ECOLOGIC

26.11.17

Saturated fat does not clog the arteries: coronary heart disease is a chronic inflammatory condition, the risk of which can be effectively reduced from healthy lifestyle interventions | British Journal of Sports Medicine

Saturated fat does not clog the arteries: coronary heart disease is a chronic inflammatory condition, the risk of which can be effectively reduced from healthy lifestyle interventions | British Journal of Sports Medicine

Statistics from Altmetric.com

Coronary artery disease pathogenesis and treatment urgently requires a paradigm shift. Despite popular belief among doctors and the public, the conceptual model of dietary saturated fat clogging a pipe is just plain wrong. A landmark systematic review and meta-analysis of observational studies showed no association between saturated fat consumption and (1) all-cause mortality, (2) coronary heart disease (CHD), (3) CHD mortality, (4) ischaemic stroke or (5) type 2 diabetes in healthy adults.1 Similarly in the secondary prevention of CHD there is no benefit from reduced fat, including saturated fat, on myocardial infarction, cardiovascular or all-cause mortality.2 It is instructive to note that in an angiographic study of postmenopausal women with CHD, greater intake of saturated fat was associated with less progression of atherosclerosis whereas carbohydrate and polyunsaturated fat intake were associated with greater progression.3

Preventing the development of atherosclerosis is important but it is atherothrombosis that is the real killer

The inflammatory processes that contribute to cholesterol deposition within the artery wall and subsequent plaque formation (atherosclerosis), more closely resembles a 'pimple' (figure 1). Most cardiac events occur at sites with <70% coronary artery obstruction and these do not generate ischaemia on stress testing.4 When plaques rupture (analogous to a pimple bursting), coronary thrombosis and myocardial infarction can occur within minutes. The limitation of the current plumbing approach ('unclogging a pipe') to the management of coronary disease is revealed by a series of randomised controlled trials (RCTs) which prove that stenting significantly obstructive stable lesions fail to prevent myocardial infarction or to reduce mortality.5

Dietary RCTs with outcome benefit in primary and secondary prevention

In comparison with advice to follow a 'low fat' diet (37% fat), an energy-unrestricted Mediterranean diet (41% fat) supplemented with at least four tablespoons of extra virgin olive oil or a handful of nuts (PREDIMED) achieved a significant 30% (number needed to treat (NNT)=61) reduction in cardiovascular events in over 7500 high-risk patients. Furthermore, the Lyon Heart study showed that adopting a Mediterranean diet in secondary prevention improved hard outcomes for both recurrent myocardial infarction (NNT=18) and all-cause mortality (NNT=30), despite there being no significant difference in plasma low-density lipoprotein (LDL) cholesterol between the two groups. It is the alpha linoleic acid, polyphenols and omega-3 fatty acids present in nuts, extra virgin olive oil, vegetables and oily fish that rapidly attenuate inflammation and coronary thrombosis.6 Both control diets in these studies were relatively healthy, which make it highly likely that even larger benefits would be observed if the Mediterranean diets discussed above were compared with a typical western diet.

LDL cholesterol risk has been exaggerated

Decades of emphasis on the primacy of lowering plasma cholesterol, as if this was an end in itself and driving a market of 'proven to lower cholesterol' and 'low-fat' foods and medications, has been misguided. Selective reporting may partly explain this misconception. Reanalysis of unpublished data from the Sydney Diet Heart Study and the Minnesota coronary experiment reveal replacing saturated fat with linoleic acid containing vegetable oils increased mortality risk despite significant reductions in LDL and total cholesterol (TC).7

A high TC to high-density lipoprotein (HDL) ratio is the best predictor of cardiovascular risk (hence this calculation, not LDL, is used in recognised cardiovascular risk calculators such as that from Framingham). A high TC to HDL ratio is also a surrogate marker for insulin resistance (ie, chronically elevated serum insulin at the root of heart disease, type 2 diabetes and obesity). And in those over 60 years, a recent systematic review concluded that LDL cholesterol is not associated with cardiovascular disease and is inversely associated with all-cause mortality.8 A high TC to HDL ratio drops rapidly with dietary changes such as replacing refined carbohydrates with healthy high fat foods.

A simple way to combat insulin resistance (chronically high levels of serum insulin) and inflammation

Compared with physically inactive individuals, those who walk briskly at or above 150 min/week can increase life expectancy by 3.4–4.5 years independent of body weight.9 Regular brisk walking may also be more effective than running in preventing coronary disease. And just 30 min of moderate activity a day more than three times/week significantly improves insulin sensitivity and helps reverse insulin resistance (ie, lowers the chronically elevated levels of insulin that are associated with obesity) within months in sedentary middle-aged adults. This occurs independent of weight loss and suggests even a little activity goes a long way.

Another risk factor for CHD is environmental stress. Childhood trauma can lead to an average decrease in life expectancy of 20 years. Chronic stress increases glucocorticoid receptor resistance, which results in failure to down regulate the inflammatory response. Combining a complete lifestyle approach of a healthful diet, regular movement and stress reduction will improve quality of life, reduce cardiovascular and all-cause mortality.10 It is time to shift the public health message in the prevention and treatment of coronary artery disease away from measuring serum lipids and reducing dietary saturated fat. Coronary artery disease is a chronic inflammatory disease and it can be reduced effectively by walking 22 min a day and eating real food. There is no business model or market to help spread this simple yet powerful intervention.

12.11.17

Tendons

Additional in-series compliance reduces muscle force summation and alters the time course of force relaxation during fixed-end contractions


jeb.biologists.org
Additional in-series compliance reduces muscle force summation and alters the time course of force relaxation during fixed-end contractions
Dean L. Mayfield, Bradley S. Launikonis, Andrew G. Cresswell, Glen A. Lichtwark
45-57 minutes

Additional in-series compliance reduces muscle force summation and alters the time course of force relaxation during fixed-end contractions

Journal of Experimental Biology 2016 219: 3587-3596; doi: 10.1242/jeb.143123
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ABSTRACT

There are high mechanical demands placed on skeletal muscles in movements requiring rapid acceleration of the body or its limbs. Tendons are responsible for transmitting muscle forces, but, because of their elasticity, can manipulate the mechanics of the internal contractile apparatus. Shortening of the contractile apparatus against the stretch of tendon affects force generation according to known mechanical properties; however, the extent to which differences in tendon compliance alter force development in response to a burst of electrical impulses is unclear. To establish the influence of series compliance on force summation, we studied electrically evoked doublet contractions in the cane toad peroneus muscle in the presence and absence of a compliant artificial tendon. Additional series compliance reduced tetanic force by two-thirds, a finding predicted based on the force–length property of skeletal muscle. Doublet force and force–time integral expressed relative to the twitch were also reduced by additional series compliance. Active shortening over a larger range of the ascending limb of the force–length curve and at a higher velocity, leading to a progressive reduction in force-generating potential, could be responsible. Muscle–tendon interaction may also explain the accelerated time course of force relaxation in the presence of additional compliance. Our findings suggest that a compliant tendon limits force summation under constant-length conditions. However, high series compliance can be mechanically advantageous when a muscle–tendon unit is actively stretched, permitting muscle fibres to generate force almost isometrically, as shown during stretch–shorten cycles in locomotor activities. Restricting active shortening would likely favour rapid force development.
INTRODUCTION

Animals must be capable of producing rapid movements to interact successfully with their physical environment. Locomotor activities employed during prey capture and predator evasion place especially high mechanical demands on skeletal muscle performance. For instance, the ankle extensors of the kangaroo rat and cat generate peak forces during jumping that exceed those measured in situ under maximal isometric conditions (Walmsley et al., 1978; Biewener et al., 1988). High mechanical outputs are not confined to accelerations, which necessitate that muscles generate mechanical energy. Skeletal muscles must also rapidly absorb mechanical energy to quickly arrest the body's motion (Gabaldón et al., 2004). Small animals in particular must have neuromuscular systems adept at generating forces at very high rates because of the comparatively shorter time that their limbs spend in contact with the ground during locomotion (Kram and Taylor, 1990).

Muscle fibre force production is largely constrained by the force–length (Gordon et al., 1966) and force–velocity (Fenn and Marsh, 1935) properties of the contractile apparatus. For a given activation level, contractile force is a function of myofilament overlap and cross-bridge cycling dynamics. Contractile speed, including the maximum velocity of fibre shortening and maximum rates of force development and relaxation, is governed by the kinetics of actin–myosin interaction and sarcoplasmic reticulum Ca2+ release and reuptake (Briggs et al., 1977; Edman et al., 1988; Metzger and Moss, 1990; Gordon et al., 2000). Fibre type-specific expressions of the motor protein myosin (Edman et al., 1988; Bottinelli et al., 1991), and fibre type-related differences in Ca2+ dynamics (Baylor and Hollingworth, 2003; Barclay, 2012) and contractile apparatus Ca2+ sensitivity (Stephenson and Williams, 1981) mean that the mechanical output of whole muscle is also a function of fibre type composition (Harridge et al., 1996). The performance of skeletal muscle in functional terms, as either a powerful motor or brake, is ultimately dependent on both high contractile force and speed being effectively transferred to the skeletal system.

