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L’esercizio fisico promuove la salute psico-fisica, aumenta la qualità e l’aspettativa di vita. I meccanismi coinvolti sono numerosi, alcuni noti, altri ancora poco chiari. A tal proposito si colloca la riflessione sulla funzione del lattato rispetto alle malattie cardiovascolari.
I tanti benefici dell’attività fisica
I vantaggi riconducibili all’esercizio fisico sono molteplici, in sintesi:
- permette un miglior controllo del peso;
- contrasta molti fattori di rischio e patologie (diabete, ipertensione, ipercolesterolemia, aterosclerosi eccetera);
- promuove l’efficienza energetica e la funzionalità motoria;
- regola alcuni stimoli fisiologici come il sonno, la fame e la sete;
- favorisce il mantenimento di normali livelli di libido ed eccitazione;
- sostiene la socialità;
- migliora l’umore e si oppone a sintomi psicologici disagevoli.
Quale e quanto allenamento?
Molti si chiedono: “Quale e quanta attività sarebbe consigliato svolgere?” In realtà, buoni risultati si possono ottenere rispettando carichi allenanti piuttosto differenti. Dai 18 anni in poi, l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) consiglia di fare almeno:
- 150-300 minuti settimanali di attività fisica aerobica di moderata intensità;
- 75-150 minuti settimanali di attività fisica aerobica a intensità vigorosa;
- una combinazione equivalente delle due.
Inoltre, suggerisce di cimentarsi in attività di potenziamento muscolare a intensità moderata o maggiore, che coinvolga tutti i principali gruppi muscolari, per almeno 2 o più giorni alla settimana.
In terza età, raccomanda di svolgere attività varie e multicomponenti, che enfatizzino l’equilibrio funzionale e l’allenamento della forza a intensità moderata o superiore, per 3 o più giorni alla settimana, per migliorare la capacità funzionale e prevenire le cadute.
In generale, l’ideale è limitare la quantità di tempo trascorso in sedentarietà, sostituendolo con esercizio fisico.
La funzione del lattato nelle malattie cardiovascolari
Meglio più lavoro meno intenso, o meno lavoro più intenso? Forse la risposta giusta includerebbe una combinazione dei due. Tuttavia, la sperimentazione clinica sta riconoscendo alle attività vigorose un numero crescente di benefici.
Una recente Review intitolata “The role of lactate in cardiovascular diseases”, di Jun Ouyang, Hui Wang e Jiangnan Huang ha integrato la ricerca esistente sul ruolo del lattato (un residuo del lavoro muscolare intenso) nel processo patofisiologico delle malattie cardiovascolari, per chiarirne l’importanza.
Le conclusioni sono interessanti. Avvalorano ulteriormente l’ipotesi che l’esercizio fisico vigoroso possa conferire vantaggi apprezzabili nel miglioramento della salute, con particolare riferimento al ruolo del lattato nella prevenzione di: infarto miocardico acuto, insufficienza cardiaca, fibrillazione atriale e aterosclerosi.
Cosa è il lattato, dove viene prodotto e perché
In breve, il lattato è la molecola rimanente dal metabolismo anaerobico lattacido (LAM, da lattacid anaerobic metabolism). Cioè è la via biochimica che permette di ottenere energia (ATP, da Adenosin Tri-Phosphate) senza l’uso di ossigeno, grazie all’azione dell’enzima lattato deidrogenasi (LDHA/B).
Può anche essere prodotto dal catabolismo della glutammina. Le cellule e i tessuti che usano di più questo metabolismo sono il muscolo, i globuli rossi e la midollare del surrene. Il LAM è particolarmente utile quando la richiesta di ATP risulta “troppo” urgente e/o elevata. Ciò avviene negli sforzi di forza o potenza (dopo l’esaurimento dell’ATP e della fosfocreatina, nel metabolismo anaerobico alattacido). Succede anche in quelli di resistenza (metabolismo aerobico) che oltrepassano la soglia anaerobica.
Come avviene la produzione di lattato?
In sintesi: la produzione di lattato è una conseguenza dell’eccessiva richiesta di nicotinammide adenina dinucleotide in forma ossidata (NAD+) nel processo di glicolisi, rispetto alla sua effettiva disponibilità nel citosol. Il NAD è una biomolecola che permette di trasferire gli elettroni, legando H+. Non essendo continuamente disponibile, rappresenta però un coenzima ossidoriduttivo limitante.
Per sopperire alla richiesta di NAD+, e in presenza di elevati livelli della sua forma ridotta (NADH), la glicolisi anaerobica spinge il piruvato ottenuto dalla divisione del glucosio a “farsi carico” del catione idrogeno (H+), divenendo lattato. Ciò significa che, contrariamente a quanto molti pensano, il lattato non è un fattore acidificante, bensì una molecola tampone nei confronti dell’H+.
Che fine fa il lattato? Acido lattico e gluconeogenesi
Se da un lato il LAM risulta molto efficace, perché soddisfa velocemente la domanda di energia, dall’altro è anche poco efficiente e auto-limitante. Esso impiega, infatti, grosse quantità di glucosio rispetto all’ATP ottenuta, e perché, nonostante l’effetto tampone del lattato, presto o tardi l’ambiente cellulare tenderà comunque ad acidificarsi, rendendo impossibile mantenere lo stesso ritmo di lavoro.
La creazione del lattato rappresenta una sorta di “debito energetico”, che l’organismo pagherà fondamentalmente attraverso due meccanismi:
- lasciandolo alle cellule muscolari tipo I, quelle lente ossidative, che sono capaci di rimuovere l’H+ e utilizzare il piruvato rimanente come substrato ossidativo;
- riversandolo nel torrente circolatorio sanguigno.
