La memoria muscolare esiste?

Una modifica nel DNA potrebbe “ricordare” la memoria muscolare o l’ipertrofia del muscolo costruita negli allenamenti del passato

Oggi ti vorrei parlare di ipertrofia e memoria muscolare, tuttavia è un argomento che suscita sempre pareri contrastanti e diverse opinioni.
Prima di tutto, come in tutti gli articoli di questo sito, le informazioni che riporto sono tratte da review sistematiche e meta-analisi che riporto in fondo alla pagina, non quindi di una mia opinione.

Ma l’EBT, evidence-based training, prevede che ogni decisione relativa al caso singolo di un atleta sia basata da due fattori: evidenze scientifiche disponibili sulla materia e analisi critica basata anche sulla propria esperienza di campo.

In tutti gli articoli non mi limito a “tradurre” lo studio ma a fare un ragionamento di quanto, da parte mia, potrebbe essere una applicazione pratica al problema.

E’ quello che faccio giornalmente in Maxima Performa nelle mie attività di bioenergetica della performance, dove nutrizione sportiva, fisiologia dello sport e HIIT, insieme ai marginal gains sono analizzati in ogni aspetto per capire i margini di miglioramento potenziali

Dalle evidenze più recenti è sempre più delineata la prova che il muscolo scheletrico può essere programmato, dove l’esposizione precoce agli stimoli ambientali porta a un’alterazione sostenuta del fenotipo muscolare scheletrico in età successiva, ovvero Il muscolo scheletrico umano possiede una memoria epigenetica dell’ipertrofia.

Siamo quello che siamo diventati

Ovvero, tutto quello che ci accade dalla nascita si ripercuote in tutta la nostra vita.

Studi longitudinali che hanno analizzato nel tempo migliaia di persone nei processi di invecchiamento suggeriscono che il basso peso alla nascita e la malnutrizione gestazionale sono fortemente associati alla riduzione delle dimensioni del muscolo scheletrico, della forza e della velocità dell’andatura in età avanzata.

La ricerca negli anni si è interrogata se il muscolo scheletrico adulto possieda la capacità di rispondere in modo diverso se gli stimoli sono stati incontrati in precedenza, un concetto recentemente definito come memoria muscolo scheletrica, o se invece questo processo è regolato solo epigeneticamente.

Dalle ipotesi agli studi di laboratorio

In sintesi l’ipotesi che “il muscolo avesse una sua memoria” è stata testata studiando la metilazione del DNA (ovvero una modificazione epigenetica che regola l’accensione e lo spegnimento di alcuni geni), soprattutto dopo:

1. crescita muscolare indotta da esercizio di resistenza (carico) , seguito da; 
2. cessazione dell’esercizio di resistenza per riportare i muscoli ai livelli basali (scarico), e; 
3. un successivo periodo successivo di esercizio di resistenza ha indotto l’ipertrofia muscolare (ricarica). 

Con queste metodiche di ricerca gli scienziati sono stati in grado di capire e valutare la regolazione epigenetica del muscolo scheletrico nei suoi tre possibili stati:

• ipertrofia ottenuta post allenamento di forza,
• ritorno del muscolo ai valori basali,
• memoria di precedenti livelli di ipertrofia.

L’epigenetica della Memoria Muscolare

Ad oggi sembra possibile che il muscolo scheletrico umano possieda una memoria epigenetica di stimoli anabolici acuti e cronici e si “ricordi” dei livelli raggiunti nella ipertrofia muscolare ottenuta nel passato.

Verso il 2010 gli scienziati hanno iniziato a dare una risposta diversa al fenomeno, dimostrando che una memoria cellulare risiede effettivamente nelle cellule muscolari, in relazione alla regolazione della massa muscolare.

E’ stato dimostrato che gli effetti di un precedente allenamento per la forza possono essere di lunga durata, anche dopo una prolungata inattività successiva, edi i risultati ottenuti sono facilitati se nel passato ci sono stati allenamenti che hanno raggiunto risultati superiori.

I dati hanno suggerito che la forza precedente potrebbe aiutare un nuovo allenamento anche molto tempo dopo che la massa muscolare è stata persa. 

L’ipotesi della memoria muscolare è stata recentemente supportata da ulteriori studi che portano a supporre che la memoria fosse correlata a fenomeni che coinvolgono l’epigenetica, ovvero ad alterazioni e cambiamenti epigenetici che influenzano l’espressione genica in modi diversi.

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Cosa è la Memoria Muscolare?

