Le variazioni circadiane negli
sport di endurance

Tutti gli organismi viventi, a partire da quelli primordiali fino ai mammiferi e all’uomo, lungo tutto il percorso evolutivo, hanno sperimentato le variazioni circadiane in termini di cicli giorno-notte [1, 2]. La pressione evolutiva e la selezione naturale hanno favorito l’evoluzione di circuiti genetici, funzionanti da cronometri, in grado di tenere traccia dello scorrere del tempo e di alterare, di conseguenza, la fisiologia e permettere l’adattamento alle variazioni giornaliere di luce e temperatura. Questi cronometri genetici e l’orologio biologico interno all’organismo sono in grado di avvertirci circa le corrette tempistiche per intraprendere l’attività di caccia, riposarsi, conservare cibo ed energie per far fronte alla stagione avversa, prepararsi per il letargo o per la nuova stagione, e anche per la riproduzione, tutte funzioni fisiologiche critiche ed essenziali per la sopravvivenza di un organismo [3]. I circuiti genetici che regolano l’orologio biologico (pacemaker) sono evolutivamente conservati dai batteri, alle piante, all’uomo anche se, ovviamente, i componenti individuali di questi circuiti differiscono [4].

 

Nei mammiferi e nell’uomo, parametri fisiologici quali temperatura, pressione sanguigna, metabolismo, attività nervosa oculare e la concentrazione degli ormoni circolanti è soggetta a un ritmo di circa 24h che persiste anche in assenza dei cicli sonno-veglia e luce-buio [3].

 

Nell’uomo, l’attività fisica, ed in particolare l’attività di endurance, può essere vista come una sorta di ritorno alle origini quando, per circa 10 milioni di anni, i nostri antenati, unici tra i primati, usavano percorrere lunghissime distanze per procacciarsi il cibo. Con il passaggio dalla preistoria alla storia e, nei tempi moderni con l’abbandono del duro lavoro nei campi, l’attività di endurance rappresenta l’ultimo baluardo di questa antica attività. Non per altro, l’abbandono dell’attività di endurance ha coinciso, sebbene non ne rappresenti l’unica causa, con la comparsa e l’aumentata incidenza delle patologie più diffuse a giorni nostri (obesità, disfunzioni metaboliche, patologie cardiovascolari e tumori) [5].

 

Tra le attività di endurance più conosciute, seguite e anche praticate, sia a livello professionistico che amatoriale, c’è il ciclismo su strada. Questa attività è caratterizzata da un elevatissimo dispendio energetico ed un importante perturbazione all’omeostasi al quale l’organismo deve reagire attraverso la messa in atto di risposte biologiche che riguardano tutti gli organi, nessuno escluso [6]. Il mantenimento dell’omeostasi, in questa situazione di “pericolo”, ed il ripristino della condizione di partenza al termine dell’attività, richiedono la fine regolazione ed il sincrono coordinamento di queste risposte, ruolo svolto dal sistema endocrino. In quanto modificatore della risposta endocrina, il ciclo sonno-veglia rappresenta, tra gli altri, un fattore essenziale nella definizione della corretta risposta omeostatica e, quindi, della massima performance [5].

 

È noto che l’attività fisica influenza la qualità del sonno e la durata relative delle diverse fasi del sonno e ciò è determinato dal rilascio di catecolamine (neurormoni come adrenalina e noradrenalina) durante ed a seguito di esercizio fisico. Infatti, come rilevato da Netzer e colleghi, proprio in ciclisti professionisti, l’escrezione urinaria giornaliera e notturna di questi due ormoni dello stress è notevolmente aumenta nel periodo di allenamento per la competizione rispetto al periodo di riposo e ciò è associato ad una modifica della fase REM del sonno (ritardato sviluppo della fase REM e modifica della distribuzione delle fasi REM durante il sonno), sebbene ciò non causi nessuna modifica sostanziale in qualità e durata del sonno [7]. Più recentemente è stato dimostrato da Hausswirth e colleghi che situazioni di overtraining e overreaching simulate, in triatleti ben allenati, sono associate a disturbi del sonno (ridotta durata del sonno e del tempo di immobilità durante il sonno) e revertono durante il recupero. Molto interessante è l’associazione evidenziata tra disturbi del sonno e insorgenza di infezioni del tratto respiratorio superiore [8].

 

Il buon sonno è un elemento critico nell’ottimizzazione del recupero e della performance atletica. Ciononostante, il numero di articoli scientifici sull’argomento è relativamente limitato. Durante le notti prima delle competizioni, gli atleti riportano, tipicamente, un sonno disturbato. I fattori causali sono vari e comprendono ansia da competizione, eccitazione, ambiente non familiare (es., hotel), jet-lag, orario della competizione. Lastella e colleghi hanno studiato il sonno per 11 notti (6 di allenamento, 3 pre-competizione, 2 durante la competizione) in 21 ciclisti. Gli autori dello studio hanno dimostrato che durata e qualità del sonno sono effettivamente significativamente ridotte durante la notte precedente la competizione. È, pertanto, possibile che durante eventi competitivi di lunga durata (es., gare a tappe: Giro d’Italia, Tour de France, Vuelta de España) il sonno perso si accumuli lungo il corso dell’evento con un inevitabile impatto sulla performance [9]. Lo stesso gruppo di ricerca ha confermato questa ipotesi evidenziando che lungo il corso di un grand tour simulato (39 giorni), durata e qualità del sonno, monitorate in 21 ciclisti, diminuiscono in associazione ad un peggioramento globale degli indici di benessere e umore (es., vigore fisico, motivazione, stato psicofisico) [10].