To exert influence over the skeletal system, internally generated forces must be transmitted to the skeletal system via elastic tendinous structures. As the passive structures of the series elastic element (SEE) elongate under muscle tension according to their structural and material properties (Lieber et al., 1991), series elastic compliance presents as a mechanical obstacle to force transmission. When the length of the muscle–tendon unit (MTU) is held constant during activation, active muscle fibres are permitted to shorten against the stretch of the SEE (Griffiths, 1991; Buchanan and Marsh, 2001). The amount of internal shortening afforded by the SEE, expressed as a percentage of resting fibre length or the fibre length at which force is maximal (i.e. fixed-end compliance), is largely a function of muscle design. Fixed-end compliance increases as the relative difference in length between the SEE and muscle fibre increases (Zajac, 1989). Animal and human skeletal muscles cover a broad range of tendon length-to-fibre length ratios (Zajac, 1989; Biewener and Roberts, 2000). As a consequence, the fixed-end compliance of skeletal muscle varies considerably (Biewener and Roberts, 2000): horse superficial digital flexor 81% (Brown et al., 2003; Swanstrom et al., 2005), human medial gastrocnemius 35% (Narici et al., 1996) cat medial gastrocnemius 28% (Griffiths, 1991), guinea fowl lateral gastrocnemius 13% (Buchanan and Marsh, 2001), frog semitendinosus 11% (Lieber et al., 1991, 1992), hopping mouse gastrocnemius 6% (Ettema, 1996) and rat gastrocnemius 5% (Ettema, 1996). Experimental findings support distinct mechanical and functional roles for tendons of low and high series compliance (Biewener et al., 1981; Biewener and Blickhan, 1988; Ettema, 1996). Some studies have concluded that the structural design of the SEE appears to be ecologically driven (e.g. Biewener and Blickhan, 1988).
List of symbols and abbreviations

FTI
    force–time integral
ISI
    interstimulus interval
L0
    muscle fibre bundle length at which twitch force is maximal
MTU
    muscle–tendon unit
SEE
    series elastic element

As the SEE influences both force transmission and internal shortening, and is diverse in morphology, series elastic compliance is an important mechanical determinant of the rate of force development and the force-generating capacity of muscle. Much of what we know about the effects of series elastic compliance on contractile behaviour is owing to the work of A. V. Hill. Hill (1951) established that adding compliance in-series with muscle reduced twitch force and prolonged the time to peak tension. Hill (1949) also demonstrated that when the effect of series elastic compliance on internal contractile dynamics was effectively abolished, by applying a rapid, yet brief stretch to the MTU at stimulation onset, twitch force and the rate of force rise increased substantially. A similar response was observed when active shortening against the stretch of the SEE was largely prevented by a feedback control signal that adjusted the length of an isolated bullfrog plantaris MTU (Sawicki and Roberts, 2009). We recently demonstrated for the human triceps surae, which has high fixed-end compliance, that the mechanical properties of the twitch could be dramatically increased by only a modest reduction in fascicle shortening amplitude and velocity induced by a rapid stretch of relatively low amplitude (Mayfield et al., 2016). Stretch of the MTU early in the twitch was shown to also influence the force generated by a second stimulating pulse delivered at the post-stretch MTU length, suggesting that the depressant effect of active shortening on contractile force may influence force summation under conditions where internal shortening is permitted. Findings of this nature highlight the necessity to consider muscle–tendon interaction when interpreting muscle contractile properties under constant-length conditions. Whether differences in series elastic compliance over the range experienced by animals influence the relative summation of force owing to a burst of electrical impulses is less clear.

Applying a rapid stretch to the MTU, as a means for simulating lower series elastic compliance, is limited in that the effective stiffness of the SEE is modified only for the duration of the stretch. Further to this, the degree to which the effective stiffness is modified by a given amplitude of stretch is dependent on the active state of the muscle during the stretch. There is less relative resistance to active shortening when activation is achieved with two stimuli, particularly at a high frequency of stimulation, owing to higher rates of shortening and force rise (Mayfield et al., 2016). A more suitable model for studying the direct influence of series compliance on force summation would permit the compliance of the SEE to be manipulated to align with different physiological compliances for comparative purposes, but also be maintained for the duration of the contraction. Serial attachment of a thin latex strip to an isolated muscle preparation has been demonstrated to be an effective means for simulating in vivo tendon dynamics (Lichtwark and Barclay, 2010).

The purpose of the present study was to examine the influence of series elastic compliance on force summation owing to doublet stimulation [brief interstimulus interval (ISI)]. We attached a compliant artificial tendon, as described above, in-series with a fibre bundle isolated from the peroneus muscle of a cane toad (Rhinella marina). Twitch and doublet force were measured during fixed-end contractions at a range of fibre bundle lengths in the absence and presence of a compliant tendon to characterize the effects of series compliance on muscle contractile properties and force summation. On the basis that additional series compliance would permit an increase in active shortening of the internal contractile apparatus and, therefore, bring about a reduction in force-generating capacity, we hypothesized that additional series compliance would reduce relative force summation.
MATERIALS AND METHODS
Animals

Cane toads [Rhinella marina (Linnaeus 1758)] were captured in local watercourses and housed in an enclosure at The University of Queensland until use. Toads were placed in a refrigerator (4°C) for approximately 1 h prior to euthanasia to ease stress on the animal. Toads were euthanized by double pithing. All animal handling procedures were carried out in accordance with the guidelines of The University of Queensland's Animal Ethics Committee.
In vitro preparation

The peroneus muscle and tendons were dissected from both hind limbs, blotted on filter paper (Whatman Grade 1) and placed in Ringer's solution at room temperature. Bundles of fibres (N=15) were then dissected from the isolated muscle under a microscope. Aluminium foil clips were attached to the proximal and distal tendinous regions of each fibre bundle for mounting of the preparation. The distal clip was designed to permit the inclusion of a thin strip of latex in-series with the fibre bundle (Lichtwark and Barclay, 2010). The dimensions of the latex strip determined the series elastic compliance of the preparation. The latex strip, subsequently referred to as a compliant artificial tendon, was of dimensions that permitted the fibre bundle to actively shorten by 20–25% of its resting length during a fixed-end tetanic contraction (based on the approximate force-generating capacity of the muscle bundles).

The muscle preparation was mounted between a force transducer and micrometre, and lay submerged in Ringer's solution in a temperature-controlled bath (custom built). The Ringer's solution was of the following composition (mmol l−1): NaCl 112, CaCl2 2.5, MgCl2 1, HEPES 20, KCl 3.3 and glucose 5, adjusted to pH 7.4 at room temperature using NaOH. Force development and relaxation in vertebrate skeletal muscle exhibit strong thermal dependencies (Bennett, 1984). Measurements in the present study were made at 30°C to maximize relative doublet summation in amphibian muscle (Ranatunga, 1977) and increase the force-limiting potential of the compliant artificial tendon.
In vitro data collection

An electrical stimulator (SD9 Stimulator, Grass Technologies, Quincy, MA, USA) delivered supramaximal square-wave pulses to fibres via two fine platinum wire electrodes that ran parallel to the length of the fibre bundle in close proximity. Pulse width was set at 500 µs and stimulus strength set 10% above that eliciting maximum twitch force (field strength of approximately 30–40 V cm−1). With the muscle preparation mounted at the aluminium foil clips at either end, fibre bundle length was adjusted to maximize twitch force (optimal length, L0). Force output was sampled and displayed at 2000 Hz with a 16-bit Micro1401 and Spike2 data collection system (Cambridge Electronics Design, Cambridge, UK).

