Dallo scrittore Myprotein Leonardo Cesanelli, laureato in Scienze e Tecnologie Alimentari, laureando in Nutrition and Functional Food.
L'Ormone GH
Cerchiamo di introdurre alcuni concetti di base in maniera non troppo dettagliata.
Il GH (growth hormone) o STH (somatotropic hormone) è un ormone proteico secreto dall’ipofisi anteriore (adenoipofisi) e la cui principale attività consiste nel promuovere indirettamente lo sviluppo somatico e dunque la crescita dell’organismo.
La secrezione di questo ormone come la maggior parte di quelli secreti nell’adenoipofisi è sotto diretto controllo dell’ipotalamo che attraverso specifici mediatori peptidici (in questo caso parleremo di GHRH gh-releasing hormone e di Somatostatina GHR-IH gh-inhibiting hormone) stimolerà la secrezione di GH da parte appunto di questa ghiandola in modo pulsatile o al contrario (Somatostatina) inibirà la secrezione.
Dunque riassumendo, quando la Somatostatina è alta (rilascio ipotalamico) la secrezione di GH verrà inibita a livello ipofisario, al contrario, il GHRH (secrezione ipotalamica) indurrà l’adenoipofisi a sintetizzare e secernere GH.
? Secrezione
Come accennato il rilascio di GH segue un andamento pulsatile con i picchi maggiori durante il sonno, in particolare nelle prime ore di sonno (picchi massimi ad 1 ora dall’inizio del sonno, fase non-REM), dopo attività fisica, stress, traumi ed infezioni.
In media viene secreto circa 1 mg di GH al giorno.
Oltre al GHRH è bene sottolineare già da ora come la secrezione di GH sia influenzata anche dalla ghrelina e da molti altri fattori in grado di esercitare un effetto stimolatorio indiretto a livello ipotalamico per la sintesi e secrezione di GHRH.
Pertanto, nonostante possano essere considerati questi due “ormoni ipotalamici” i regolatori primari della secrezione di GH è bene sottolineare come siano moltissimi altri i “pathway” attraverso il quale la sintesi e la secrezione di questo ormone viene influenzata da diversi fattori.
Citiamo ad esempio modulatori quali neurotrasmettitori (oppioidi, dopamina, catecolamine…), livelli di glucosio circolante, IGF-I (insuline-like growth factor I) e concentrazione steroidee, di ormoni tiroidei e glucocorticoidi.
Anche età, nutrizione e composizione corporea influenzano il livello e le modalità biosintetiche e di secrezione di GH. (Growth hormone and nutrition - Vance ML1, Hartman ML, Thorner MO.)
Il bersaglio del GH è l’effettore periferico IGF-I (cortico-surrene) che esercita un feedback negativo sullo stesso.
Difatti, l’asse GHRH/SS-GH-IGF-I è regolato da un meccanismo feedback in cui fattori sopracitati come esercizio fisico, sonno, assetto dietetico, ghrelina hanno effetto stimolatorio sia a livello ipotalamico (GHRH) che a livello ipofisario (GH), al contrario alti livelli di IGF-I; GH; e allo stesso modo stato nutrizionale possono avere effetti negativi stimolando il rilascio di somatostatina e inibendo quindi la sintesi e secrezione di GH.
Effetti
Parliamo ora degli effetti del GH. Gli effetti biologici di questo ormone possono essere divisi in effetti di tipo metabolico ed effetti promuoventi la crescita, i primi attribuiti principalmente ad azione diretta del GH mentre i secondi mediati in parte dall’IGF-I (rilasciato dalla cortico-surrene).
Iniziamo analizzando gli effetti biologici relativi ai diversi metabolismi, partendo da quello proteico: pazienti con deficit di GH mostrano in seguito a trattamenti sostitutivi un notevole aumento della massa muscolare associato ad una diminuzione dell’escrezione urinaria di azoto (pertanto considerato ormone anabolico).
Inoltre, anche l’insulina aumenta in seguito a tali trattamenti e poiché anch’essa esercita un notevole impatto anabolico nel metabolismo proteico, il risultato relativo all’aumento di massa muscolare è senz’altro dovuto al binomio GH-Insulina.
Per quanto riguarda il metabolismo lipidico, il GH sembra indurre la lipolisi e aumentare di conseguenza i FFA (acidi grassi liberi) circolanti e la chetonemia (corpi chetonici circolanti derivanti dalla mobilitazione dei FFA dal fegato).
L’effetto lipolitico è però prontamente bilanciato dall’insulina.
