Livello di carburante basso! I deficit energetici danneggiano la salute degli atleti, un nuovo strumento di ricerca rivela come

Livello di carburante basso! I deficit energetici danneggiano la salute degli atleti, un nuovo strumento di ricerca rivela come

Gli scienziati del Salk hanno creato un modello murino per studiare la carenza energetica relativa nello sport (RED), rivelando che la sindrome colpisce l'intero corpo e colpisce in modo diverso uomini e donne

LA JOLLA—Nel 2014, il Comitato Olimpico Internazionale ha definito una sindrome che colpisce molti dei suoi atleti: carenza energetica relativa nello sport, o RED. Si stima che oltre il 40% degli atleti professionisti soffra di RED, e la percentuale potrebbe essere ancora più alta tra gli atleti amatoriali e chi pratica attività fisica.

Gli atleti sviluppano RED quando consumano costantemente più energia attraverso l'attività fisica di quanta ne assumano attraverso la dieta. Nel tempo, questo deficit energetico prolungato può portare a un'ampia gamma di sintomi, tra cui problemi ormonali e riproduttivi, insonnia e affaticamento, debolezza e lesioni ossee e un rischio maggiore di ansia e depressione. Nonostante la sua elevata prevalenza, si sa ancora poco sul funzionamento dei RED a livello cellulare e molecolare, in gran parte perché non esisteva un modello di laboratorio consolidato della sindrome.

Ora, i ricercatori del Salk Institute hanno creato il modello murino di riferimento per le RED e lo stanno già utilizzando per comprendere meglio la sindrome. La loro ricerca iniziale ha rivelato che le RED influenzano le dimensioni degli organi e i modelli di espressione genica in tutto il corpo. Inoltre, questa carenza energetica sembra avere un impatto diverso sui topi maschi e femmine: nei maschi, la salute renale è stata maggiormente compromessa, mentre nelle femmine, la salute riproduttiva e la massa muscolare sono state le più colpite.

I risultati, pubblicati in Cell Metabolism il 3 settembre 2024, identificare potenziali biomarcatori per diagnosticare in modo più definitivo le RED e fornire nuovi bersagli molecolari per future terapie che potrebbero arrestare, invertire o prevenire del tutto la sindrome.

"Senza un modello animale della sindrome, non c'era modo di comprendere i suoi meccanismi a livello cellulare o molecolare", afferma il professor Satchidananda Panda, autore senior dello studio e presidente di Rita e Richard Atkinson al Salk. "Creando un modello murino efficace di RED, possiamo ora chiederci sistematicamente in che modo la sindrome colpisce ogni organo, tessuto e osso del corpo e cosa possiamo fare per aiutare gli atleti che manifestano questi sintomi".

Altri gruppi hanno cercato di sviluppare modelli di RED nei roditori, ma hanno fallito ampiamente nel replicarne i numerosi sintomi. Gli scienziati del Salk hanno adottato un nuovo approccio e, modificando gradualmente il rapporto esercizio-cibo degli animali, sono stati in grado di imitare molte caratteristiche umane dei RED, tra cui alti livelli di attività, basso apporto energetico, peso corporeo ridotto, alterazioni del ritmo attività-riposo e abbassamento della glicemia. Si sono inoltre concentrati su topi relativamente giovani per modellare la fascia d'età tipica degli atleti professionisti, equivalente a 20-25 anni negli esseri umani.

"Il nostro modello murino rappresenta una pietra miliare incredibile nella ricerca in corso sui RED", afferma Laura van Rosmalen, prima autrice dello studio e ricercatrice post-dottorato nel laboratorio di Panda. "E sebbene non sia un granché per gli atleti, per noi scienziati è davvero interessante, e sconvolgente, vedere come l'intero organismo sia influenzato da questa sindrome".

Utilizzando questo nuovo modello murino, gli scienziati hanno misurato l'impatto delle RED sull'anatomia e sui livelli di espressione genica di 19 organi diversi. I topi affetti da RED hanno mostrato un significativo restringimento di organi vitali, tra cui reni e organi riproduttivi, e un deterioramento della qualità ossea. Gli esperimenti hanno inoltre rivelato diverse alterazioni molecolari nel sangue che potrebbero essere potenzialmente utilizzate come biomarcatori per testare i pazienti per le RED, un approccio diagnostico molto più efficace rispetto agli attuali metodi basati su questionari.

Gli scienziati hanno anche riscontrato diversi marcatori di stress elevati nei topi RED, tra cui l'attivazione di una rete ormonale cervello-corpo nota per contribuire ad ansia e depressione, con effetti più marcati osservati nelle femmine. Ciò che alcuni atleti potrebbero liquidare come nervosismo pre-gara, aggiunge Panda, potrebbe in realtà essere un cambiamento psicologico più profondo correlato alla sindrome.

Il nuovo modello e i risultati iniziali derivano dal lavoro di Panda con Alleanza per le prestazioni umane Wu Tsai—un team collaborativo di ricercatori che studia le massime prestazioni umane e l'atletismo con l'intento di "consentire a tutte le persone di raggiungere una salute e un benessere ottimali" e un enfasi sulle atlete.

"La ricetta per la salute non è 'mangiare meno, fare più esercizio fisico'", afferma Panda. "In effetti, combinare queste due abitudini, ragionevoli e indipendenti, non sembra una buona idea se si è già in salute. Ma finora sembra che la soluzione per i RED non sia così semplice come aumentare l'apporto calorico. Ora abbiamo molto da esplorare con questo modello per determinare esattamente quali dovrebbero essere le nostre raccomandazioni cliniche, e non vedo l'ora di continuare questa esplorazione, ora possibile".

Oltre agli atleti, i RED possono colpire anche altre persone con bilanci energetici negativi, come chi soffre di disturbi alimentari come l'anoressia nervosa. Future ricerche sulla prevenzione e il trattamento dei RED influenzeranno positivamente queste popolazioni e gli atleti, promuovendo una popolazione complessivamente più sana, in linea con la missione della Wu Tsai Human Performance Alliance.

Altri autori includono Geraldine Maier, Terry Lin, Vince Rothenberg, Shaunak Deota e Ramesh Ramasamy presso Salk; Jiaoyue Zhu, Elena Zhemchuzhnikova e Roelof Hut presso l'Università di Groningen nei Paesi Bassi; ed Erica Gacasan, Swithin Razu, Robert Sah e Andrew McCulloch presso l'UC San Diego.

Il lavoro è stato supportato dalla Wu Tsai Human Performance Alliance, dalla Joe and Clara Tsai Foundation, dalla George E. Hewitt Foundation for Medical Research, da un Salk Institute Innovation Grant, dai National Institutes of Health (SIG #S10 OD026929, NCI CCSG: P30 014195), dalla Chapman Foundation, dall'Helmsley Charitable Trust e dalla National Science Foundation (ACI-1548562).

DOI: 10.1016 / j.cmet.2024.08.001