Quando è nel sangue, raggiunge il fegato per seguire un percorso “inverso”, responsabile della risintesi di glucosio, chiamato gluconeogenesi o ciclo di Cori o neoglucogenesi. E arriva negli altri organi, soprattutto cuore e cervello, che possono usarlo in maniera diretta per produrre energia.
Anche nel sangue, tuttavia, sono presenti H+ residui dall’idrolisi dell’ATP (processo che avviene grazie l’enzima ATPasi). Siccome il lattato possiede la capacità di legare un ulteriore H+, agisce ulteriormente da tampone, diventando acido lattico.
In che modo il lattato ha la funzione di promuovere la salute vascolare?
Ouyang J. et al (2023) hanno osservato che, in presenza di malattie cardiovascolari come infarto miocardico acuto (IMA), insufficienza cardiaca, fibrillazione atriale (FA) e aterosclerosi, il processo di glicolisi risulta modificato.
In passato, il ruolo del lattato come parametro biochimico, non è stato particolarmente valorizzato. Solo recentemente è stato gradualmente identificato come un fattore importante per alcune funzioni biologiche e nelle malattie cardiovascolari.
La sua produzione, la regolazione del trasporto e la modulazione dei livelli di lattato/acido lattico circolante potranno risultare utili come potenziali strategie per il trattamento di queste condizioni mediche.
Altre funzioni del lattato
Oltre a rappresentare un prodotto di scarto metabolico e un substrato per la neoglucogenesi, il lattato è anche coinvolto nella crescita e nello sviluppo degli organi. Inoltre, agisce nel coordinamento dello sviluppo vascolare e del comportamento delle cellule progenitrici nella neocorteccia (osservato nei topi).
Può anche agire come segnalatore nel mantenimento dell’omeostasi degli organelli subcellulari e nel dialogo tra neuroni. Può poi modulare l’immunità e regolare direttamente la funzione proteica per controllare la proliferazione cellulare.
In ultimo, il lattato può fungere da substrato di modifica epigenetica, causando la lattilazione dei residui di lisina istonica o non istonica, che regola quindi la trascrizione genica o la funzione proteica.
Il lattato viene trasportato nel corpo grazie ad appositi trasportatori (MCT e SMCT) e ai loro recettori (GPR81), che sembrerebbero coinvolti nell’insorgenza e nello sviluppo di molte malattie, in particolare tumorali. Inoltre, in molte malattie cardiovascolari, come l’infarto miocardico, l’insufficienza cardiaca, la fibrillazione atriale (FA) e l’aterosclerosi, il livello di lattato e la funzione o l’espressione degli MCT risultano alterati.
L’integrazione artificiale o una riduzione del contenuto di lattato nel corpo o la manipolazione degli MCT a livello dell’organismo o della cellula influiscono sui livelli di lattato intracellulare ed extracellulare e, in modo significativo, sullo stato di malattia.
Ruoli, più o meno riconosciuti, dell’acido lattico nelle patologie cardiovascolari
Il lattato ha, quindi, funzione di importante indicatore prognostico delle malattie cardiovascolari.
In estrema sintesi, lo studio afferma che il lattato:
- è importante per il mantenimento dell’omeostasi miocardica, non solo riferita ai cardiomiociti (cellule contrattili del cuore), ma anche ai fibroblasti (cellule che producono matrice per il tessuto);
- svolge un ruolo in diverse importanti funzioni fisiologiche durante l’insufficienza cardiaca;
- potrebbe avere importanza sull’infarto del miocardio, ma l’effetto preciso può dipendere dal tipo di cellule coinvolte, dallo stadio della malattia, dalla presenza di malattie concomitanti eccetera;
- potrebbe essere utilizzato nel trattamento della fibrillazione atriale, anche se non è chiaro se la lattilazione partecipi anche all’insorgenza e allo sviluppo della patologia;
- influenzando le cellule muscolari lisce vascolari, endoteliali vascolari e macrofagi, incide anche sull’insorgenza e lo sviluppo dell’aterosclerosi;
- determinando la lattilazione, svolge un ruolo cruciale nel campo delle malattie cardiovascolari e di altre malattie gravi. La sua regolazione potrebbe costituire una strategia per trattare varie patologie.
Conclusioni
L’esercizio fisico è un fattore protettivo nei confronti di molte malattie, quali causa di morte, invalidità, peggioramento dello stile di vita e dipendenza dai farmaci o altri trattamenti medici. I vantaggi dell’attività fisica sul metabolismo, sulla fitness e sulla funzionalità respiratoria, muscolare e cardiocircolatoria, sono ampiamente documentati. Lo stesso in merito all’azione trofica e rigenerante sull’osso e sulle cartilagini. Sia l’allenamento ad intensità sostenuta, sia l’allenamento della forza, sfruttano anche il metabolismo anaerobico lattacido, che, usando il glucosio come substrato, liberano lattato.
Il lattato è una molecola tampone sull’acidità intracellulare (da H+) e può venire smaltito dalle fibrocellule I o immesso nel circolo sanguigno dove, ulteriormente tamponando il pH plasmatico, diventa acido lattico – poi, riconvertito in glucosio dal fegato. Il lattato/acido lattico svolge, tuttavia, numerose altre funzioni. Una di queste è il supporto energetico della muscolatura cardiaca.
Non solo per questo, la ricerca scientifica ha identificato numerosi possibili meccanismi in base ai quali il lattato potrebbe avere una funzione protettiva sul cuore e indicazioni terapeutiche per le malattie cardiovascolari. La produzione e/o il trasporto di lattato, la modifica epigenetica da esso indotta (in particolare, della lattilazione) e la manipolazione dei suoi livelli circolanti può costituire una futura strategia di trattamento delle malattie cardiovascolari.