In the absence of the compliant artificial tendon, twitch, doublet and tetanic force were measured at L0. Additional measurements of twitch and doublet force were subsequently made at fibre bundle lengths of L0−2 mm (L0−2 mm), L0−1 mm (L0−1 mm) and L0+1 mm (L0+1 mm) to examine the effect of series compliance on the known length dependence of force summation. Passive force was recorded at each fibre bundle length and subsequently used to set fibre bundle length with the compliant artificial tendon serially attached (see below). An interval of at least 1 min was provided between successive twitch and doublet contractions to minimize the effects of muscle fatigue and oxidative stress. A final measurement of twitch force was obtained at L0 to assess muscle performance. Once force measurements had been completed without the artificial tendon serially attached, the aluminium foil clip at the distal end of the preparation was dismounted from the micrometre and the free end of the artificial tendon was mounted. To obtain the desired fibre bundle length with the artificial tendon mounted, the length of the now more compliant MTU was adjusted until the passive force was equal to that previously measured at the corresponding fibre bundle length without the artificial tendon mounted. Twitch and doublet force were subsequently measured at each of the four fibre bundle lengths, and tetanic force was measured at L0. A final measurement of twitch force was obtained at L0 to assess muscular fatigue. Doublet stimulation was performed with ISIs of 5, 20 and 40 ms. The dynamic behaviour of fibre bundles serially attached to a complaint artificial tendon was recorded by a high-speed (240 Hz) compact digital camera fixed directly above the bath for estimation of muscle strain.
Data analysis

Force signals were imported into MATLAB (R2014a, MathWorks, Natick, MA, USA) for processing and analysis. To remove undesired high-frequency components from the imported data, a custom-written script was implemented to apply a second-order, 80 Hz low-pass Butterworth filter (dual pass). Twitch and doublet contractions were analyzed to determine contraction time, half-relaxation time, peak active force and the force–time integral (FTI). The contraction time of doublet responses was defined as the time interval between the second stimulus pulse and peak force. Peak active force in the presence of a compliant artificial tendon was calculated after estimating the reduction in passive force owing to shortening of the fibre bundle against the stretch of the artificial tendon. Traditional approaches to calculating active force assume passive force to remain constant during active force development, subtracting passive force at rest from peak total force to determine active force. Though this may be an appropriate method when internal shortening is restricted by a stiff SEE or by the removal of tendinous tissues, and thus when the length of the parallel elastic element remains relatively constant, it underestimates the active force developed by a muscle in-series with a compliant SEE (MacIntosh and MacNaughton, 2005; Hoffman et al., 2012). To approximate the reduction in passive force during contraction owing to active shortening in the presence of a compliant artificial tendon, fibre bundle length during twitch and doublet contractions at L0 was measured. A quadratic function was then applied to values of passive force obtained at each resting fibre bundle length, and the reduction in passive force during active force development owing to active shortening was determined from the interpolated passive force–length data. Peak active force was calculated by subtracting the corrected passive force from peak total force. This process was performed only for trials with the artificial tendon attached. Active shortening was assumed to be negligible in the absence of an artificial tendon. Accordingly, passive force at rest was used for the calculation of peak active force for twitch and doublet contractions without an artificial tendon. Relative force summation was calculated by normalizing doublet force to twitch force at each fibre bundle initial length. Measurements of fibre bundle strain (Δfibre bundle length/L0) at L0 were calculated from digitized 2D images.
Statistical analysis

To determine whether there were effects of series elastic compliance and fibre bundle initial length on each parameter of muscle performance, a two-way repeated measures ANOVA (tendon compliance×fibre bundle initial length) was performed in statistical software (Prism 6, GraphPad Software, La Jolla, CA, USA). A post hoc analysis was performed using Tukey's method of controlling significance level for multiple pair-wise comparisons. Statistical significance was set at P≤0.05. Data are reported in the text as means±s.d., and presented in the figures as means±s.e.m.
RESULTS

Additional series elastic compliance in the form of a compliant latex strip led to an increase in the amplitude and rate of active shortening and a reduction in peak force during tetanic, doublet and twitch fixed-end contractions. An example of the time courses of fibre bundle force and shortening during each contraction type with and without a compliant artificial tendon attached is shown in Fig. 1. Waveform-averaged tetanic, doublet and twitch force for fixed-end contractions performed at L0 with and without serial attachment of a compliant artificial tendon are illustrated in Fig. 2. The addition of a compliant artificial tendon reduced tetanic force at L0 by 66±9% (P<0.01; Fig. 1A). Additional series compliance also reduced the tetanic rate of force development and relaxation by 70% (5.52±2.2 versus 1.57±0.49 mN ms−1, P<0.01) and 59% (5.36±1.75 versus 2.06±0.5 mN ms−1, P<0.01), respectively. Muscle fibre bundle strain against the stretch of the compliant artificial tendon during a tetanic contraction at L0 was 22±4%. Additional series compliance reduced twitch and doublet force by 65±8% and 68±6%, respectively.
Fig. 1.

Typical time course of force production and shortening during fixed-end contractions of a cane toad peroneus muscle fibre bundle with and without a compliant artificial tendon attached in-series. Additional series compliance led to a reduction in tetanic force (A) and a substantial increase in the amplitude and rate of active shortening (C). Active shortening during force generation owing to twitch and doublet stimulation (B) in the presence of additional series compliance was also of a considerable amplitude (D). Active shortening during a doublet was in fact of a greater amplitude than that permitted under maximal conditions in the absence of additional series compliance. Fibre bundle length changes during twitch and doublet contractions in the absence of additional compliance were not measurable and, therefore, were assumed to be negligible. Arrows in B denote timing of stimulation pulses. Doublet ISIs are 5 and 40 ms. Data are shown from the same muscle fibre bundle.
Fig. 2.

Tetanic, doublet and twitch force during fixed-end contractions with and without a compliant artificial tendon attached in-series. Additional series compliance considerably reduced tetanic (A), doublet (Dblt; B) and twitch (Tw; B) force. Data are waveform averages (solid) and the s.e.m. (dashed) of all fibre bundle data (N=15). Tetanic stimulation was for 240 ms at 100 Hz. Doublet stimulation ISI is 5 ms.

Fig. 3 illustrates passive and active forces, and the FTI, as a function of fibre bundle initial length for twitch and doublet contractions performed with and without a compliant artificial tendon attached. Passive tension increased as a function of fibre bundle length in the presence and absence of additional series compliance (P<0.01), but the change in passive tension owing to step increases in fibre bundle length did not differ between compliant and stiff conditions (P=0.55; Fig. 3A,B). This indicates that the length of the fibre bundle prior to contraction at each length step was similar with and without the compliant tendon attached. Additional series compliance reduced the active force and FTI of twitch and doublet contractions (P<0.01) at all fibre bundle initial lengths. Twitch active force and FTI were reduced by 54–63% and 53–73%, respectively, depending on the initial length of the fibre bundle (Fig. 3A,C). Doublet active force and FTI were reduced by 60–68% and 58–75%, respectively, depending on the initial length of the fibre bundle (Fig. 3B,D).
Fig. 3.

Twitch and doublet active force and force–time integral (FTI) as a function of fibre bundle initial length for fixed-end contractions with and without a compliant artificial tendon attached in-series. Passive tension at rest (open squares) did not differ between conditions at each length step (P=0.55), indicating similar fibre bundle lengths prior to contraction. Additional series compliance considerably reduced twitch and doublet active force (A,B) and FTI (C,D) at all fibre bundle initial lengths (P<0.01). Doublet data are for ISIs of 5 ms (solid circles) and 40 ms (open circles). Data are means±s.e.m., N=15. A two-way repeated-measures ANOVA (Tukey post hoc test) was used for determination of statistical significance.

Twitch and doublet force responses were normalized to peak twitch force for the purpose of examining relative force summation and the time course of force rise and relaxation as a function of series compliance. Waveform-averaged normalized force responses are illustrated in Fig. 4, where the effect of additional series compliance on the relative magnitude and time course of the summated response is clearly visible. Most notably, the addition of a compliant artificial tendon reduced relative force summation at the shortest fibre bundle initial lengths and accelerated the decay of force at the longest fibre bundle initial lengths (Fig. 4A,C). There were main effects of series compliance and fibre bundle initial length on both relative force summation and the relative FTI (Fig. 5). The addition of a compliant tendon reduced both relative force summation (5 and 40 ms, P<0.01) and the relative FTI (5 and 40 ms, P<0.01). However, the effect of initial length on force summation and FTI changed as a function of ISI. With respect to an ISI of 5 ms, both force summation (P<0.01) and FTI (P<0.01) decreased as a function of increasing fibre bundle initial length (Fig. 5A,C). Conversely, force summation increased as a function of initial length for an ISI of 40 ms (P<0.01; Fig. 5B). There was no main effect of initial length on relative FTI for an ISI of 40 ms (P=0.07; Fig. 5D). The force-limiting effect of additional series compliance was greatest at short fibre bundle initial lengths for both relative force summation (tendon compliance×fibre bundle initial length interaction: 5 and 40 ms, P<0.01) and relative FTI (tendon compliance×fibre bundle initial length interaction: 5 ms, P<0.01; 40 ms, P<0.05).
Fig. 4.

Relative force summation for fixed-end contractions with and without a compliant artificial tendon attached in-series. Twitch and doublet force at L0−2 mm (A), L0 (B) and L0+1 mm (C) are expressed relative to peak twitch force at the same fibre bundle initial length for compliant and stiff conditions. Additional series compliance reduced relative force summation at fibre bundle initial lengths between L0−2 mm and L0. Additional series compliance also tended to prolong the rise time of force and accelerate the time course of force relaxation. Data are waveform averages of all fibre bundle data (N=15).
Fig. 5.

