Effetti dell’esercizio fisico sui fattori di rischio cardiovascolari

 A.Anedda, M. Penco, M. Vona A. Bonetti

L’esercizio fisico regolare di tipo aerobico è in grado di migliorare la totalità dei fattori di rischio cardiovascolare modificabili. Diversamente dai farmaci che normalmente sono specifici per singolo fattore di rischio (antipertensivi, antidiabetici, ipolipemizzanti, eccetera), l’esercizio fisico ha effetti favorevoli su più fattori di rischio contemporaneamente.Quando i livelli dei singoli fattori di rischio non sono particolarmente elevati, appare ingiustificato ed estremamente costoso ricorrere alla terapia farmacologica in prima battuta.In questi casi risulta preferibile adottare, almeno inizialmente, misure terapeutiche basate su modificazioni dello stile di vita: attività fisica, alimentazione corretta, cessazione del fumo, eccetera.Tra gli interventi non farmacologici, l’esercizio fisico risulta quello più interessante in quanto efficace nel controllare i vari fattori di rischio e capace contemporaneamente di migliorare significativamente la qualità di vita. Nel presente capitolo vengono descritti gli effetti dell’esercizio fisico sui principali fattori di rischio modificabili. Gli effetti dell’esercizio fisico sull’ipertensione arteriosa sono discussi nello specifico capitolo.

 ( vedi  "l’esercizio fisico nel paziente iperteso" ) 

Alcoolismo e tabagismo

Alcool, fumo e tossicodipendenza sono i maggiori pericoli per la popolazione giovanile.Secondo i dati dell’ISTAT nella fascia di età che va dai 15 ai 17 anni, l’uso di alcool si attesta attorno al 10%. All’aumentare dell’età il consumo cresce in modo notevole: tra i 17 e i 24 anni bevono alcolici il 39,3% dei maschi e il 21,1% delle femmine . I dati più allarmanti vengono comunque dal tabagismo dato che tra i 15 e i 17 anni fumano il 13% dei maschi e il 6,7% delle femmine, percentuali che salgono al 30,9% e 14,6% a diciott’anni.In letteratura, i dati inerenti la relazione tra esercizio fisico e tabagismo sono abbastanza disomogenei. Infatti, accanto a numerosi lavori che documentano una correlazione inversa tra fumo e attività fisica, ve ne sono altri che non confermano tale correlazione.In uno studio compiuto in Emilia Romagna nell’anno 2000 su una popolazione di 26 434 soggetti sportivi sottoposti alla visita di idoneità sportiva agonistica, la prevalenza generale di fumatori riscontrata è stata del 24,9% con percentuali del 25,9% nei maschi e del 14,9% nelle femmine .

 Dislipidemie

L’attività fisica provoca modificazioni favorevoli in senso antiaterogeno del metabilismo lipidico, ma i dati della letteratura non sono del tutto univoci.Risultati differenti si hanno per le diverse condizioni sperimentali: raffronto fra sedentari e allenati su ampi strati di popolazione; effetti dell’allenamento su soggetti sedentari; effetti del disallenamento; effetti di una singola seduta di esercizio fisico; impiego di carichi di lavoro differenti per tipo, intensità e durata. Ciò nonostante, la vasta mole di ricerche consente di trarre conclusioni abbastanza definitive.L’esercizio fisico di tipo aerobico induce modificazioni favorevoli del metabolismo lipidico che possiamo così riassumere:

calo dei trigliceridi e delle principali lipoproteine che li veicolano (VLDL);

nessuna modificazione o lievi riduzioni della colesterolemia totale;

amento delle HDL, prevalentemente a carico della sottofrazione HDL 2 ;

scarse e contrastanti modificazioni di apo A-I e apo A-II;

lieve riduzione delle LDL (più marcata quando all’esercizio si associa un calo ponderale), ma soprattutto variazione della loro composizione:

riduzione delle particelle aterogene più piccole e dense;

riduzione o nessuna modificazione di apo B, a seconda delle diverse condizioni sperimentali .