Abbiamo visto finora alcune sperimentazioni da laboratorio (vedi gli studi nelle referenze), se però passiamo dal laboratorio “al bar”, ovvero alla terminologia utilizzata tra amici o colleghi, notiamo che il termine “memoria muscolare” si usa in tante altre diverse modalità, non sempre particolarmente attinenti tra loro, ovvero può essere citato non solo in relazione all’ipertrofia ma anche per:

• Apprendimento motorio
• Adattamento del sistema nervoso centrale
• Regolazione nel tempo della massa muscolare
• Ricordo della quantità di “forza” del passato

“Quando impari ad andare in bicicletta ci saprai andare tutta la vita”.

Quante volte abbiamo sentito dire questa frase, probabilmente infinite. Anche in questo caso, legato all’apprendimento motorio del sistema nervoso centrale, leghiamo gli aspetti della “Memoria Muscolare”.

Quando utilizziamo la Memoria Muscolare?

Cosa sta succedendo nel cervello quando impariamo qualcosa di nuovo? Come spiegato in precedenza il per memoria muscolare si intende qualcosa di diverso da quanto la ricerca sta dimostrando, ovvero “per la strada” tendiamo a generalizzare il contesto.

Anche l’acquisizione delle abilità è infatti ritenuto similare o correlato con il concetto di memoria muscolare.

Il ruolo dei muscoli nelle abilità

In alcune abilità quali:

• andare in bicicletta
• effettuare un ottimo servizio nel tennis
• realizzare perfetto canestro da tre punti
• perfezionare un servizio di tennis

i muscoli sono necessari ma i processi più importanti per l’apprendimento e la memoria di nuove abilità avvengono principalmente nel cervello, non nei muscoli. I cambiamenti che si verificano nel cervello durante l’apprendimento delle abilità e la memoria alterano le informazioni che il cervello invia ai muscoli, cambiando così i movimenti che vengono prodotti.

Il ruolo del sistema nervoso nella memoria muscolare

Alcune forme di “memoria” non hanno però relazione con le fibre muscolari ma bensì con le fibre del sistema nervoso.

Evidentemente anche la forza, essendo una attività neuromuscolare, gode anche di un beneficio da parte del sistema nervoso.

Nel caso di questo tipo di memoria si è visto che può essere immagazzinata senza alcuna consapevolezza cosciente e le azioni esperte possono essere eseguite quasi automaticamente.

Il primo giorno che saliamo in macchina ripetiamo con attenzione e apprensione ogni singolo gesto, dalla cintura allo specchietto, alla frizione, al freno e così via. Dopo qualche anno saremo arrivati al primo semaforo e non sappiamo neanche più cosa abbiamo fatto.

Questa memoria “automatica” è controllata da diverse regioni del cervello, principalmente nel lobo temporale e nell’ippocampo. Una vasta gamma di aree cerebrali sembra essere responsabile dei ricordi di abilità, tra cui:

• aree nella corteccia motoria, la parte del cervello che invia segnali al muscolo del corpo ed è responsabile della pianificazione e dell’esecuzione dei movimenti; 
• i gangli della base, una struttura nel profondo del cervello che è associata all’inizio del movimento; 
• il cervelletto, un’area nella parte posteriore del cervello che si occupa dell’adattamento.

Il ruolo dei muscoli nella forza e ipertrofia

In attività più legate alla forza dove la componente coordinativa è poco rilevante, invece, le cose sono differenti.

Chi non ha mai effettuato attività con sovraccarichi noterà che le prime volte sentirà il bilanciere particolarmente pesante oltre a sentire un disagio nell’esecuzione.

Con l’allenamento questa prima sensazione scomparirà. Se si dovesse ripetere questo gesto dopo un certo periodo di tempo, si noterà immediatamente che, già dalle volte successive sarà molto più facile tornare ai livello di carico che si era in grado di sollevare in precedenza.

Questa, che inizialmente è più una percezione che realtà, si dimostra invece sistematicamente applicabile indipendentemente dall’esercizio che si esegue portando a pensare che è semplicemente più facile rimettere i muscoli persi che aumentare di volume per la prima volta.

Più massa muscolare? La memoria inizia da bambini.

Pur se non tutto è compreso appieno di come le fibre muscolari conservino un ricordo di quanto fossero grandi un tempo, le evidenze suggeriscono che nostri myonuclei ( i nuclei all’interno delle fibre muscolari) siano una componente importante nella memoria muscolare non riferita al sistema nervoso.

Ma tutto inizia presto, molto presto.

I muscoli che si costruiscono durante la giovinezza e soprattutto durante l’adolescenza potrebbero essere fondamentali nelle fasi successive della vita, anzi, un esercizio precoce potrebbe consentire alle persone di “memorizzare e conservare” i myonuclei a cui si potrebbe ricorrere rallentare gli effetti dell’invecchiamento.