Relative force summation and relative FTI as a function of fibre bundle initial length for fixed-end contractions with and without a compliant artificial tendon attached in-series. Additional series compliance reduced relative force summation (A,B) and relative FTI (C,D) (P<0.01) in a length-dependent manner. There was a main effect of fibre bundle initial length for both measures (P<0.01). The direction of the length-dependent response was a function of ISI. Peak doublet force and FTI were normalized to corresponding values of the twitch response at the same fibre bundle initial length. Data are means±s.e.m., N=15. A two-way repeated-measures ANOVA (Tukey post hoc test) was used for determination of statistical significance.

Additional series compliance altered the time course of force development and relaxation for twitch and doublet contractions (Fig. 6). The size of the effect was dependent on fibre bundle initial length. There were main effects of both series compliance and fibre bundle initial length on contraction time and half-relaxation time. The addition of a compliant tendon increased twitch and doublet contraction time by 3–9% (P<0.01) and 1–12% (5 and 40 ms, P<0.01), respectively, depending on the initial length of the fibre bundle (Fig. 6A,B). Contraction time also increased as a function of increasing initial length for twitch (P<0.01) and doublet contractions (5 and 40 ms, P<0.01; Fig. 6A,B). The size of the series compliance effect decreased as a function of increasing initial length for twitch and doublet (5 ms) contractions (tendon compliance×fibre bundle initial length interaction, P<0.01), and was almost absent at a L0+1 mm (Fig. 6A,B).
Fig. 6.

Contraction time and half-relaxation time of fixed-end contractions with and without a compliant artificial tendon attached in-series. Additional series compliance prolonged the contraction time (A,B) and reduced the half-relaxation time (C,D) of twitch and doublet contractions (P<0.01) in a length-dependent manner. The effect of additional series compliance was considerably larger for the half-relaxation time. Both measures increased as a function of fibre bundle initial length (P<0.01); however, they were less sensitive to changes in fibre bundle initial length in the presence of additional series compliance. Doublet data are for ISIs of 5 ms (solid symbols) and 40 ms (open symbols). Data are means±s.e.m., N=15. A two-way repeated-measures ANOVA (Tukey post hoc test) was used for determination of statistical significance.

The effect of additional series compliance on the time course of force rise was modest with respect to the accelerative effect of compliance on force relaxation. The addition of a compliant tendon reduced twitch and doublet half-relaxation time by 13–32% (P<0.01) and 16–44% (5 and 40 ms, P<0.01), respectively, depending on the initial length of the fibre bundle (Fig. 6C,D). Half-relaxation time increased as a function of increasing length for twitch (P<0.01) and doublet contractions (5 and 40 ms, P<0.01; Fig. 6C,D). The size of the series compliance effect increased as a function of fibre bundle initial length for twitch and doublet (5 and 40 ms) contractions (tendon compliance×fibre bundle initial length interaction, P<0.01). However, in contrast to the effect of additional series compliance on contraction time, half-relaxation time was reduced by a considerable amount at all fibre bundle initial lengths.
DISCUSSION

In this study, a compliant artificial tendon was attached in-series to an isolated muscle preparation as a means of investigating the effects of series elastic compliance on force summation. In addition to substantially constraining muscle force generation, active shortening of the internal contractile apparatus afforded by additional series compliance reduced doublet force summation and altered the time course of force rise and relaxation. Doublet force and doublet FTI expressed relative to the twitch were lower when a muscle fibre bundle was serially attached to a compliant artificial tendon. Additional series compliance also brought about an increase in the rise time of twitch and doublet force, and accelerated the time course of force decay. The reduced contractile output of a muscle fibre bundle in-series with a compliant SEE can be understood in terms of the dynamic factors that influence force generation in skeletal muscle. The same factors that constrain contractile apparatus force output likely contribute to limiting force summation under conditions where active shortening against stretch of the SEE is substantial.

A compliant artificial tendon reduced the peak force and FTI of all contraction types to one-third of that generated under comparatively stiff conditions. A loss in force-generating potential of this magnitude is predictable when the effects of series elastic compliance on muscle fibre dynamics are considered. Muscle fibre bundle shortening against the extension of the compliant artificial tendon was measured to be 22% of resting bundle length during a fixed-end tetanic contraction at L0 in the present study. Thus, the addition of a compliant tendon allowed for fibre bundles to shorten onto the ascending limb of the force–length curve, where force generation is reduced (Gordon et al., 1966). The absence of an appreciable increase in twitch and doublet force in response to step increases in initial length suggests that the artificial tendon was of a sufficient compliance to permit fibre bundles to shorten onto a similar low-force region of the ascending limb. This assertion is in agreement with models of muscle–tendon interaction, which predict that the force–length relationship should shift rightward and become skewed toward initial sarcomere lengths on the ascending limb as series elastic compliance increases (Lieber et al., 1992). The plantaris muscle of the bullfrog has a high fixed-end compliance (∼30%; Sawicki et al., 2015b), but avoids operating at fibre lengths on the ascending limb during the take-off phase of jumping by beginning at lengths on the descending limb. Force attenuation in this muscle is mitigated by actively shortening from lengths beyond optimum length onto the plateau region prior to take-off (Azizi and Roberts, 2010).

The addition of a compliant tendon reduced the relative amplitude and relative FTI of the doublet response for both ISIs employed in the present study. Altered force summation in the presence of additional series compliance is likely to be due to, at least in part, considerable muscle fibre shortening during the rise of force. Though shortening velocity was not measured in the present study, a higher velocity of shortening can be inferred from the larger amplitude of shortening permitted in the presence of additional series compliance. High velocities of shortening under constant-length conditions, and in response to high-frequency doublet stimulation, have previously been demonstrated in vivo for a muscle group with a compliant tendon (Mayfield et al., 2015). A significant reduction in the rate of force development under the compliant conditions imposed in the present study suggests that the fibre bundles did in fact operate at velocities at which force production is considerably limited (Hill, 1938). When a second pulse is delivered during the early rise in twitch force, before or immediately after the peak in fibre shortening velocity, a higher peak velocity of shortening is achieved. For instance, individual muscles of the human triceps surae achieve peak velocities during a high-frequency doublet that are 50% higher than during a twitch (Mayfield et al., 2015). We argue that the higher velocity of active shortening afforded by the compliant tendon was sufficient to cause a considerable reduction in the force-generating capacity of the contractile apparatus during force development, such that the relative force contribution of a second stimulating pulse was reduced with respect to stiffer conditions. Twitch force has been shown to increase significantly in response to a modest reduction in the velocity of shortening induced by an increase in SEE effective stiffness (Mayfield et al., 2016). Sandercock (2000) also concluded that a higher velocity of active shortening during force development could likely explain the reduction in force summation demonstrated when individual parts of whole muscle were activated simultaneously rather than individually, arguing that a common SEE permitted greater internal shortening during synchronous activity.

Additional series elastic compliance also affected the operating lengths of muscle fibre bundles during activation owing to the first and second stimulating pulses. Greater amplitudes of active shortening meant that muscle fibre bundle lengths at the onset of the second pulse were shorter and less favourable for force production. Additional shortening that occurs as force rises in response to a second pulse is also considerable under compliant conditions (Mayfield et al., 2015). Therefore, fibres in the compliant condition were allowed to continue to move down the ascending limb of the force–length curve, further limiting the force-generating potential of the second stimulus. We believe that the reduction in relative force summation in the compliant condition likely reflects a shortening-induced reduction in force-generating capacity, as explained by the force–length and force–velocity relationships. History-dependent contractile properties, specifically those concerned with actin–myosin interaction subsequent to active shortening (Edman, 1975; Herzog and Leonard, 1997), may also contribute to a progressive loss in force-generating potential.

When values of force summation reported in the literature for animal (Ranatunga, 1977; Wallinga-de Jonge et al., 1980; Parmiggiani and Stein, 1981) and, specifically, human muscles (Duchateau and Hainaut, 1986; Baudry et al., 2005) are considered, the reduction in relative force summation owing to additional series elastic compliance was small. This finding may be due, in part, to the animal model selected. In agreement with previous work on frog muscle at 22°C (Ranatunga, 1977), relative force summation in response to high-frequency doublet stimulation in the absence of additional series compliance was low relative to mammalian muscle (Parmiggiani and Stein, 1981; Duchateau and Hainaut, 1986) and did not exceed that predicted from linear summation of the twitch, except at a short fibre bundle length. Therefore, the potential for internal shortening afforded by additional compliance to reduce relative force summation was likely low. Considerably larger twitch-to-tetanus ratios have also been reported for amphibian muscle (see Close, 1965), even at temperatures exceeding physiological norms (Ranatunga, 1977). This suggests that, relative to a twitch, there is a low capacity for a second stimulus to bring about a significant increase in mechanical activation in amphibian muscle. By contrast, the relative force contribution of a second stimulus in mammalian muscle can be two to three times larger in amplitude than that of the twitch and be of an augmented speed and duration (Parmiggiani and Stein, 1981; Duchateau and Hainaut, 1986; Baudry et al., 2005), giving rise to a summated response three to four times larger than the twitch.