Anche laddove i dati appaiono contradditori e non definitivi è importante sottolineare che non esistono comunque in letteratura segnalazioni di segno opposto, vale a dire di modificazioni in senso proaterogeno

L’esercizio di tipo anaerobico, invece, non sembra in grado di determinare alcuna modificazione o addirittura pare indurre alcune variazioni sfavorevoli: riduzione del colesterolo HDL, in particolare della sottofrazione HDL 2 5.

I meccanismi attraverso i quali tali modificazioni si realizzano sono riferibili all’assetto endocrino-metabolico determinato dall’esercizio fisico aerobico:

calo dell’insulinemia, aumento del somatotropo (GH), cortisolo e catecolamine;

aumentata attività della lipoproteinlipasi, con aumento della lipolisi;

aumento di attività dell’enzima lecitina- colesterolo-acetiltransferasi (LCAT) e ridotta attività della trigliceridilipasi epatica (HTGL) 4-6.

Tutti questi effetti sull’assetto lipidico si possono ottenere con l’esecuzione di lavoro aerobico di moderata intensità per 3 volte alla settimana; un aumento di intensità e/o frequenza non comporta ulteriori miglioramenti.

Diabete mellito di tipo II

I benefici dell’attività fisica nei pazienti affetti da diabete mellito di tipo II sono stati messi in evidenza in numerosi studi. È dimostrato infatti come un programma di attività fisica a lungo termine possa determinare una riduzione delle alterazioni metaboliche associate a tale patologia e una riduzione delle sue complicanze cardiovascolari. Mentre la sedentarietà è stata associata ad un incremento di mortalità nei soggetti con diabete mellito tipo II , dall’altro lato, uno studio recente ha dimostrato che l’attività fisica determina una riduzione della mortalità cardiovascolare e globale in tali pazienti.

 Controllo glicemico

Una meta-analisi di 14 trials ha dimostrato che l’esercizio fisico porta ad una riduzione dell’emoglobina glicosilata, e tale riduzione è indipendente dalle modificazioni del peso corporeo . Questi effetti a lungo termine sono dovuti all’adattamento della muscolatura scheletrica, al metabolismo epatico ed alla composizione corporea .La glicemia si riduce dopo una singola seduta di esercizio e questo effetto a breve termine è verosimilmente secondario ad un aumento dell’uptake del glucosio all’interno della muscolatura scheletrica.Le modificazioni della tolleranza glucidica e della sensibilità all’insulina sono correlate alla quantità di esercizio  e l’incremento dell’uptake del glucosio si verifica maggiormente nei muscoli allenati rispetto a quelli non allenati .

 Funzione diastolica

Il diabete di tipo II si associa ad anormalità della funzione diastolica ventricolare sinistra . Valori elevati di glicemia, anche se ad un livello inferiore rispetto a quello necessario per la diagnosi di diabete, risultano associati ad una riduzione della funzione diastolica L’esercizio fisico sembra in grado di determinare un miglioramento della funzione diastolica in modelli animali  e nei soggetti con ipertensione arteriosa . Ci si può quindi aspettare che l’esercizio fisico possa miglio-rare la funzione diastolica anche nei soggetti affetti da diabete mellito tipo II, anche se sono necessari ulteriori studi per confermare tale ipotesi.

Funzione endoteliale

La disfunzione endoteliale è una condizione frequente nei soggetti con diabete mellito tipo II e nei soggetti pre-diabetici. La ridotta vasodilatazione endoteliale a livello delle arterie coronarie e del microcircolo contribuisce all’ischemia miocardica. È stato dimostrato che l’esercizio fisico riduce i difetti di perfusione miocardica nei pazienti con malattia coronarica, anche in assenza di una regressione significativa della placca aterosclerotica e questo sembra derivare proprio da un miglioramento della funzione endoteliale .Gli studi che hanno utilizzato la vasodilatazione reattiva iperemica dell’arteria brachiale come indice di funzione endoteliale, hanno mostrato che l’esercizio fisico migliora la funzione endoteliale nei soggetti con diabete mellito tipo II così come nei soggetti con sindrome metabolica. Il miglioramento della funzione endoteliale indotto dall’esercizio sembra essere secondario all’aumento dello stress di parete, il quale porta ad un aumento della liberazione di ossido nitrico endotelio-dipendente, inducendo il rilasciamento della muscolatura liscia e quindi la vasodilatazione.