Studi recenti suggeriscono che i myonuclei che vengono “creati” durante la sintesi proteica nella fase dell’anabolismo muscolare sono necessari a garantire l’ipertrofia delle fibre muscolari ma, a differenza di altre componenti cellulari, non vengono persi durante il processo di atrofia muscolare causato dal disallenamento. 

Sembra che proprio la permanenza mionucleare costituisca uno dei meccanismi che consente alla fibra muscolare di crescere (nuovamente) ma in modo più efficace rispetto al passato.

Ovvero il muscolo sembra possedere una memoria di crescita che modifica il gene specifico a livello di DNA umano. Un tassello del puzzle decisamente importante nel campo dell’allenamento sportivo poichè anche se nel passato si “ipotizzava” qualcosa del genere, ad oggi si ha una maggiore certezza e la modifica avviene a livello del DNA e quindi il valore è più elevato.

La Memoria rende più veloce il processo?

Per un atleta che dopo 30 anni 40 anni ritorna a fare attività fisica sarà quindi più facile far ritornare il muscolo “nelle forme” precedenti proprio grazie a questa attivazione genetica.
Capita invece che negli “Over” si sottovaluti l’allenamento della forza favorendo quello di resistenza ed invece si dovrebbe fare l’inverso, o almeno dedicare la stessa attenzione.

Uno dei fattori, forse più interessante per chi vuole “riprendere” l’attività fisica dopo un lungo periodo di inattività (o anche per il Post Covid-19) è il tempo ridotto per ottenere gli stessi risultati del passato.

Uno dei risultati delle evidenze è infatti quello di poter ottenere lo stesso livello di forza, ottenuto in precedenza con 20 settimane di allenamento, con sole 6 settimane di ricarica allenante dopo il disallenamento.

Conclusioni

Cosa ci portiamo a casa da queste ricerche? Vari elementi, alcuni definitivi, altri meno. Da una parte che è sempre più importante avviare l’attività fisica fin dai primi anni di vita e poi che in ogni momento si può iniziare, o riiniziare. Il muscolo potrebbe tornare in gran parte alle sue condizioni del passato grazie ad una sorta di memoria muscolare trascritta nel DNA.

Seppur questa una probabilità non ancora completamente confermata sempre più studi stanno arrivando alle stesse conclusioni. Al lato pratico però è bene indicare che lo sviluppo della forza va iniziato fin da bambini, con limiti fisiologici e supervisione di professionisti, ma anche che per un master o amatore che nel passato aveva fatto sport (o maturato abilità) le sue prospettive di ripresa potrebbero essere davvero più veloci ed efficaci rispetto a suoi compagni di squadra che iniziano l’attività oltre i 40 anni ma senza avere un passato sportivo alle spalle.

• Facendo riferimento alla teoria della memoria muscolare, i muscoli precedentemente allenati acquisiscono forza e volume molto più velocemente dei muscoli ingenui.
• Utilizzando modelli sperimentali estremi come l’ablazione sinergica o la somministrazione di steroidi, studi precedenti hanno dimostrato che il numero di nuclei aumenta quando un muscolo si ingrandisce, il che funge da meccanismo di memoria muscolare cellulare per il muscolo.
• Nel presente studio, abbiamo scoperto che, quando i ratti venivano sottoposti ad un allenamento di resistenza fisiologicamente rilevante, il numero di mionuclei aumentava e veniva mantenuto durante un periodo di distensione a lungo termine.
• I mionuclei acquisiti erano correlati a un maggior grado di processi di biogenesi muscolare ipertrofica e mitocondriale a seguito di successive condizioni ipertrofiche.
• I nostri dati suggeriscono un meccanismo cellulare che supporta l’idea che l’esposizione dei giovani muscoli all’allenamento di resistenza aiuterebbe a ripristinare la perdita muscolare correlata all’età associata alla disfunzione mitocondriale in età avanzata.

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Referenze

• Human Skeletal Muscle Possesses an Epigenetic Memory of Hypertrophy – RA Seaborne et al . – Scientific Reports Nature [LINK]
• Muscle memory: virtues of your youth? K Gundersen et al – J Physiol. 2018 [LINK]
• A cellular memory mechanism aids overload hypertrophy in muscle long after an episodic exposure to anabolic steroids – IM Egner et al – J Physiol 2013 – [LINK]
• Myonuclei acquired by overload exercise precede hypertrophy and are not lost on detraining – J C Bruusgaard – Proc Natl Acad Sci USA 2010 – [LINK]
• The concept of skeletal muscle memory: Evidence from animal and human studies – Tim Snijders et al. – Acta Physiologica (Oxford England) 2020 [LINK]
• A cellular mechanism of muscle memory facilitates mitochondrial remodelling following resistance training – -H.Lee et al. 2018 – Journal of Physiology – [LINK]