Esercizio fisico e mitocondri: cosa dicono le evidenze

I mitocondri sono diventati un tema caldo nel mondo del benessere, e i consigli che li riguardano vanno in due direzioni. Un fronte sostiene che le lunghe uscite facili in Zona 2 siano in assoluto la cosa migliore che tu possa fare per loro. Un altro promette che pochi minuti di intervalli intensi li ripareranno in pochi giorni. Gli studi con biopsia muscolare danno una risposta più utile di entrambi: tutti e due i tipi di allenamento costruiscono mitocondri, ma costruiscono cose diverse, e ciò che ottieni dipende da quanto continui ad allenarti.

Cosa fanno i mitocondri e perché l'esercizio li cambia?

I mitocondri sono le strutture all'interno delle tue cellule che usano l'ossigeno per trasformare il carburante in energia utilizzabile. Il tuo muscolo scheletrico ne è pieno e, quando gli chiedi di lavorare più di quanto è abituato, risponde aggiungendo proteine mitocondriali e rendendo più efficiente il macchinario esistente. I ricercatori di solito misurano due aspetti distinti. Il contenuto mitocondriale indica quanto di questo macchinario possiedi, spesso monitorato tramite un enzima chiamato citrato sintasi. La funzione respiratoria mitocondriale indica quanto ossigeno quel macchinario riesce a usare quando viene spinto al massimo.

Questa distinzione conta perché le due cose non sempre vanno di pari passo. Una revisione degli studi di allenamento sul muscolo umano ha concluso che il volume totale di allenamento sembra essere un fattore critico per le variazioni del contenuto mitocondriale, mentre l'intensità relativa dell'esercizio è un fattore importante per le variazioni della funzione respiratoria. Gli autori hanno anche osservato che i segnali molecolari rilevati dopo una singola sessione non prevedono in modo affidabile cosa produrrà un programma di allenamento (Granata et al., 2018). Quando un allenamento viene definito il migliore per i tuoi mitocondri, chiediti a quale dei due aspetti si riferisce l'affermazione.

Questo collega i mitocondri al VO₂max, la quantità massima di ossigeno che il tuo corpo può usare durante uno sforzo intenso e uno dei marcatori misurabili più forti della longevità.

L'intensità conta per costruire mitocondri?

Per la funzione respiratoria, le evidenze indicano di sì. Uno dei test più puliti ha usato la pedalata con una gamba sola, così che ciascuno di 10 uomini giovani e attivi allenasse una gamba con gli intervalli e l'altra in modo continuo. La gamba a intervalli eseguiva quattro sforzi da 5 minuti al 65% della propria potenza di picco con recuperi di 2,5 minuti. L'altra gamba pedalava per 30 minuti al 50% della potenza di picco. Il lavoro di ogni sessione era equiparato, a circa 144 kJ per gamba. Dopo sei sessioni in due settimane, la gamba a intervalli aveva un'attività della citrato sintasi più alta (10,2 contro 8,4 unità) e una respirazione massimale più alta attraverso i complessi I e II (58,2 contro 42,2 unità). I ricercatori hanno concluso che l'intensità, o lo schema di contrazione, è un fattore determinante importante nel modo in cui il muscolo si rimodella (MacInnis et al., 2017).

Un secondo studio ha confrontato tre intensità in quattro settimane e 12 sessioni di ciclismo su 29 uomini sani. Un gruppo ha svolto sprint a intervalli da quattro a dieci sforzi massimali di 30 secondi, uno da quattro a sette intervalli di 4 minuti a circa il 90% della potenza di picco, e uno ha pedalato in modo continuo sotto la soglia del lattato per 20-36 minuti, con gli ultimi due equiparati per lavoro totale. La respirazione mitocondriale massimale è aumentata del 25% solo dopo gli sprint a intervalli, e le proteine di segnalazione PGC-1α e p53 sono aumentate dal 60% al 90% solo in quel gruppo. L'attività della citrato sintasi e i marcatori del contenuto mitocondriale non sono cambiati in nessun gruppo (Granata et al., 2016). In quel breve periodo, gli sforzi più duri hanno cambiato il funzionamento dei mitocondri, ma nessuno dei programmi ne ha aggiunti in misura rilevabile.

L'età non sembra chiudere la porta. In uno studio di 12 settimane su adulti più giovani e più anziani alla Mayo Clinic, l'allenamento a intervalli ad alta intensità e l'allenamento combinato hanno migliorato la capacità aerobica e la respirazione mitocondriale, mentre il solo allenamento contro resistenza no. L'allenamento a intervalli ha invertito molte differenze legate all'età nelle proteine muscolari, in particolare quelle mitocondriali, insieme a un aumento della sintesi proteica mitocondriale (Robinson et al., 2017).

La Zona 2 è l'allenamento migliore per i tuoi mitocondri?