Mammalian muscle may have been more suitable for this investigation on the basis that there are elements of excitation–contraction coupling that clearly operate in a nonlinear manner to promote force generation when excitation occurs in quick succession. High series compliance may have additional consequences for force summation in mammalian muscle if shortening of the internal contractile apparatus were to interfere with one or more of these processes (e.g. thin filament activation; Edman, 1975; Gordon et al., 2000). Differences in excitation–contraction coupling may reflect the different lifestyles of various taxa. Ca2+ release and reuptake kinetics, and Ca2+ regulation of thin filament activation likely play crucial roles in determining force summation. Inactivation of Ca2+ release, whereby less Ca2+ is released from the sarcoplasmic reticulum in response to a second action potential when it immediately follows an initial action potential, is indeed a property that differs between amphibian and mammalian muscles (Caputo et al., 2004). Amphibian and mammalian muscle also have distinct sarcoplasmic reticulum ryanodine receptor (Ca2+ release channel) isoforms, Ca2+ release channel structural configuration at the site of Ca2+ release, and arrangement of the junctional membranes (Jayasinghe and Launikonis, 2013), which position the ryanodine receptors relative to the contractile apparatus (see Hollingworth and Baylor, 2013).

Additional series compliance induced a modest increase in the rise time of twitch and doublet force. The time to peak twitch tension has been shown previously to become systematically delayed as the compliance of an external spring is increased (Hill, 1951; Bawa et al., 1976). It has been suggested that increasing the series elastic compliance increases the length and duration for which the contractile apparatus must shorten before force equilibrium is reached (Hill, 1951). The delay in peak force induced by additional series compliance in the present study was small with respect to that observed for frog sartorius at 0°C (Hill, 1951), but similar to that observed for cat plantaris at a physiological temperature and when additional series compliance reduced twitch force by a similar extent (∼70%; Bawa et al., 1976). Some of this variation may be explained by the thermal (Bennett, 1984; Stephenson and Williams, 1985), fibre-type (Stephenson and Williams, 1981, 1985) and length dependence (Stephenson and Williams, 1982) of numerous processes in the series of events leading to contraction and relaxation. It also remains unclear what influence active shortening has on the Ca2+ sensitivity of the contractile apparatus (Gordon et al., 2000), which increases as a function of sarcomere length (Stephenson and Williams, 1982) when examined under purely isometric conditions.

Half-relaxation time was reduced considerably in the presence of additional series compliance, especially at longer initial fibre bundle lengths. Relative to the rise time of force in the presence of additional series elastic compliance, half-relaxation time was also less sensitive to step increases in initial fibre bundle length. The decay of twitch force has been shown previously to be more sensitive to initial muscle length than that of the rise time of force (Close, 1964; Wallinga-de Jonge et al., 1980). We suggest that the amplitude of active shortening permitted under the compliant conditions in the present study may have limited the influence of initial length on relaxation kinetics. Assuming on the basis of the force–length data obtained in the compliant condition that fibre bundles shortened onto a similar region of the ascending limb, differences in active fibre bundle length were likely less than the differences in initial length caused by the lengthening steps. Similar active lengths could explain the depressed effect of initial length on half-relaxation time. This conclusion is supported by evidence demonstrating the sensitivity of half-relaxation time to initial length to be lower at lengths below L0 (Jewell and Wilkie, 1960; Close, 1964) and our own finding that the time course of force decay was abbreviated more for doublet stimulation, which induced additional shortening. In agreement with the literature, half-relaxation time was more sensitive to initial fibre bundle length (52–56% increase) than was force rise time (30–32% increase) when the compliant tendon was absent. Bawa and colleagues (1976) reported a decrease in twitch half-relaxation time in response to an increase in spring compliance for cat soleus, but found half-relaxation time to increase for plantaris under similar conditions. Fibre type composition and the length range over which the muscle is tested could potentially modify the effect that series compliance has on force rise and relaxation by influencing the Ca2+ sensitivity of the contractile apparatus.

A greater relative rate of force relaxation in the presence of additional series elastic compliance may also reflect the reduced ability of strongly bound cross-bridges to resist the lengthening imposed upon them by the recoil of the elastic artificial tendon at the onset of relaxation. It has been argued that as sarcomere length non-uniformities arise at the onset of contractile apparatus deactivation (Edman and Flitney, 1982), the capacity for strongly attached cross-bridges to avoid further slippage or 'give' rapidly declines (Caputo et al., 1994). Length perturbations imposed during the early phase of force relaxation have been demonstrated to accelerate the transition between slow and fast relaxation phases and abbreviate the decay of active tension (Caputo et al., 1994; Tesi et al., 2002). The strain dependence of myosin detachment kinetics has recently been simulated in a cross-bridge model (Campbell, 2016). The same model showed that actin–myosin movement during relaxation permitted by series elastic compliance accelerated the time course of force decay (Campbell, 2016). A transient increase in the myoplasmic Ca2+ concentration subsequent to a brief stretch delivered at relaxation onset, relative to an isometric control (Caputo et al., 1994; Wang and Kerrick, 2002), suggests that the dissociation of force-generating cross-bridges may also mobilize Ca2+ from the thin filament, which could act to further accelerate the decay of force (Caputo et al., 1994).

Our findings indicate that high series elastic compliance limits force summation and accelerates relaxation when MTU length is held constant. On this basis it might be argued that a compliant tendon would be detrimental to muscular performance during maximal efforts, for example, during jumping in anuran amphibians, given that this form of locomotion requires the mechanical behaviour of several lower limb muscles to be maximal to rapidly extend the hind limb (Peplowski and Marsh, 1997; Roberts and Marsh, 2003). However, by allowing contractile element length changes to be decoupled from MTU length changes, series elastic compliance, in fact, plays an important role in amplifying mechanical power, especially during jumping in frogs (Astley and Roberts, 2012, 2014). Series compliance provides a means for a catapult mechanism of power production, that is, strain energy can be stored in the SEE via muscle shortening during the loading phase and released at a rapid rate when the SEE recoils during forward propulsion (Astley and Roberts, 2012; Sawicki et al., 2015b). An elastic mechanism of this form enables MTU power generated during jumping to be amplified with respect to the capacity of the muscle (Peplowski and Marsh, 1997; Navas et al., 1999). Power amplification is reliant on dynamic processes generating moments that oppose joint excursion attempted by the muscle as it generates force and actively stretches the SEE, storing elastic energy (Astley and Roberts, 2014). Though an elastic tendon is imperative for power amplification, large-amplitude active shortening similar to that permitted by the compliant artificial tendon may render the muscle incapable of generating forces sufficient for jumping. The tendons of some anuran hind limb extensors are in fact quite stiff (Lieber et al., 1991; Trestik and Lieber, 1993) with respect to a number of distal muscles in humans and animals that participate in stretch–shorten cycles during locomotor tasks (Morgan et al., 1978; Griffiths, 1991; Narici et al., 1996). However, force loss associated with high series compliance can be compensated for by operating initially at fibre lengths on the descending limb, as has been shown for the bullfrog plantaris, which is likely permitted to achieve long starting lengths by possessing relatively compliant passive properties (Azizi and Roberts, 2010).

High series elastic compliance may be more desirable in species in which the MTU is actively stretched before shortening. A compliant tendon can permit near-isometric muscle fibre dynamics during stretch of the MTU, allowing muscle to function as a rigid force-producing strut (Biewener et al., 1981; Roberts et al., 1997). Energy stored in the stretched tendon can then be returned to the skeletal system when the tendon recoils during limb propulsion (Alexander and Vernon, 1975; Roberts et al., 1997). Strut-like muscle behaviour and cycling of elastic energy have been demonstrated clearly in the gastrocnemius and plantaris of tammar wallabies during hopping (Biewener et al., 1998), the gastrocnemius of turkeys during running (Roberts et al., 1997), and the gastrocnemius (Lichtwark et al., 2007; Farris and Sawicki, 2012) and soleus (Lai et al., 2015) of humans during walking and running. However, muscles with high series compliance are not confined to economic force production and elastic energy savings. In vitro studies of cyclical MTU behaviour indicate that the timing of activation can be modulated to achieve brake- or motor-like muscle performance (Sawicki et al., 2015a). Naturally occurring bursts of high-frequency motor unit activity, which can resemble doublet stimulation, are thought to be crucial to rapid force development (Duchateau and Baudry, 2014). High-frequency motor unit doublet discharges have been recorded at the onset of ballistic efforts (Van Cutsem et al., 1998) and fast corrective movements (Grimby, 1984), and during locomotor activity (Hennig and Lømo, 1985). Force summation in a compliant MTU owing to doublet stimulation or a burst of pulses may be more pronounced and bring about higher rates of force development if activation were to be coupled with stretch of the MTU, which would act to restrict active shortening relative to constant-length conditions.

