategie alimentari da attuare per favorire un
ottimale recupero post-infortunio mirano a contrastare la resistenza anabolica e ad evitare la cronicizzazione del processo infiammatorio. Gli approcci descritti hanno una certa valenza scientifica
e clinica, mentre altri interventi, come l’aumento di una generica
assunzione di vitamine e oligoelementi (spesso consigliati in questi casi) non ha dimostrato di essere un intervento migliorativo
sull’evoluzione dei processi di guarigione 30.
In Tabella I sono riassunte le principali indicazioni dietetiche utili
per ottimizzare la guarigione da un evento traumatico che interessa il sistema muscolo scheletrico:
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