La pedalata in Zona 2, uno sforzo costante che riesci a sostenere continuando a parlare, ha sostenitori convinti e funziona chiaramente. Il punto è che gli studi citati sopra non la mostrano come superiore. Nei confronti a parità di lavoro descritti sopra, gli intervalli hanno prodotto cambiamenti mitocondriali uguali o maggiori rispetto alla pedalata continua. Pochi studi definiscono la Zona 2 come fanno oggi gli allenatori, quindi i test più vicini sono sessioni continue moderate come quelle descritte sopra.

La pedalata costante si guadagna il suo posto con il volume. In uno studio su 10 uomini sani, quattro settimane di ciclismo a intervalli tre volte a settimana non hanno modificato nessuno dei marcatori mitocondriali misurati. Poi gli uomini si sono allenati due volte al giorno per 20 giorni. La respirazione mitocondriale e l'attività della citrato sintasi sono aumentate all'incirca dal 40% al 50%, e le proteine del sistema di trasporto degli elettroni dal 10% al 40% circa (Granata et al., 2016). Quello studio usava intervalli, ma suggerisce che il contenuto mitocondriale risponde alla quantità totale di lavoro che svolgi, e la pedalata facile è un modo pratico per accumularne molto. Se ti piacciono le sessioni lunghe e costanti, sono un buon modo per costruire volume. Non sono l'unica strada verso mitocondri più sani.

Quanto velocemente cambiano i mitocondri, e quanto velocemente perdi i progressi?

I miglioramenti possono iniziare nel giro di settimane, non di giorni. Uno studio di 12 settimane su uomini sedentari ha confrontato un allenamento sprint a volume ridotto, tre sprint massimali di 20 secondi in una sessione di 10 minuti, con 45 minuti di pedalata continua a circa il 70% della frequenza cardiaca massima, tre volte a settimana. Il consumo di ossigeno di picco è aumentato del 19% in entrambi i gruppi, la sensibilità all'insulina è migliorata in entrambi e il contenuto mitocondriale è aumentato in modo simile, anche se il gruppo sprint si è allenato per un quinto del tempo (Gillen et al., 2016). I gruppi erano piccoli, con 9 e 10 uomini, quindi considera l'equivalenza incoraggiante più che definitiva.

Il dato meno rassicurante è la rapidità con cui i miglioramenti svaniscono. Nello studio ad alto volume citato sopra, gli uomini sono poi scesi a cinque sessioni in due settimane. Al termine, ogni misura mitocondriale tranne l'attività della citrato sintasi non era più diversa dal punto di partenza, e la citrato sintasi restava circa il 36% sopra il valore iniziale (Granata et al., 2016). I tuoi mitocondri riflettono ciò che hai fatto di recente. Un programma che riesci a mantenere settimana dopo settimana farà per loro più di una breve fiammata di sforzo eroico.

L'allenamento intervallato ad alta intensità a sforzo ridotto (REHIT), che prevede due brevi sprint massimali all'interno di una pedalata di 10 minuti, si colloca all'estremo più basso per impegno di tempo. In 35 uomini e donne sedentari, sei settimane di REHIT hanno aumentato la capacità aerobica massimale da 2,54 a 2,78 L/min, senza differenze tra i sessi. Lo stesso studio ha rilevato grandi differenze individuali nell'entità del miglioramento (Metcalfe et al., 2016). Ha misurato la capacità aerobica, non direttamente i mitocondri.

Gli integratori possono potenziare i mitocondri oltre all'esercizio?

Molti integratori sono commercializzati per la salute mitocondriale, e la maggior parte ha alle spalle pochi dati sull'allenamento negli esseri umani. Uno studio molto noto invita a non dare per scontato che più supporto sia meglio. Alcuni giovani uomini hanno assunto 1.000 mg di vitamina C e 400 UI di vitamina E al giorno durante quattro settimane di esercizio. L'esercizio ha migliorato la sensibilità all'insulina solo negli uomini che non assumevano gli antiossidanti, e l'aumento di PGC-1α, un regolatore chiave dell'adattamento mitocondriale, si è verificato solo senza di essi (Ristow et al., 2009). Lo stress creato da una sessione intensa sembra far parte del segnale che dice al tuo muscolo di adattarsi. Se assumi antiossidanti ad alte dosi, parla con il tuo medico per capire se ne hai bisogno.

In sintesi

L'esercizio è il modo più supportato dalle evidenze per migliorare i tuoi mitocondri, e contano sia l'intensità sia il volume. Gli intervalli intensi sembrano migliorare la capacità dei tuoi mitocondri di usare l'ossigeno, spesso più della pedalata costante a parità di lavoro. Il volume totale di allenamento sembra determinare quanto macchinario mitocondriale costruisci, ed è lì che aiutano le sessioni lunghe e facili. I cambiamenti possono iniziare in poche settimane e svanire in poche settimane se fai meno. La maggior parte di queste evidenze proviene da piccoli gruppi di giovani uomini e le risposte individuali variano molto, quindi una routine che riesci a mantenere conta più che trovare l'allenamento perfetto. Abbina sforzi brevi e intensi a qualsiasi pedalata costante ti piaccia, e continua così.