In conclusion, force summation during a fixed-end contraction is reduced in the presence of a compliant artificial tendon designed to permit significant internal shortening. Shorter operating lengths and higher velocities of shortening relative to comparatively stiff conditions are believed to lead to a progressive reduction in relative force-generating capacity, as predicted by the force–length and force–velocity properties of the contractile apparatus. Active shortening afforded by a compliant tendon might also accelerate the decay of force. Though these findings demonstrate that high series compliance limits rapid force development under constant-length conditions, muscles with compliant tendons generate large forces economically during locomotor tasks owing to stretch–shorten cycles that allow for minimal internal shortening.
Acknowledgements

The authors would like to thank Adrian Lowry for designing and building the temperature-controlled bath for the force transducer, and Rocky Choi for assistance with experiments.
FOOTNOTES

    Competing interests

    The authors declare no competing or financial interests.

    Author contributions

    D.L.M., B.S.L., A.G.C. and G.A.L. were involved in the conception and design of the research. D.L.M. performed experiments and analyzed the data. D.L.M., A.G.C. and G.A.L. interpreted the results of experiments. D.L.M. and G.A.L. prepared the figures. D.L.M., B.S.L., A.G.C. and G.A.L. drafted, edited and revised the manuscript, and approved the final version of the manuscript.

    Funding

    This work was supported by the Australian Research Council Future Fellowship (FT140101309 to B.S.L.).

    Received May 11, 2016.
    Accepted August 31, 2016.

    © 2016. Published by The Company of Biologists Ltd

View Abstract

11.11.17

cosa fare? Qual è il significato in chiave psicosomatica? » Il Cibo della SaluteIl Cibo della Salute


ilcibodellasalute.com
cosa fare? Qual è il significato in chiave psicosomatica? » Il Cibo della SaluteIl Cibo della Salute
by Silvia Petruzzelli
5-6 minutes

Le emorroidi sono varici del sistema di vene posto in corrispondenza del canale anale. Queste vene, in determinate circostanze si dilatano, con prolasso e emorragie. E' un problema che affligge quasi la metà degli italiani.

Possiamo distinguere tra emorroidi interne (più Yang) ed emorroidi esterne (più Yin). E' una distinzione utile soprattutto nella fase iniziale. Se il problema persiste, ha meno senso, in quanto primo o poi quasi tutte le emorroidi tendono a protundere.

Cause e Rimedi

In linea di massima si tratta di un problema Yang: localizzazione profonda, nella parte bassa del tronco. In effetti, le cause sono prevalentemente di natura Yang: stress, alimentazione squilibrata, vita sedentaria, che comportano anche stitichezza.

Dal punto di vista del cibo è importante seguire un'alimentazione equilibrata, a base di cereali integrali, verdure di stagione, legumi e frutta. Aiutarsi con riso (il cereale dell'intestino!), creme di riso, verdure a foglia verde. L'intestino predilige alimenti caldi e cremosi. Ha bisogno di cose morbide, per equilibrare la sua natura che tende a creare indurimenti.

Aiutarsi anche con le alghe (come ad esempio, kombu, wakame, dulse, nori).

E' opportuno togliere, dalla propria alimentazione, i cibi più Yang, come i prodotti animali, i prodotti da forno (secchi e duri, piuttosto Yang anche quelli!).

Ma anche cibi estremi Yin come caffè, cacao, spezie, frutta tropicale, zucchero, prodotti raffinati.

Rimuovendo le cause, adottando un'alimentazione equilibrata (e seguendola correttamente), il problema in genere migliora. Se ciò non dovesse accadere, è probabile che ci sia qualche deposito Yang, che sarebbe opportuno eliminare. Quindi, ridurre drasticamente anche il sale e condimenti salati e aiutarsi con cibi che ci aiutano a sciogliere le stagnazioni (come daikon e funghi shitake).

L'assunzione giornaliera di shitake (anche in compresse, se risultasse più comodo, avendo cura di sceglierle accuratamente) potrebbe essere di aiuto nel rimuovere questi accumuli.

Per alleviare le sofferenze, ci si può aiutare con qualche clistere.

La malattia come messaggio

Importante è non trascurare anche l'aspetto psichico: qual è il messaggio che il nostro corpo mente ci sta lanciando?

L'intestino Crasso è correlato, in Medicina Tradizionale Cinese, all'energia Metallo, un'energia molto profonda, molto lenta, che facilmente può creare stagnazione. Ecco perché è importante creare movimento e trasformazione.

La funzione principale degli organi correlati al Metallo, come abbiamo visto, è quella di conservare ciò che ci serve ed eliminare ciò che non è utile. Chiediamoci: cosa non riusciamo a lasciare andare?

Le emorroidi (come le varici) sono un problema di forma, legate alla Terra, all'organo Milza-Pancreas. Questo è evidente anche se c'è sanguinamento: è la milza che mantiene i sangue nei vasi e una perdita di sangue manifesta il suo squilibrio.

Abbiamo consumato cibi troppo Yin, oppure troppo Yang, che hanno annodato anche la nostra mente, originando troppi pensieri, troppe preoccupazioni? Rinforziamo quest'organo con alimenti leggeri, con il sapore equilibrato del cereale e delle verdure dolci. Evitiamo lo zucchero e i cibi molto dolci (anche la frutta troppo zuccherina).

Oltre a Intestino e Milza, dovremmo riequilibrare anche il Fegato. Sarebbe bene evitare anche cibi tostati: oltre a caffè e cioccolata, anche l'orzo tostato potrebbe nuocere.

Silvia Petruzzelli
Silvia Petruzzelli

Ha frequentato percorso di Naturopatia presso l'Istituto di Medicina Psicosomatica e di Shiatsu presso l'Istituto di Ricerche e Terapie Energetiche di Milano. Ha studiato macrobiotica presso il Centro Macrobiotico di Renè Levy "Cuisine et Santè" (Centro di Studi sull'applicazione dell'Alimentazione Cerealicola a Saint Gaudens - Francia), La Sana Gola di Milano (Guida alla Terapia Alimentare), l'Istituto di Macrobiotica del Portogallo (Curarsi con il Cibo) approfondendo le temeatiche dell'alimentazione naturale con alcuni riferimenti del mondo scientifico, con il Dottor Franco Berrino, Giovanni Allegro a Cascina Rosa (Istituto Tumori di Milano), Francisco Varatojo direttore dell'Istituto Macrobiotico del Portogallo. Ha seguito corsi di Alta Cucina Naturale presso il Joia Academy, fondata dal maestro Pietro Leemann. Ha fondato il blog IlCibodellaSalute.com allo scopo di divulgare uno stile di vita sano, consapevole e sostenibile. Cuoca e Docente di Alimentare Naturale Macrobiotica e MTC presso l'Associazione Chicco di Riso, gestisce il B&B Il Melograno Nano, a Barga (LU). Conduce corsi teorici e pratici su tutto il territorio nazionale.

8.11.17

Milano, la mappa letteraria dei cacciatori di citazioni: "Da Hemingway al noir, un libro per ogni strada"


milano.repubblica.it
Milano, la mappa letteraria dei cacciatori di citazioni: "Da Hemingway al noir, un libro per ogni strada"
di CHIARA BALDI
5-6 minutes
I luoghi della poetessa Alda Merini

Sarà presentata ufficialmente a BookCity, in programma dal 16 al 19 novembre, ma è già disponibile su Google Maps ed è aperta al contributo di tutti. I promotori: "È anche un modo scoprire le tante epoche e versioni della città che in pochi secoli si è completamente trasformata"
08 Novembre 2017

C'è il racconto del 'Diario" del 1816 di George G. Byron in cui l'autore ammette di essere rimasto affascinato dalla "ciocca di capelli così lunghi, chiari e belli" di Lucrezia Borgia conservata alla Biblioteca Ambrosiana. E Ernest Hemingway che, in "Addio alle armi" del 1946, racconta di quando andò all'Ippodromo di San Siro. Ma c'è anche un contemporaneo - del 2016 - Paolo Nori che in "Repertorio dei matti della città di Milano" scrive di quello che in piazzale Francesco Baracca urlava "sono io il figlio della Moratti", o di quell'altro che in via Casati dove "lo avevano visto una sola volta ma se lo ricordavano tutti perché era lì, in piedi davanti alla sua bicicletta da corsa, a febbraio e bestemmiava contro la sua bici, bestemmiava e bestemmiava, e la gente era uscita dai negozi per vedere". Tutte queste citazioni, e molte altre - 700 per la precisione - sono disponibili nella 'Mappa letteraria di Milano', progetto interattivo nato in primavera dell'associazione Quarto Paesaggio e sviluppato su uno strumento semplice e noto a tutti come Google Maps.