Il GH sembra infine in grado di aumentare l’incorporazione e l’ossidazione nel muscolo, nel rene e nel tessuto adiposo riducendo la glicemia nei primi 20 minuti dalla somministrazione (studi effettuati su topi).
Gli effetti insulino-simili sono però transitori e nel giro di qualche ora l’utilizzazione del glucosio si riduce.
Dobbiamo precisare però che sebbene le proprietà anaboliche vengano attribuite al GH, è in realtà l’IGF-I l’ormone anabolico che esegue questo compito, difatti è in grado di stimolare la sintesi di collagene, aggrecano, proteine di legame e in generale la proliferazione cellulare e la proteosintesi.
Questa caratteristica viene spesso erroneamente considerata ad opera del GH poiché come detto, l’IGF-I è strettamente dipendente dalla sua produzione.
GH e Alimentazione
Come detto, in questo articolo cercheremo di valutare e definire l’influenza dello status nutrizionale e dell’esercizio fisico sui parametri appena citati.
Il GH svolge difatti, un’importante azione omeostatica sui substrati energetici, in particolare nelle situazioni in cui la richiesta di taluni substrati risulta essere più marcata (esercizio fisico o digiuno sono correlati ad aumenti di secrezione).
Pertanto, risulta essere estremamente sensibile alle variazioni dei livelli circolanti di tutti i substrati energetici siano essi glucidi, protidi o lipidi.
? Glucidi
Partiamo dai glucidi: sono ormai moltissimi gli studi che dimostrano l’effetto “secretagogo” dell’ipoglicemia sul GH, difatti, l’ipoglicemia insulinica viene considerato ad oggi uno dei più affidabili test di stimolo per la diagnosi delle patologie secretorie di GH.
Al contrario un aumento della concentrazione glicemica produce nel soggetto normale una soppressione della secrezione somatotropinica.
? Amminoacidi
Diversi studi dimostrano come pasti proteici o somministrazione endovenosa di aminoacidi come istidina, fenilalanina e in particolare arginina siano potenti stimolatori della secrezione di GH.
Interessante è il fatto che questi stimoli sembrano agire indipendentemente dal carico glicemico, ovvero, produzione di iperglicemia in corso di carico di arginina non sembrano influenzare minimamente la risposta della stessa sulla secrezione di GH. Al contrario assunzione di arginina insieme a GHRH ne potenzia l’effetto secretorio a livello ipofisario, questo probabilmente per effetto inibitorio dell’arginina sulla somatostatina.
? Lipidi
In questo caso il rapporto regolatorio è di tipo feedback, ovvero, se da un lato il GH stimola la lipolisi e dunque la liberazione dei FFA (acidi grassi liberi) dall’altro il successivo carico lipidico e l’aumento di FFA circolanti risulta avere un effetto inibitorio sulla sintesi e secrezione di GH, quindi sia in modo diretto a livello ipofisario che indiretto a livello ipotalamico.
? Assetti nutrizionali
Dopo aver descritto l’impatto dei macronutrienti, facciamo uno step successivo andando a considerare gli assetti nutrizionali.
I ritmi biologici influenzano le oscillazioni secretorie del GH in modo ultradiano e circadiano anche considerando i pasti: il meccanismo che provoca la secrezione di questo ormone in tal caso è legato agli stimoli secretori che provengono dallo stomaco (ghrelina) e dal duodeno (entero-ormoni) e all’aumento degli aminoacidi e degli acidi grassi assorbiti con la digestione.
Consideriamo ora due condizioni estreme ed opposte malnutrizione ed obesità.
Negli stati di malnutrizione, l’IGF-I risulta essere particolarmente ridotto (anoressia nervosa, celiachia o in genere tutte le malattie infiammatorie a carico dell’intestino).
Anche nel digiuno acuto difatti si osservano riduzioni dell’IGF-I, pochi giorni di digiuno o diete fortemente ipocaloriche producono riduzioni dal 60 al 70% di IGF-I circolante che viene ripristinato alla ripresa del normale apporto calorico. In particolare diete ipocaloriche e/o ipoproteiche risultano essere le condizioni in cui si registrano riduzioni maggiori di livelli di IGF-I.
Tutto ciò si accompagna ad aumenti dei livelli di GH dovuto principalmente all’assenza del meccanismo feedback negativo mediato dall’IGF-I ma anche da una condizione di “resistenza” dei recettori del GH documentata da diversi studi.
All’opposto, nei soggetti obesi, si registra una diminuzione nella produzione di GH, dimostrata da studi condotti già negli anni ’70.
Condizione reversibile (recupero del peso normale) e dunque legata sostanzialmente all’eccesso ponderale.
