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Quando si interrompe l’allenamento per qualche settimana, la paura è quella di perdere tutto il lavoro fatto. Un recente studio dell’Università dell’Illinois sull’ampio tema della memoria muscolare mostra invece un quadro diverso.
In sintesi, i ricercato hanno rilevato che i muscoli conservano una traccia dell’attività svolta in passato. Quest’ultima permette loro di reagire più rapidamente ed efficacemente quando si torna ad allenarsi.
Tale forma di memoria muscolare non riguarda soltanto la forza o la capacità di rifare un gesto tecnico, ma un vero e proprio adattamento cellulare e metabolico che persiste anche dopo un periodo di inattività.
Cos’è la memoria muscolare in senso biologico
Nel linguaggio comune si parla di memoria muscolare quando si riesce a ripetere un movimento appreso.
Nel contesto di questo studio il termine assume un significato più specifico. È la capacità del muscolo di conservare modifiche strutturali e soprattutto metaboliche che ottimizzano la risposta a un successivo allenamento, anche dopo settimane di stop.
Il cuore di questa memoria sembra risiedere nei mitocondri, responsabili della produzione di energia, più che nel numero dei nuclei delle fibre muscolari come suggerito da ipotesi più tradizionali.
Lo studio: come è stata testata la memoria muscolare
Il modello sperimentale utilizzato è basato su topi maschi C57BL/6 che praticavano un esercizio di resistenza spontaneo attraverso una ruota da corsa. Il protocollo prevedeva tre fasi di quattro settimane ciascuna:
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train: accesso alla ruota (allenamento) oppure gabbia statica (sedentarietà).
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detrain: tutti i topi in gabbie senza ruota, simulando uno stop totale.
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retrain: alcuni topi tornavano ad avere la ruota, altri rimanevano sedentari.
Per distinguere la memoria dall’effetto dell’allenamento in sé, un gruppo separato correva solo nell’ultima fase, senza alcun precedente ciclo di training.
Inoltre, metà degli animali era alimentata con una dieta standard e metà con una dieta ricca di grassi, per verificare se la nutrizione interferisse con la memoria muscolare.
I ricercatori hanno misurato composizione corporea, peso dei singoli muscoli, dimensione e tipo delle fibre, sintesi proteica e numerosi parametri mitocondriali attraverso analisi genetiche, proteiche ed enzimatiche.
Cosa emerge sul piano della composizione corporea
Nei topi alimentati con dieta standard, l’allenamento riduce l’aumento di peso e di massa grassa tipico della sedentarietà. Lo stop di quattro settimane porta a un aumento del grasso.
Gli animali con una storia di esercizio, però, mantengono comunque un rapporto massa magra/massa grassa più favorevole rispetto ai sedentari.
La parte più interessante è il comportamento durante il retraining. Nonostante corrano meno chilometri rispetto al primo ciclo, la massa grassa diminuisce e quella magra aumenta di più rispetto agli animali che si allenano per la prima volta.
Negli animali con dieta ad alto contenuto di grassi si osserva un andamento simile. Anche in questo caso l’esercizio contrasta l’aumento di peso indotto dalla dieta. Dopo il detraining si verifica un significativo accumulo di grasso, ma il retraining migliora nuovamente la composizione corporea, pur con un volume di esercizio ridotto.
Ciò suggerisce che la memoria muscolare conserva un vantaggio metabolico anche in condizioni nutrizionali sfavorevoli.
Il ruolo della dieta e la resistenza agli effetti dell’obesità
La dieta ad alto contenuto di grassi è nota per compromettere la funzione mitocondriale, ridurre la capacità ossidativa e favorire un profilo muscolare più glicolitico.
In questo studio, tuttavia, la memoria dell’esercizio si dimostra in grado di opporsi parzialmente a questi effetti. Gli animali con dieta ricca di grassi ma con una storia di allenamento mostrano comunque una robusta risposta al retraining: maggiore peso muscolare, fibre più ossidative e un aumento degli enzimi deputati all’ossidazione degli acidi grassi.
La memoria muscolare non elimina le conseguenze di una dieta obesogena, ma garantisce una maggiore resilienza metabolica rispetto alla sedentarietà.