 Obesità

L’obesità, in particolare il grasso intra-addominale, è associata all’insulino-resistenza, all’intolleranza glucidica ed al diabete mellito. In uno studio recente è stato dimostrato che l’esercizio fisico determina una modesta riduzione del peso corporeo, ma una considerevole riduzione del grasso intra-addominale . Inoltre, l’esercizio fisico comporta un miglioramento della composizione corporea, come dimostrato da un altro studio, nel quale, dopo 6 mesi di esercizio di resistenza si verificava una riduzione della percentuale del grasso corporeo ed un incremento della massa magra, senza alterazioni del peso corporeo. Nei soggetti obesi si ha un incremento dei livelli di proteina C reattiva (PCR)  ed il tessuto adiposo è un importante fonte di citochine, le quali contribuiscono all’infiammazione vascolare e sistemica .Questo comporta disfunzione endoteliale, aumento del rischio di aterosclerosi ed insulino-resistenza. Inoltre, diversi studi hanno dimostrato che i livelli di PCR sono associati con diverse componenti della sindrome metabolica  e sono predittori del rischio di evoluzione in diabete mellito tipo II . L’esercizio fisico, poiché influisce sul peso corporeo, ed in particolare sulla quantità di grasso, porta ad una riduzione degli indici di infiammazione.

Prevenzione del diabete tipo II

Diversi studi hanno dimostrato che l’attività fisica, come parte di un cambiamento dello stile di vita riguardante anche le abitudini alimentari, la riduzione del peso corporeo e l’eliminazione dell’abitudine al fumo, può essere utile nel prevenire o ritardare l’insorgenza di diabete mellito tipo II .

L’ipoglicemia correlata all’esercizio

La presenza di elevati livelli di insulina, dovuti a somministrazione esogena, può determinare un’attenuazione o addirittura prevenire l’aumentata mobilizzazione del glucosio e degli altri substrati associata all’esercizio e portare quindi ad una condizione di ipoglicemia.

Questo è quello che può verificarsi nei pazienti con diabete mellito tipo II in trattamento con insulina o sulfaniluree. Per tale motivo, i soggetti diabetici, prima di intraprendere un programma di esercizio fisico, andrebbero sottoposti ad una dettagliata valutazione medica che vada a valutare, oltre alla presenza di complicanze micro e macrovascolari che potrebbero essere peggiorate dall’esercizio fisico, anche il controllo metabolico .

Diabete mellito di tipo I

Nei diabetici tipo I l’attività fisica migliora il profilo lipidico, riduce la pressione arteriosa ed in generale influisce positivamente sul sistema cardiovascolare.Tuttavia, diversi sono gli studi che non sono riusciti a dimostrare un effetto indipendente dell’attività fisica sul miglioramento del controllo glicemico nei pazienti affetti da diabete mellito di tipo I. Tutti i tipi di attività fisica, comprese le attività competitive possono essere svolte da soggetti affetti da diabete mellito di tipo I, che non manifestano complicanze e con un buon controllo dei valori glicemiciL’ipoglicemia che può manifestarsi durante, immediatamente dopo o diverse ore dopo l’attività fisica, può essere evitata tramite un corretto uso della terapia insulinica. Questo richiede da parte del paziente un’adeguata conoscenza della propria risposta ormonale e metabolica ed una buona abilità di autogestione. In generale, per regolare la risposta glicemica durante esercizio fisico, è utile seguire alcune indicazioni:

1) buon controllo metabolico prima di iniziare un regime di attività fisica;

2) monitorare i livelli di glucosio ematico prima e dopo l’attività fisica;

3) assumere alimenti (carboidrati) durante attività fisica prolungata.

