Argomenti in medicina dello sport
a cura di Massimo Manara

Studio sulla concentrazione
delle poliamine e dello stato
ossidativo nel sangue di giovani atleti dopo supplementazione con CoQ10

M. Manara - Medico Sociale AC Milan (Prima Squadra)
S. Mazzoni - Medico Sociale AC Milan (Primavera)

Oltre il loro fondamentale ruolo nei processi di base come quelli di crescita, divisione, differenziazione cellulare e risposta ormonale, evidenze sempre più manifeste indicano le poliamine come parte fondamentale dei meccanismi di difesa cellulare contro l’attività tossica dell’ossigeno molecolare. Infatti, le poliamine possono agire come molecole antiossidanti in molti differenti modi:
• Inibendo la generazione dell’anione superossidante
• Inibendo le reazioni di Haber-Weiss e Fenton mediante un legame complesso con il ferro, molto facilitato dalla presenza di composti fosforosi,
• Sequestrando le molecole di ossigeno e/o funzionando direttamente come scavangers di radicali liberi.

Ci sono diverse situazioni nelle quali possiamo riscontrare un aumento delle poliamine sia patologiche che fisiologiche: per esempio in presenza di ipertrofia muscolare scheletrica o cardiaca indotta da esercizio o da utilizzo di farmaci come i beta-agonisti, così come dopo un esercizio submassimale di lieve entità o dopo una terapia mediante camera iperbarica.
Del resto il consumo di ossigeno e la produzione del anione superossido durante l’esercizio fisico può aumentare di centinaia di volte rispetto alla norma a livello muscolare. Per di più, sembra che una minima modificazione nel gruppo Eme sia sufficiente a destabilizzare il potere legante dell’ossigeno, con il rischio di una contemporanea diminuzione della capacità di trasporto dell’ossigeno stesso e dello sviluppo dello stress ossidativi (Met-Hb e anione superossido). Questa interrelazione è in maniera impres­sionante dimostrata nei pazienti affetti da beta-thalassemia dove un difetto della struttura proteica dell’emoglobina conduce ad un allagamento di radicali dell’ossigeno dentro gli eritrociti di tali pazienti.
Durante l’esercizio fisico, lo squilibrio transitorio della produzione di prodotti ossidanti insieme agli eventuali cambiamenti del pH può determinare una destabilizzazione nel legami tra l’ossigeno e l’emoglobina che possono generare la formazione di particelle di ossigeno altamente reattivo (ROS). L’anione superossido agisce come un trigger e supporta la reazione di Fenton così come può causare la liberazione di ferro sia dai depositi di transferrina che dagli enzimi con gruppi Fe-S nei loro siti attivi. In ultimo l’anione superossido può aiutare la chimica della reazione di Fenton riducendo direttamente il Fe (III) in Fe (II) aumentando di conseguenza la disponibilità degli Ioni ferrici necessari. Alla luce di quanto descritto si è deciso di valutare una la realtà del giovane sportivo con lo scopo, nel nostro studio, di studiare il metabolismo ossidativo di questi giovani atleti prima e dopo una sessione di allenamento atletico ai fini di valutare i livelli di stress ossidativi ed il possibile coinvolgimento delle poliamine durante la stagione sportiva. Si è così deciso di prelevare campioni di sangue venoso da 20 atleti, in età compresa tra i 16 ed i 18 anni, di un club professionistico, sia a riposo che subito dopo un allenamento.
Gli atleti sono stati controllati all’inizio dello studio e dopo un mese di integrazione con CoQ10 (100 mg al giorno), come supplementazione antiossidante, insieme a vitamina B12 ed acido folico.
Per i campioni di sangue sono state utilizzate provette contenenti un insieme di inibitori della proteasi ed eparina (Sigma P-8340) e centrifugate a 300 xgx 10 mm a 4°; il plasma ed i globuli rossi vengono quotati ed immagazinati a -80° in attesa della stima. Il plasma è stato saggiato per le perossidasi totali; i globuli rossi sono stati saggiati per l’attività della perossidasi glutatione (GPx) e della superossido dismutasi (SOD). Una parte di tutto il sangue è stato trattato con una eguale quantità di PCA al 60%; le poliamine estratte sono state densilate e misurate con HPLC. Le poliamine ematiche degli atleti diminuiscono significatamene dopo l’esercizio fisico indicando il loro utilizzo (da 9 + o - 3 a 5 + o - 1 nanomoli 7 ml, p<0.05) e il loro consumo non subisce significative modificazioni dopo supplementazione con CoQ10. Molto interessante invece la grande differenza tra i valori a riposo 9 + o - 3 e 25.3 + o - 5 nanomoli/ml dopo la supplementazione con CoQ10 (p<0.001). Allo stesso modo il livello totale dei perossidi nel sangue dimostra differenti valori (p<0.05) negli atleti non trattati (18.6 + o - 1.2 a riposo e 22.6 mg di H2O2/100 ml dopo esercizio) che indica una aumentata produzione di ROS mentre una significativa differenza sembra esserci dopo la supplementazione con CoQ10.
L’attività SOD dei globuli rossi non cambia mentre diminuisce notevolmente e significatamene (p<0.05) l’attività del GPx dopo supplementazione con CoQ10, quando viene comparata on il valore basale degli atleti non trattati.
Questi dati confermano anche in questo tipo di esercizi misti aerobici-anaerobici che lo sforzo fisico acuto produce un aumento dei ROS che determina una compressione della naturale capacità detossificante causando uno stress ossidativi. La supplementazione solo con CoQ10 (liposolubile) da risultati non ben specifici: sembra abile ad abolire l’aumento dei perossidi totali dopo un esercizio fisico acuto, è anche agganciato ad una marcata diminuzione dell’attività RBC GPx, che disequilibria il rapporto dell’attività degli enzimi antiossidanti, così come non cambia l’attività SOD. Si è ampiamente evidenziato che le poliamine sono colpite dall’attività fisica negli atleti non supplementati. Probabilmente, la loro strategica concentrazione dentro gli RBC da a loro l’opportunità di agire come ROS pulitori in un settore dove la tossicità generator-induced della Met-Hb, specialmente durante un intenso e prolungato esercizo può causare una diminuzione della capacità di trasporto dell’O2, modificazioni dell’attività enzimatica thiol dipendente ed una alterazione delle proprietà delle membrane degli RBC.
La sorprendente alta concentrazione di poliamine negli atleti supplementati con CoQ10 può riflettere lo squilibrio delle attività degli enzimi antiossidanti; infatti, la ridotta capacità di spazzare dell’H2O2 è dannoso specialmente per l’ambiente degli RBC. Perciò, l’aumento della concentrazione delle poliamine RBC potrebbe essere un possibile meccanismo di difesa.

Alla luce di quanto descritto, sebbene sia troppo presto per delle conclusioni, le indicazioni dimostrate sembrano un buon punto di partenza per i lavori futuri sullo stress ossidativo negli atleti ed ancor più sulla formulazione differentemente equilibrata della supplementazione con antiossidanti primo fra tutti il CoQ10. ■

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