· LA MAPPA LETTERARIA

"L'idea della mappa è nata perché volevamo creare a Milano una comunità di lettori e associare i luoghi della città ai libri che li hanno usati come ambientazione ci sembrava la scelta più giusta da fare", racconta Giorgio Tacconi, presidente dell'associazione, che si occupa di recuperare gli spazi verdi di Milano e di associarli a eventi culturali. "Facciamo reading nei parchi, disponiamo panchine dove si possa comodamente leggere i libri e organizziamo incontri all'aperto con scrittori". Per aggiornare la Mappa gli utenti devono mandare all'associazione, via mail o con un messaggio su Facebook, la foto del brano che riguarda un preciso luogo di Milano, che poi verrà trascritto. "Il nostro obiettivo però è quello di aprirla a tutti così che gli utenti verificati possano autonomamente aggiungere testi e riferimenti bibliografici in ogni strada della città".

  La Mappa sarà presentata ufficialmente a BookCity, dal 16 al 19 novembre. "Abbiamo preso parte ai 'sentieri metropolitani', percorsi e camminate in città durante i quali gli utenti che hanno contribuito a renderla così densa di citazioni potranno andare nei luoghi nominati e leggere ad alta voce il passaggio del testo che cita quel posto. È anche un modo per conoscere angoli ormai scomparsi". Come La Maddalena, che oggi è piazza De Angeli, e dove una volta c'erano le fabbriche della De Angeli-Frua. A raccontarlo, in un libro del 1939 è proprio l'imprenditore Giuseppe Frua: "L'Isola Maddalena fuori porta Magenta non era che uno dei tanti piccoli aggruppamenti di caseggiati che circondano, o meglio, che circondavano Milano, e che, per trovarsi discosti dall'abitato, erano appunto chiamati isole o cascine. In uno di questi caseggiati, alla meno peggio riparato dalle rovine del tempo, anemicamente anzi che no, vegetava un'industria sin allora tra noi più che modesta - quella della stamperia e tintoria meccanica dei tessuti". Sì perché nella Mappa, come spiega Tacconi, "ci sono tante epoche e tante versioni di Milano: questo strumento è un modo per scoprirle tutte e per conoscere il tessuto urbano di una città che in pochi secoli si è completamente trasformata". Ma non solo: "La Mappa dà anche la possibilità di aumentare la sensibilità dei cittadini verso il territorio, così che ne abbiano una maggiore cura. Sono loro, in fondo, a scegliere qual è la Milano da lasciare ai nostri figli".

  Il genere che a Milano va per la maggiore è, almeno stando alla Mappa, il noir. "Se Milano fosse davvero il luogo cruento che i libri gialli hanno raccontato essere dovremmo nasconderci in casa e non uscire più. Avremmo un commissario di polizia ogni abitante", racconta ridendo Tacconi. E allora spazio a Dario Crapanzano con il suo Arrigoni, detective degli Anni Cinquanta che va al velodromo Vigorelli. O ai luoghi di Giorgio Scerbanenco, del suo I milanesi ammazzano al sabato, oppure a quelli della "Trilogia della Città di M." di Piero Colaprico, che gli utenti hanno collocato tra Gorla, via Imbonati e via Beato Angelico. E anche "La casa di ringhiera" di via Arquà, abitata dal tappezziere-poliziotto collezionista di delitti feroci uscito dalla mente di Francesco Recami.



    Milano
    Libri
    cultura

7.11.17

Cosa succede quando il muscolo incontra il grasso? | Project inVictus

All'università ad Harvard senza muoversi da casa: 200 atenei lanciano corsi online gratuiti


repubblica.it
All'università ad Harvard senza muoversi da casa: 200 atenei lanciano corsi online gratuiti
di CLAUDIO CUCCIATTI
3-4 minutes
L'Harvard University

Da Yale a Stanford, da Tokyo alla Federico II di Napoli. Negli ultimi tre mesi l'offerta, che negli ultimi sei anni ha messo in Rete più di 8mila lezioni via pc, si è ampliata
07 Novembre 2017
ROMA

- Fondamenti di cybersicurezza per il business alla University of Colorado, letteratura moderna ad Harvard e formazione degli uragani a Yale. Frequentare corsi universitari non è mai stato così semplice e, soprattutto, gratuito. Ma anche comodo, dato che si potrà farlo in pantofole dal pc di casa.

Negli ultimi tre mesi 200 atenei di tutto il mondo hanno aperto 600 corsi online a disposizione di tutti e a cui si può partecipare iscrivendosi al portale della facoltà. Si tratta dell'ultima tranche del progetto Moocs (Massive open online courses) che in sei anni ha visto più di 800 università organizzare oltre ottomila corsi in Rete senza vincoli.

Sono presenti insegnamenti per ogni tipo di attituidine e abilità: dall'informatica alla matematica, dalla programmazione alla medicina, passando per economia, discipline umanistiche e design. Si possono seguire lezioni che introducono rudimenti di una disciplina o ascoltare professori che approfondiscono aspetti specifici di una materia. In questo modo, tutti possono vantarsi di aver frequentato uno dei più prestigiosi college americani che hanno formato politici, star e geni della tecnologia e dell'informatica.

• CI SONO ANCHE LE UNIVERSITÀ ITALIANE

Tra le università italiane che hanno attivato di recente nuovi corsi Moocs, la Federico II di Napoli, il Politecnico di Milano, la Sapenza e la Luiss di Roma e gli atenei di Urbino, Pavia, Padova e Firenze.

L'università più generosa è la Federico II di Napoli, che permette di seguire più di dieci corsi di facoltà diverse: filosofia per bambini, innovazione sociale per il patrimonio culturale, Dante tra poesia e scienza, letteratura latina nell'età post-augustea, un laboratorio di programmazione, psicologia dell'apprendimento, un focus sul potere dei sondaggi e disegno tecnico industriale, solo per fare degli esempi.

Il Politecnico di Milano punta ad attrarre studenti stranieri proponendo le basi della nostra lingua, un corso di Scienze sociali sull'integrazione e una infarinatura di finanza. La Sapienza mette in risalto la ricchezza culturale di Roma con ore di Archeologia e storia del Palatino. La Luiss, invece, mette a disposizione un corso di managing innovation.

L'ateneo di Pavia propone un viaggio tra i libri illuminanti alla corte degli Sforza e una riflessione scientifica che parte dall'eredità di Alessandro Volta, inventore della pila, fino all'utilizzo del fotovoltaico. L'università di Padova offre una full-immersion nel calcolo matematico mentre quella di Firenze si concentra sulla "Gamification: nuove strade per apprendere".

L'Università di Urbino mette a disposizione un corso per creare una app, due sugli algoritmi che regolano Internet e un insegnamento di architettura..

    corsi online

3.11.17

Perché il grasso ostinato è così ostinato e come fare per combatterlo


vivereinforma.it
Perché il grasso ostinato è così ostinato e come fare per combatterlo
69-88 minutes
Il cruccio di ogni "dieter"
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La riduzione del grasso corporeo è un obiettivo comune a molte persone, ma per quanto possa risultare facile intaccare alcune zone corporee, altre sono molto più resistenti al processo di dimagrimento. Per questo motivo, durante la perdita di grasso alcune parti potrebbero rimanere immutate o ridursi sensibilmente meno di altre. In questo primo capitolo verranno racchiusi i principi fisiologici generali che caratterizzano il grasso ostinato, in modo da poter porre le basi per approfondire, nei capitoli successivi, i metodi per intaccarlo tramite la dieta e l'allenamento.
Sesso, fenotipi e distribuzione del grasso corporeo

Le differenti distribuzioni di grasso generalmente differiscono tra maschi e femmine.

L'uomo più spesso deposita il grasso nelle parti superiori, nella zona addominale e tra i visceri. Nella donna invece tende a predominare l'accumulo nelle parti inferiori del corpo, nella zona gluteo-femorale.

Negli anni quaranta, il Medico e Ricercatore Jean Vague coniò i termini androide e ginoide per identificare questi differenti modelli di distribuzione di grasso, i quali però non sono necessariamente sesso-specifici. Nella letteratura scientifica si fa quindi riferimento all'obesità androide  (tipica maschile), se il soggetto presenta un accumulo nei depositi viscerali e addominali  (si parla anche di obesità viscerale), e all'obesità ginoide  (tipica femminile), se l'accumulo di grasso prevale nelle zone dei glutei e degli arti inferiori.

Tuttavia, i termini androide e ginoide non farebbero solo riferimento a forme di obesità, in quanto, come può confermare l'osservazione empirica, anche nei soggetti più magri è possibile riconoscere queste diverse distribuzioni di grasso corporeo. Nel contesto del grasso ostinato infatti, sono soprattutto i soggetti magri e normopeso, e non gli obesi, a dover prendere in considerazione l'appartenenza al tipo costituzionale. Si parlerà più correttamente di fenotipo androide e fenotipo ginoide per riconoscere queste tipologie, anche se il soggetto presenta un livello di grasso corporeo nella norma e può essere più difficile riconoscerne l'appartenenza.