Ci sono poi ulteriori problemi legati all’età del soggetto: i bambini, ad esempio, presentano una grande variabilità dei valori glicemici, pertanto è richiesta un’assistenza da parte di genitori, insegnanti ed istruttori.

 Negli adolescenti, invece, i cambiamenti ormonali possono contribuire a rendere difficoltoso il controllo glicemico. Nonostante ciò, è chiaro che con le dovute istruzioni sull’autogestione della terapia e sul trattamento delle crisi ipoglicemiche, l’attività fisica è utile e sicura in tutti i soggetti affetti da diabete mellito tipo I .

Obesità e sindrome metabolica

I dati sull’obesità in Europa sono stati per molto tempo sottovalutati, mentre in realtà il fenomeno si sta rapidamente trasformando in una vera e propria epidemia: sono obesi o in sovrappeso 200 milioni di europei; un bambino su 5 è in sovrappeso e il numero di bambini di età scolare in soprappeso cresce di 400 000 casi all’anno. L’Italia è tra i paesi più colpiti dal fenomeno: oltre il 30% dei bambini tra i 7 e gli 11 anni è in sovrappeso. Per Sindrome Metabolica si intende la presenza contemporanea di una serie di alterazioni del metabolismo e di fattori di rischio cardiovascolare .

Nel 2001 l’Adult Treatment Panel III (ATP III) ha stabilito che, per porre diagnosi di Sindrome Metabolica, è sufficiente la presenza di almeno tre fra le seguenti caratteristiche:

obesità addominale (circonferenza vita >102 cm nell’uomo e >88 cm nella donna), ipertrigliceridemia (>150 mg/dl),

bassi livelli di HDL-colesterolo (<40 mg/dl nell’uomo e <50 mg/dl nella donna), ipertensione (>130/85 mmHg),

iperglicemia a digiuno (>110 mg/dl).

Altri fattori sono stati via via identificati ed inseriti nel contesto della sindrome (aumentata attività del sistema nervoso simpatico, iperuricemia, condizione procoagulativa e proinfiammatoria, disfunzione endoteliale), la quale si configura come un insieme di complesse alterazioni metaboliche che hanno nello stato di insulino-resistenza il comune denominatore patogenetico e fisiopatologico La prevalenza della Sindrome Metabolica nel mondo occidentale è molto elevata ed è progressivamente incrementata con il dilagare dell’obesità. Sedentarietà, iperalimentazione, consumo di cibi ipercalorici ad elevato indice glicemico, alterato rapporto uomo/ ambiente, sono tutti elementi che fungono da amplificatori di una probabile predisposizione, geneticamente determinata. Nei paesi industrializzati questa patologia pare interessare più del 25% della popolazione adulta, non risparmiando tuttavia nemmeno le fasce di età più giovani. Nei portatori della Sindrome Metabolica si riscontra un importante aumento di complicanze cardiovascolari D’altra parte, i difetti multipli che la caratterizzano rappresentano singolarmente fattori di rischio ormai consolidati o altri fattori cosiddetti “non classici” . Le stesse iperinsulinemia e insulinoresistenza potrebbero essere fattori di rischio aterogeno indipendenti. La Sindrome Metabolica è stata inserita nella classificazione dei fattori di rischio cardiovascolari dall’American Heart Association, che ha proposto una strategia terapeutica incentrata su un’alimentazione corretta e sull’incremento dell’attività fisica .Mettere in trattamento farmacologico più di un quarto di tutta la popolazione, infatti, presenta limiti insuperabili di tipo economico e organizzativo. Quand’anche la scelta fosse indirizzata ad una percentuale più ristretta di individui, in base al grado di rischio presentato, si tratterebbe comunque di instaurare politerapie indirizzate verso i singoli fattori (utilizzando ipoglicemizzanti, antipertensivi, ipolipemizzanti, antiossidanti, anti-trombotici, eccetera), con evidenti problemi di interferenze farmacologiche e di compliance. Quella farmacologica, pertanto, deve rappresentare una scelta di seconda istanza in caso di fallimento delle altre strategie, o in presenza di patologie rilevanti, o di fattori di rischio di grado elevato. Gli obiettivi del trattamento sono quelli di migliorare la sensibilità insulinica da un lato e di prevenire o correggere le alterazioni metaboliche e cardiovascolari dall’altro. Nei soggetti con Sindrome Metabilica l’esercizio fisico produce modificazioni metaboliche capaci di agire favorevolmente su tutte le alterazioni indotte dall’insulino-resistenza. Questo pone nelle mani del medico una potente arma di tipo non farmacologico per un efficace intervento preventivo, terapeutico e riabilitativo. Se poi all’esercizio fisico si associa l’intervento nutrizionale, soprattutto se in grado di determinare calo ponderale, si ha un ulteriore effetto additivo . L’allenamento di endurance migliora la captazione del glucosio insulino-mediata e aumenta la capacità di depositare glicogeno nei muscoli . L’esercizio agisce, inoltre, sulle singole alterazioni che caratterizzano la Sindrome Metabolica con effetti favorevoli, in parte mediati dal miglioramento della sensibilità insulinica, in parte diretti . Il lavoro aerobico è in grado di indurre importanti modificazioni del profilo lipidico in senso antiaterogeno: riduzione dei trigliceridi e delle VLDL, aumento delle HDL, riduzione delle LDL (soprattutto quando all’attività fisica si associa un calo ponderale), con riduzione delle particelle più piccole e dense e loro minor suscettibilità all’ossidazione.