Nonostante i ridotti livelli di GH, si registrano comunque livelli normali di IGF-I come dimostra il fatto che i bambini obesi non presentano nella maggior parte dei casi difetti nella crescita, anzi spesso i livelli di IGF-I sono particolarmente elevati.
Questo sembra essere dovuto principalmente all’eccesso di nutrienti in circolo e dall’iperinsulinismo riscontrabile nei soggetti obesi.
Ricapitolando, una caduta improvvisa dei livelli plasmatici di uno dei due substrati principali per la produzione di energia, il glucosio o gli acidi grassi, determina un aumento del livello plasmatico di GH. Oppure un pasto ricco di carboidrati determina una rapida riduzione del livello plasmatico di GH, pari ad almeno il 50%.
Mentre un pasto ad alto contenuto proteico o l'infusione di una miscela di aminoacidi determinano un aumento dei livelli plasmatici di GH; l'arginina è, tra gli aminoacidi, quello a più efficace azione stimolante.
Tuttavia anche uno stato ipocalorico prolungato o il digiuno totale stimolano la secrezione di GH. Anche l'esercizio fisico e gli stress provocano un rapido aumento della secrezione dell'ormone.
Oltre ai picchi dei livelli plasmatici determinati da questi fattori, il GH esibisce un picco notturno regolare, che si manifesta un'ora dopo l'inizio della fase del sonno profondo.
Dunque, la secrezione di GH è profondamente influenzata da fattori nutrizionali: un carico di glucosio è in grado di sopprimere la secrezione di GH, mentre il digiuno prolungato si associa con aumento di frequenza e ampiezza dei picchi di GH; anche un pasto iperproteico e l’arginina hanno un effetto di stimolazione.
Cerchiamo di capire come potremmo sfruttare tutte queste informazioni ad esempio nell’assetto nutrizionale e nel timing di assunzione dei nutrienti del pre- e post- workout.
Conclusioni e Aspetti Pratici
Come detto, l’esercizio fisico induce la sintesi e secrezione di GH, questo effetto sembra avere un picco a circa 60’ dall’inizio dell’allenamento, dunque verso il termine dello stesso.
Riprendendo i concetti descritti in precedenza, abbiamo detto che un pasto ricco di carboidrati produrrà un effetto inibente innalzando la glicemia, tuttavia, se questo viene intervallato da esercizio fisico l’effetto inibente sarà seguito da un successivo effetto stimolante.
Cerchiamo di spiegare meglio, diversi studi dimostrano come un carico orale di glucosio in dosi attorno ai 70-80g inibisca il rilascio di GHRH e stimoli quello di somatostatina per 2-3 ore dalla somministrazione ma a distanza di 3-5 ore, in particolare se in questo lasso di tempo venga collocato l’allenamento, si assiste ad un aumento anche potenziato dei livelli di GH, che si protrae per circa 2-4 ore.
A questo punto, sempre considerando quanto detto in precedenza, potremmo modulare il pasto post- allenamento sfruttando questo picco (dovuto alla precoce assunzione di carboidrati e all’effetto dell’allenamento).
La prima cosa che dovremo fornire al nostro organismo è una fonte di carboidrati a medio-alto IG, magari ricca di antiossidanti come frutta essiccata (mirtilli, more, frutti rossi in genere, uvetta, albicocche, ecc…) in dosi contenute per mediare l’azione del IGF-I ma allo stesso modo evitando eccessivi sbalzi glicemici; a questo punto sarà invece molto importante introdurre una fonte aminoacidica (proteica) magari ricca di arginina per potenziare al massimo il rilascio di GH post allenamento.
A tal proposito un pool di aminoacidi essenziali arricchito in BCAA e arginina o proteine ad alto valore biologico e a rapido assorbimento come le isolate del siero del latte sembrano essere le scelte migliori utili allo scopo.
Le fonti proteiche possono anche derivare dagli alimenti naturalmente (albume d’uovo, yogurt magro, ecc…) gli unici inconvenienti potrebbero essere: tempistiche di assimilazione prolungate e comodità, ma nulla ci vieta di attingere dagli alimenti come tali e non da isolati proteici.
In ogni caso, soprattutto per quanto riguarda il carico glucidico pre- e post-workout dovranno essere fatte delle distinzioni legate al soggetto (assetto dietetico) e al tipo di allenamento (soprattutto per il post-) poiché come ben noto tipologie di allenamento diversi sfruttano sistemi energetici diversi e, di conseguenza, sarà necessario reintegrare i macronutrienti in funzione dello stesso.
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