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Lo scopo dell'esperimento era quello di studiare le variazioni della percezione del dolore causate dall'attività fisica e valutare se ci fossero differenze tra soggetti allenati e non allenati.

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Si è visto che l'attività fisica ha un ruolo fondamentale nel modulare il dolore. Gli esperimenti e la nostra esperienza confermano che durante e in seguito a un esercizio, la nostra percezione del dolore è diminuita e le nostre soglie del dolore aumentate. Lo scopo dell'esperimento era quello di studiare le variazioni della percezione del dolore causate dall'attività fisica e valutare se ci fossero differenze tra soggetti allenati e non allenati. Inoltre, per la prima volta, in questo studio si ipotizza che un esercizio stressante ed affaticante possa indurre l'organismo a provocare iperalgesia diffusa. Sebbene, nei nostri dati, questa differenza risulti statisticamente significativa solo rimuovendo i due outliers e non sul gruppo completo dei soggetti, si possono tuttavia formulare delle ipotesi interessanti mettendo insieme queste osservazioni con risultati ottenuti in studi su animali. Questi dati suggeriscono quindi una direzione verso la quale continuare gli studi.

Come ci aspettavamo, la soglie di percezione del dolore erano aumentate in entrambi i gruppi alla fine dell'esercizio. Questo è dovuto al rilascio di oppioidi endogeni 19 e all'aumento della pressione arteriosa e quindi all'attivazione dei barocettori 28 e ad altri meccanismi inibitori discendenti orchestrati dal sistema nervoso centrale. A supporto di quest'ultimo argomento, in letteratura ci sono studi che mostrano che soggetti affetti da fibromialgia o sindrome da fatica cronica riportano soglie di percezione più basse dopo l'esercizio fisico.45, 46 Siccome queste patologie sono associate ad una disfunzione nel meccanismo centrale di modulazione della percezione del dolore, possiamo concludere che nei soggetti sani, durante l'esercizio fisico, si attiva il sistema di regolazione discendente del dolore. 47 Per quanto riguarda l'effetto iperalgesico che si manifesta quindici minuti dopo la fine dell'esercizio, si può ipotizzare che sia causato dall'alto livello di stress e fatica che comporta il protocollo utilizzato (esercizio massimale ad esaurimento). Come accennato in precedenza non esistono in letteratura studi che riportino questa variazione nella percezione del dolore nell'uomo. È stato però riscontrato un aumento della percezione del dolore in topi ai quali sono stati causati stress e fatica. In particolare, nell'esperimento di Geisser 36, nel quale i topi venivano fatti correre sul treadmill fino all'esaurimento, viene suggerita l'ipotesi che la durata e l'intensità dell'esercizio possono essere stati elevati abbastanza da produrre l'iperalgesia. Inoltre lo stress aggiuntivo di costringere gli animali a raggiungere l'esaurimento può aver contribuito all'effetto iperalgesico. Questa iperalgesia può in alcuni casi rappresentare un aumento adeguato della vigilanza per prevenire un danno potenziale. Anche se bisogna ancora determinare quali siano le variabili fisiologiche e ambientali che determinano se un particolare evento stressante sia associato ad analgesia o iperalgesia, gli esperimenti attuali dimostrano che l'attivazione del circuito dello stress nell'ipotalamo può attivare sia i neuroni del bulbo encefalico che producono analgesia, sia quelli che producono iperalgesia.

Andamento temporale dei meccanismi di modulazione del dolore.  Figura 4.1
Figura 4.1 Andamento temporale dei meccanismi di modulazione del dolore. Nel grafico si può notare in blu il livello di azione antinocicettiva. Le endorfine aumentano quando l'esercizio raggiunge la media intensità e diminuiscono rapidamente con la fine dell'esercizio. In rosso sono rappresentati i meccanismi di modulazione del dolore indotti da stress e fatica che hanno una durata molto maggiore nell'organismo.