 L’esercizio fisico è una delle poche misure utili per evitare il recupero ponderale nel trattamento dell’obesità ed induce una preferenziale mobilizzazione dei lipidi dai depositi viscerali (più sensibili allo stimolo lipolitico delle catecolamine), quelli più direttamente correlati all’insulino-resistenza.

Con l’allenamento si riduce la frequenza cardiaca a riposo e, a parità di carico lavorativo, si ha un suo minor incremento sotto sforzo. L’espansione del volume plasmatici e l’aumentata cappillarizzazione muscolare riducono i valori pressori. La migliore sensibilità insulinica inoltre si estrinseca anche con un miglioramento della sua azione vasodilatante e della funzione endoteliale. Modificazioni emoreologiche ed emocoagulative in senso antitrombotico si verificano per gli effetti favorevoli del training su volemia, fibrinogeno, fattori della coagulazione, PAI-1, aggregabilità piastrinica e fibrinolisi.

Funzione endoteliale

 L’endotelio è oggi considerato un vero e proprio organo dalle dimensioni molto estese (1500 m2), dal peso di circa un chilo e mezzo e dalle molteplici funzioni. Infatti, oltre a quelle tradizionalmente conosciute come la regolazione del tono vascolare e della coagulazione, è ormai chiaro che l’endotelio svolge un ruolo essenziale, grazie alla produzione e secrezione di numerose sostanze, nei processi infiammatori implicati nella patogenesi e progressione dell’aterosclerosi  e più in generale in tutte le malattie cardiovascolari, compreso lo scompenso cardiaco. Le evidenze scientifiche attuali mostrano che: la disfunzione endoteliale è la conditio sine qua non per l’aterosclerosi nelle sue manifestazioni acute e croniche ; la disfunzione endoteliale costituisce un indice prognostico molto sensibile di successivi eventi cardiaci . Tutti i principali fattori di rischio coronarici e tra essi anche la sedentarietà, provocano marcata alterazione della fisiologia endoteliale .Questo spiega perché la disfunzione endoteliale sia già presente molto precocemente nella storia della malattia aterosclerotica. L’endotelio, quindi, sta diventan-do sempre più uno dei principali obiettivi di molti interventi terapeutici. Sin già dai primi anni ’90, si sono accumulate evidenze scientifiche di come l’esercizio fisico sia un ottimo e fisiologico sistema per ridurre o normalizzare la disfunzione endoteliale .A questo proposito è necessario ricordare che uno dei principali meccanismi di attivazione delle azioni di vasodilatazione, antitrombotica, antinfiammatoria e antiproliferativa è rappresentato dal cosiddetto “shear stress”.Esso è la forza esercitata dallo scorrimento del sangue la quale produce una trazione parallela all’asse longitudinale del vaso. Questa forza è particolarmente elevata ed efficace quando il flusso è di tipo laminare, molto meno quando il flusso è turbolento . In molti dati sperimentali  l’esercizio, grazie all’aumento della velocità e della pulsatilità del flusso secondario all’aumentata gittata cardiaca, ha mostrato la capacità di incrementare il flusso laminare e dunque lo shear