Cosa accade realmente al muscolo
La memoria muscolare diventa ancora più evidente osservando la massa e la struttura dei singoli muscoli. Dopo il retraining, i topi che avevano già affrontato un primo ciclo di allenamento mostrano un aumento significativo del peso di diversi muscoli delle zampe posteriori, come tibiale anteriore, gastrocnemio, plantare e soleo.
Questo incremento non si osserva negli animali allenati solo nell’ultima fase, nonostante il loro volume di corsa fosse simile a quello dei retrained.
Questo indica che il muscolo con una storia di training risponde in maniera più efficace allo stimolo successivo.
I mitocondri come luogo della memoria muscolare
La parte più innovativa dello studio riguarda la scoperta che la memoria muscolare ha una forte componente mitocondriale.
Attraverso l’analisi dell’espressione genica (RNA-Seq) è emerso che il retraining attiva in modo marcato i geni legati alla fosforilazione ossidativa (OxPhos), suggerendo una riorganizzazione delle funzioni mitocondriali.
Questi geni codificano per componenti localizzate nella membrana interna del mitocondrio, nella matrice e in altre aree legate alla produzione di energia. La percentuale di geni mitocondriali attivati dopo retraining raggiunge quasi il 94% nel caso della dieta standard e il 93% con la dieta ricca di grassi.
Il dato genetico è supportato da quello proteico ed enzimatico. Dopo il retraining aumentano specifici complessi della catena respiratoria, in particolare il complesso IV, e cresce l’enzima ACADL, chiave per l’ossidazione degli acidi grassi.
Nei topi con dieta standard aumenta anche l’attività della citrato sintasi, un marcatore di densità mitocondriale. Con la dieta ricca di grassi la citrato sintasi non aumenta, pur essendoci un’attivazione trascrizionale dei geni mitocondriali. Questo è un segno che l’adattamento energetico in condizioni obesogene è più complesso, ma non annullato.
Nel complesso la memoria muscolare sembra risiedere nella capacità dei mitocondri di riorganizzarsi e potenziarsi in risposta a un nuovo ciclo di esercizio. Il primo allenamento prepara il terreno, il periodo di stop non cancella questa impronta e il retraining ne rivela tutta la potenzialità.
Quanto dura la memoria muscolare
Lo studio non definisce un limite temporale assoluto, ma mostra che un ciclo di allenamento di quattro settimane lascia modifiche metaboliche e strutturali che persistono dopo quattro settimane di inattività e diventano pienamente visibili al successivo retraining.
Le analisi effettuate una settimana dopo la fine di ogni fase confermano che gli adattamenti non sono solo acuti. Parte della riorganizzazione mitocondriale e della predisposizione alla crescita rimane attiva oltre la fine dello stimolo.
Implicazioni per la salute fisica e cognitiva
Le applicazioni di questi risultati vanno oltre il semplice allenamento.
Gli autori sottolineano come la comprensione della memoria muscolare possa essere fondamentale per contrastare il declino muscolare legato all’età e alle malattie metaboliche. Un declino strettamente correlato, come ormai testimoniato da diversi studi, anche al declino cognitivo.
Mantenere muscoli attivi e metabolicamente efficienti non è importante solo per la forza o per il peso corporeo: la funzionalità muscolare è collegata anche alla salute del cervello, grazie al ruolo degli stessi muscoli come organi endocrini capaci di rilasciare miochine con effetti neuroprotettivi.
Per questo motivo contrastare la perdita di massa e funzione muscolare tipica della sarcopenia non aiuta soltanto a preservare mobilità e autonomia, ma può contribuire anche a sostenere il corretto invecchiamento cerebrale.
Se, come suggerisce questo studio, il muscolo allenato conserva una predisposizione metabolica più favorevole, allora mantenere una storia di esercizio potrebbe rivelarsi un fattore chiave per la prevenzione della fragilità e per la risposta più efficace a programmi di riabilitazione o allenamento in età avanzata.
D’altra parte, la capacità del muscolo di utilizzare meglio gli acidi grassi dopo il retraining potrebbe avere implicazioni rilevanti per condizioni come obesità e resistenza insulinica.