 

Nel ciclismo amatoriale si riscontra frequentemente il cosiddetto “rischio di dipendenza da esercizio” (REA). In un ampio studio di coorte, 859 ciclisti amatoriali (751 uomini e 108 donne) sono stati confrontati con 718 soggetti inattivi (307 uomini e 411 donne). Dai numerosi aspetti socioeconomici, psicosociali e fisiologici analizzati è emerso che il 17% dei ciclisti presenta segni di RAE. In base ai risultati, se i ciclisti esprimono globalmente migliori livelli di qualità della vita, ansietà e rischio cardio-metabolico, rispetto ai controlli inattivi, questi vantaggi vengono completamente persi nel caso dei soggetti con RAE nei quali, tra l’altro, qualità e durata del sonno sono significativamente ridotte, riportandole al livello dei soggetti sedentari [11].

 

Ciò che emerge dagli studi pubblicati è che l’attività di endurance, e nello specifico il ciclismo su strada, ha un effetto rilevante sull’omeostasi corporea e sul sonno. La temporizzazione dell’attività fisica, laddove possibile e sicuramente nel caso di recupero da infortunio, overtraining o overreaching, è essenziale. Di contro, i disturbi del sonno hanno importanti ripercussioni sulla performance atletica soprattutto nel caso di eventi di lunga durata, come ad esempio le gare ciclistiche a tappe.

Rendere più confortevole il sonno e l’ambiente circostante è una strategia che può portare importanti risultati.

 

 

A cura del Prof. Giovanni Lombardi

Direttore Laboratorio Biochimica Sperimentale e Biologia Molecolare, IRCCS Istituto Ortopedico Galeazzi, Milano
Professore Associato, Wydzia? Fizjologii i Farmakologii, Akademia Wychowania Fizycznego i Sportu w Gda?sku, Gda?sk, Pomorskie, Polska
Professore a contratto, Università Vita-Salute San Raffaele, Milano, Italia

 

 

Bibliografia

[1]          Glansdorff N, Xu Y, Labedan B. The last universal common ancestor: emergence, constitution and genetic legacy of an elusive forerunner. Biology direct. 2008;3:29.

[2]          Edgar RS, Green EW, Zhao Y, et al. Peroxiredoxins are conserved markers of circadian rhythms. Nature. 2012;485(7399):459-64.

[3]          Bhadra U, Thakkar N, Das P, Pal Bhadra M. Evolution of circadian rhythms: from bacteria to human. Sleep medicine. 2017;35:49-61.

[4]          Bell-Pedersen D, Cassone VM, Earnest DJ, et al. Circadian rhythms from multiple oscillators: lessons from diverse organisms. Nature reviews Genetics. 2005;6(7):544-56.

[5]          Vitale JA, Lombardi G, Weydahl A, Banfi G. Biological rhythms, chronodisruption and chrono-enhancement: The role of physical activity as synchronizer in correcting steroids circadian rhythm in metabolic dysfunctions and cancer. Chronobiology international. 2018;35(9):1185-97.

[6]          Lombardi G, Lanteri P, Graziani G, Colombini A, Banfi G, Corsetti R. Bone and energy metabolism parameters in professional cyclists during the Giro d’Italia 3-weeks stage race. PloS one. 2012;7(7):e42077.

[7]          Netzer NC, Kristo D, Steinle H, Lehmann M, Strohl KP. REM sleep and catecholamine excretion: a study in elite athletes. European journal of applied physiology. 2001;84(6):521-6.

[8]          Hausswirth C, Louis J, Aubry A, Bonnet G, Duffield R, Y LEM. Evidence of disturbed sleep and increased illness in overreached endurance athletes. Medicine and science in sports and exercise. 2014;46(5):1036-45.

[9]          Lastella M, Roach GD, Halson SL, Martin DT, West NP, Sargent C. Sleep/wake behaviour of endurance cyclists before and during competition. Journal of sports sciences. 2015;33(3):293-9.

[10]        Lastella M, Roach GD, Halson SL, Martin DT, West NP, Sargent C. The impact of a simulated grand tour on sleep, mood, and well-being of competitive cyclists. The Journal of sports medicine and physical fitness. 2015;55(12):1555-64.

[11]        Mayolas-Pi C, Simon-Grima J, Penarrubia-Lozano C, Munguia-Izquierdo D, Moliner-Urdiales D, Legaz-Arrese A. Exercise addiction risk and health in male and female amateur endurance cyclists. Journal of behavioral addictions. 2017;6(1):74-83.