stress, migliorando e/o ottimizzando così la funzione endoteliale. In particolare, i dati della ricerca di base hanno messo in evidenza che la quantità di ossido nitrico, sostanza chiave nella fisiologia endoteliale (con molteplici azioni che vanno dalla vasodilatazione all’azione anti-proliferativa e a quella anti-trombotica), accresce di oltre 13 volte dopo circa 1 ora di incremento dello shear stress secondario ad attività fisica .Nei soggetti con fattori di rischio e dunque disfunzione endoteliale, l’esercizio fisico induce indubbi benefici. In uno studio randomizzato in soggetti diabetici, dopo 8 settimane di esercizio vi era un aumento della vasodilatazione endotelio-dipendente di oltre il doppio .Risultati simili sono stati osservati in soggetti con sindrome metabolica  e con dislipidemia . Anche nei pazienti coronaropatici l’esercizio fisico è associato ad un marcato miglioramento della funzione endoteliale, sia in quelli affetti da cardiopatia cronica stabile sottoposti a procedura di angioplastica , sia in quelli affetti da infarto miocardico recente . Comunque è nei pazienti con scompenso cardiaco che l’attività fisica moderata e regolare procura i maggiori benefici sulla funzione endoteliale . Più recentemente l’esercizio fisico ha mostrato nell’animale e nell’uomo la capacità di aumentare le cellule progenitrici endoteliali.Tali cellule sono rilasciate dal midollo osseo, sono essenziali nell’attività di riparazione endoteliale e la loro quantità presente in circolo è inversamente correlata con la presenza di fattori di rischio, oltre che prognosticamente rilevante dal punto di vista degli eventi cardiovascolari . Uno studio recente ha chiaramente dimostrato che alcune settimane di esercizio fisico riescono a incrementare in maniera significativa il numero di queste cellule Di conseguenza, l’esercizio fisico regolare sembra migliorare la salute dei vasi arteriosi anche attraverso un aumento di tale cellule progenitrici endoteliali.

Raccomandazioni 

 Risulta fondamentale prescrivere programmi individualizzati ed adattati al singolo paziente, sulla scorta del suo contesto funzionale, clinico e sociale, onde poter ottenere la miglior compliance possibile. Dal punto di vista degli effetti benefici sui fattori di rischio cardiovascolare risulta più importante la quantità globale di esercizio (esprimibile come l’energia consumata per l’attività fisica, la quale dovrebbe essere almeno superiore alle 1 000 kcal/settimana), rispetto all’intensità alla quale esso viene eseguito. Sicuramente efficaci sono le attività fisiche aerobiche ad intensità moderata, durata superiore ai 30 minuti, svolte anche non continuativamente, per almeno 150 minuti la settimana. Nel prescrivere un programma di esercizio fisico individualizzato, bisogna tener conto del difetto metabolico prevalente: lavoro sicuramente aerobico di intensità moderata (40-59% del V . O2picco o 55-69% Fc max), di bassa intensità e di lunga durata, possibilmente con frequenza giornaliera, se l’obiettivo prioritario è il calo ponderale.

Bibliografia