L'iperalgesia causata da un esercizio fisico affaticante ha una durata molto più lunga rispetto all'effetto degli oppioidi endogeni e della regolazione discendente del dolore. Uno studio (sempre sui topi) dimostra che la sensibilità a stimoli nocicettivi termici e chimici rimane elevata anche a distanza di giorni dopo l'ultima sessione di esercizio fisico.48 Nella figura 4.1 si cerca di ricostruire un possibile modello di come e quando si sono attivati i diversi meccanismi di modulazione del dolore in risposta all'esercizio massimale.
Quindi si può ipotizzare che:

  • L'esercizio fisico che abbiamo proposto ha avuto un'intensità e una durata tali da attivare il sistema di regolazione discendente del dolore e gli oppioidi endogeni provocando ipoalgesia.
  • Essendo l'esercizio un test massimale ad esaurimento, è stato tale da attivare anche i meccanismi neurali della fatica centrale e dello stress, producendo iperalgesia.
  • L'effetto ipoalgesico è prevalso su quello iperalgesico alla fine dell'esercizio, ma è gradualmente diminuito in tempo breve lasciando posto all'iperalgesia che ha una durata maggiore.

Si presume che i livelli di endorfine aumentano quando l'intensità dell'esercizio comincia ad essere moderata e diminuiscono gradualmente alla fine dell'esercizio. L'effetto della fatica e dello stress (che può essere espresso dalla quantità di cortisolo nel sangue e dall'attivazione del meccanismo della fatica centrale), invece si innesca quando l'esercizio raggiunge un intensità molto elevata, intorno al massimale, e si mantiene più a lungo, avendo una durata maggiore ed un abbassamento graduale più lento. Da questo modello si può immaginare l'andamento della variazione della soglia di percezione del dolore. Questa variazione è il risultato della somma dei meccanismi che producono analgesia o ipoalgesia con quelli che causano iperalgesia. Si suppone che questi meccanismi si sovrappongano durante e dopo l'esercizio e che l'andamento totale sia una sorta di media tra l'entità dell'effetto analgesico e l'entità dell'effetto iperalgesico: quando prevale il primo, la soglia di percezione sarà più alta della norma, quando prevale il secondo, la soglia di percezione sarà più bassa. (Fig 4.2)

Possibile interpretazione della variazione della soglia di percezione del dolore. Figura 4.2
Figura 4.2 Possibile interpretazione della variazione della soglia di percezione del dolore durante un esercizio incrementale massimale. L'effetto totale (in verde) è la somma della curva dell'effetto analgesico delle endorfine (blu) con l'effetto iperalgesico di stress e fatica (rosso).

A differenza di altri studi che dimostrano come il livello del fitness incida sulla percezione del dolore 36, il nostro studio non mostra una differenza significativa tra le soglie dei ciclisti e del gruppo di controllo. Questo si potrebbe spiegare per un numero troppo basso di soggetti analizzati o per il tipo di esercizio eccessivamente stressante. Tuttavia, dai grafici si nota che nel gruppo dei ciclisti l'analgesia dopo l'esercizio risulta più marcata, il che potrebbe essere collegato al fatto che soggetti più allenati abbiano una maggior facilità nell'attivare il sistema inibitorio discendente e nel secernere endorfine durante l'esercizio fisico. 19 Inoltre la soglia di percezione nel terzo test del dolore si abbassa di più nel gruppo di controllo che nel gruppo dei ciclisti. Essendo i ciclisti più abituati a sopportare condizioni fisiche come la fatica muscolare agli arti inferiori, la monotonia dell'esercizio e il debito di ossigeno, si può supporre che per loro questo esercizio possa essere risultato meno stressante rispetto ai sedentari. La conseguenza può essere che nei ciclisti si siano attivati in quantità minore i circuiti neurali che regolano la risposta alla fatica e allo stress, avendo come conseguenza una inferiore iperalgesia rispetto al gruppo di controllo. Tutte queste ipotesi dovranno essere confermate estendendo questo protocollo sperimentale ad un numero maggiore di soggetti, che ci consenta di studiare un campione più vasto della popolazione e di rendere i test statistici più validi. Questa prospettiva futura potrebbe dare qualche informazione in più anche sulla natura degli outliers. Ci sono due possibili spiegazioni per questo fenomeno:

  • I due soggetti sono effettivamente outliers, ma non abbiamo informazioni che ci suggeriscano quali circostanze abbiano permesso loro di rispondere al test in maniera anomala.
  • Analizzando un campione più esteso, potremmo notare che la distribuzione dei dati è diversa da quella ottenuta dai pochi dati qui raccolti. Quindi i soggetti potrebbero non essere effettivamente degli outliers, ma rientrare nell'andamento medio della popolazione.

Questo è il primo studio che riporta effetti iperalgesici in seguito ad un esercizio affaticante nell'uomo. Per quanto riguarda gli studi futuri, sarebbe interessante analizzare i tempi che intercorrono nel recupero di una normale percezione del dolore dopo la comparsa dell'iperalgesia e le differenze che possono manifestarsi tra soggetti allenati e non allenati. Alcuni studi, infatti, dimostrano che topi con un elevata capacità aerobica hanno un recupero di un normale livello di percezione del dolore più breve rispetto a topi non allenati. 36 Un'ulteriore prospettiva futura è quella di studiare la variazione della soglia di tolleranza del dolore e confrontarla con il grado di allenamento. È infatti in programma per i prossimi mesi, un esperimento che coinvolga gli stessi soggetti dello studio riportato in questa tesi, i quali verranno sottoposti al cold pressure test (un test che permette di stabilire la soglia di tolleranza del dolore sfruttando gli effetti nocicettivi delle basse temperature sulla pelle) a riposo, dopo l'esercizio e quindici minuti dopo la fine dell'esercizio. Questo studio servirà anche a stabilire se ci sono delle correlazioni tra soglia di tolleranza e soglia di percezione del dolore.

In conclusione, in questo studio abbiamo confermato che l'attività fisica è in grado di attivare dei meccanismi che ci permettono di sentire meno dolore. Dal punto di vista evolutivo, questo è un sistema di difesa che consente di proseguire l'esercizio, anche in condizioni di stress, sentendo meno la fatica e il dolore. Queste scoperte possono avere anche delle applicazioni cliniche, infatti esistono delle prove che dimostrano come l'esercizio fisico possa avere un ruolo sia sintomatico che terapeutico nel trattamento di pazienti affetti da varie patologie, e questo anche grazie al rilascio di endorfine:

  • Artrite reumatoide: alcuni studi hanno evidenziato miglioramenti nei parametri fisiologici, nella sintomatologia dolorosa, nella qualità della vita e nella sfera psico-emotiva in pazienti che hanno seguito un programma di esercizi aerobici e tonificazione. 54
  • Fibromialgia: i benefici dell'esercizio fisico sono ben documentati e includono riduzione del dolore e della depressione e miglioramenti nella salute globale e nelle capacità fisiche. 52
  • Lombalgia cronica: è dimostrato che l'esercizio fisico contribuisce a sostanziali miglioramenti a lungo termine, soprattutto in relazione all'ambito emotivo, al grado di disabilità e al dolore. 55
  • Depressione: soggetti affetti da depressione hanno un ippocampo ipotrofico. 56 L'ippocampo è una struttura cerebrale molto importante per il controllo dell'umore e dell'asse ipotalamo-ipofisi-surrene. Alcuni studi dimostrano che l'esercizio fisico aumenta le dimensioni dell'ippocampo 57e porta benefici per quanto riguarda i sintomi depressivi. 56

Un altro punto importante riguarda la possibile iperalgesia a seguito dell'esercizio. Possiamo avanzare l'ipotesi che in questo caso l'iperalgesia possa rappresentare un meccanismo adattativo di difesa. Infatti, una volta che lo sforzo fisico sia terminato, un'aumentata percezione del dolore porterebbe ad un aumento della vigilanza per prevenire un danno potenziale, a incoraggiare a fermarsi e recuperare le energie e dunque non sottoporre l'organismo ad ulteriore stress potenzialmente pericoloso. Ulteriori studi dovrebbero essere condotti su questa linea per confermare i dati sull'iperalgesia. È in programma nel nostro laboratorio un ampliamento dello studio sottoponendo al test un numero maggiore di soggetti. Lo studio di un campione maggiore della popolazione può da una parte consentirci di ottenere dei dati più precisi e con una minore variabilità, dall'altra potrebbe permetterci di evidenziare in maniera più appropriata se ci sono effettivamente delle differenze dovute al grado di allenamento.