Naturalmente, è superfluo dire che il fenotipo androide è più comune negli uomini ma è rilevabile anche nelle donne  (dopo la menopausa, inoltre, le donne tendono sempre ad acquisire questa conformazione), e viceversa il fenotipo ginoide per gli uomini (1). Così come esistono a loro volta distribuzioni di grasso differenti all'interno dello stesso fenotipo, non tutti rientrano necessariamente o completamente in queste due categorie. È stato quindi riconosciuto anche il tipo "misto" o "intermedio", che presenta un accumulo uniformemente distribuito (1), ma che non per questo non presenta zone adipose più resistenti ai processi di dimagrimento.
I siti di accumulo del grasso ostinato dipendenti dal sesso e dal fenotipo

Per quanto riguarda il grasso ostinato legato al sesso e ai fenotipi, si può dire che:

– per gran parte degli uomini, e per il fenotipo androide, il grasso ostinato è rappresentato essenzialmente dal tessuto adiposo sottocutaneo addominale  (soprattutto della zona inferiore) e da quello situato nell'area della bassa schiena;

– per gran parte delle donne, e per il fenotipo ginoide, il grasso ostinato è invece rappresentato dal tessuto adiposo sottocutaneo situato nelle aree glutea e femorale, o generalmente nelle zone inferiori.

In realtà, il grasso tra i due sessi e tra i due fenotipi è fisiologicamente identico  (come dimostrato dalla biopsia). Il grasso delle aree inferiori infatti è sempre più resistente rispetto a quello delle zone superiori in entrambi i sessi e i fenotipi, ma la differenza sta semplicemente nella differente predisposizione all'accumulo e alla mobilizzazione area-specifici. Ovvero, anche se il grasso delle zone inferiori è sempre più resistente rispetto a quello delle zone superiori in entrambi i sessi, per l'uomo e per il fenotipo androide ciò non rappresenta un problema, poiché questi sono predisposti a non accumularne significativamente in tali aree. Questo può essere spiegato anche dal fatto che i depositi di grasso viscerale hanno il maggiore tasso di turnover  (ricambio), i depositi di grasso sottocutaneo addominale hanno un tasso intermedio, mentre i depositi sottocutanei nella zona gluteo-femorale subiscono un ricambio più lento.

In altri termini, il grasso ostinato tipico del'uomo e del fenotipo androide  (specie il grasso sottocutaneo addominale) è sensibilimente "meno ostinato" di quello caratteristico della donna o del fenotipo ginoide  (grasso sottocutaneo gluteo-femorale), perché più sensibile ai processi di lipolisi, relativamente meno sensibile ai processi di lipogenesi, e più esposto ai processi di turnover. Il grasso ostinato maschile o androide può essere quindi più facile da eliminare, pertanto possono essere sufficienti le normali strategie dietetiche e di allenamento. Tuttavia, questo discorso prescinde dagli obiettivi dei culturisti professionisti, che per ottenere una forma fisica da competizione necessitano di ridurre a livelli estremamente bassi anche le aree molto resistenti alla lipolisi, come i glutei e la bassa schiena.
L'influenza degli ormoni steroidei

Una delle principali differenze nella distribuzione del grasso corporeo tra i sessi e tra i fenotipi è associato a diverse classi di ormoni steroidei, tra cui gli ormoni sessuali. Questi sono testosterone, cortisolo, estrogeni  (estradiolo) e progesterone. Tutte queste molecole potrebbero essere definite come "ormoni schizofrenici", nel senso che sono tutti in grado di stimolare, direttamente o indirettamente, la mobilizzazione  (lipolisi) o l'accumulo  (lipogenesi) di grasso a seconda della circostanza, del sesso, della regione adiposa e di altre variabili.

Comunque, viene ritenuto che essi abbiano un ruolo determinante nella distribuzione del grasso: testosterone e cortisolo conferiscono le caratteristiche morfologiche maschili e androidi, mentre estrogeni e progesterone caratterizzano la conformazione femminile e ginoide. Tutto questo pur riconoscendo l'esistenza di uomini di tipo ginoide, e donne di tipo androide.

Essendo un argomento molto complesso, non completamente chiaro, nonché dettato anche dalla genetica e non propriamente utile nella pratica, ci si può limitare a dire che queste classi ormonali siano implicate nella differente distribuzione del grasso corporeo tra le categorie citate. Recenti ricerche inoltre hanno identificato la possibilità di rilasciare i grassi da alcune zone e ridepositarli in altre. Questo può essere osservato ad esempio nelle donne, in cui possono essere rilasciati i grassi depositati nelle aree superiori per poi essere ri-esterificati nelle aree inferiori. Inoltre, è stato osservato che nelle donne obese di costituzione androide, il cortisolo è capace di mobilizzare il grasso da alcune aree per ridepositarlo nel tessuto adiposo viscerale  (dotato di molti più recettori dell'ormone). Questo spiegherebbe almeno in parte come fattori quali ormoni steroidei, sesso e fenotipo, determinino la conformazione e il pattern di distribuzione del grasso corporeo.
Fattori determinanti le differenze nell'accumulo adiposo locale
Adrenorecettori e sensibilità lipolitica

Il processo di lipolisi, cioè di mobilizzazione dei grassi depositati dalle riserve, avviene ad opera di una serie di ormoni, i cui più rilevanti sono le catecolammine. Le catecolammine sono ritenute le principali, e da alcuni le uniche, molecole in grado di promuovere effettivamente la lipolisi. Altri ormoni, come il cortisolo, il GH, il testosterone, i tiroidei, e diversi altri, hanno semplicemente un effetto potenziante e sinergico con le catecolammine in questo processo. Le catecolammine sono essenzialmente tre, ovvero l'adrenalina, la noradrenalina e la dopamina. Il primo è un ormone, i restanti sono neurotrasmettitori. Tuttavia, nel processo lipolitico si fa riferimento a questa classe di molecole escludendo la dopamina, la quale non ha un ruolo rilevante in questi termini. Adrenalina e noradrenalina hanno diverse funzioni, come l'aumento del battito cardiaco e della pressione sanguigna, stimolano la liberazione dei grassi e dei carboidrati depositati  (glicogeno), e inibiscono il rilascio di insulina.

Nelle cellule adipose il processo di lipolisi dei trigliceridi avviene grazie all'enzima lipasi ormone-sensibile  (HSL), che viene appunto attivato primariamente dalle catecolammine. Per esercitare il loro effetto sulla lipolisi, adrenalina e noradrenalina agiscono legandosi a specifici recettori cellulari, i recettori adrenergici o adrenorecettori, posti sulla membrana cellulare, i quali determinano la risposta della HSL. Le catecolammine quindi innescano la mobilizzazione del grasso attivando la HSL, la quale libera i lipidi fuori dalla cellula.

Esistono due principali categorie di adrenorecettori: i recettori beta (β) e alfa (α), distribuiti nei vari tessuti corporei. Esistono a loro volta svariate forme di recettori alfa e beta, ma per quanto riguarda il tessuto adiposo umano, quelli che necessitano di essere considerati sono gli adrenorecettori alfa-2 e beta-2. I β-2 recettori stimolano la lipolisi indotta dalle catecolammine  (attivando l'HSL), mentre gli α-2 recettori inibiscono questo processo ad opera delle stesse molecole  (inibendo la HSL). Si potrebbe dire, usando un'analogia, che i β-2 recettori risultino come degli "acceleratori" della perdita di grasso, mentre gli α-2 recettori agiscano come un "freno" in questo processo.

Diverse zone adipose presentano una differente densità e un differente rapporto tra recettori α-2 e β-2. Nelle zone adipose in cui prevalgono i β-2 recettori, le catecolammine hanno un ruolo pro-lipolitico, mentre nelle zone in cui prevalgono gli α-2 esse hanno un ruolo anti-lipolitico . Di conseguenza, per quanto le catecolammine siano i principali ormoni lipolitici, in relazione al grasso ostinato esse possono essere considerate normalmente anti-lipolitiche.

Proprio a causa di questo differente rapporto tra α-2 e β-2 adrenorecettori, le cellule adipose viscerali sono più sensibili all'azione lipolitica delle catecolammine rispetto alle cellule del grasso addominale sottocutaneo. A loro volta, in entrambi i sessi le cellule adipose sottocutanee a livello addominale sono più sensibili all'effetto lipolitico delle catecolammine rispetto a quelle situate nella regione gluteo-femorale. Inoltre, le donne tendono a presentare un numero di recettori α-2 ancora maggiore nella zona gluteo-femorale rispetto agli uomini, risultando ulteriormente penalizzate nella mobilizzazione del grasso gluteo-femorale.

Può essere compreso a questo punto che i siti adiposi tipici del sesso maschile e del fenotipo androide sono generalmente più sensibili all'azione lipolitica delle catecolammine rispetto alle aree tipicamente femminili o delfenotipo ginoide. Come detto precedentemente, il grasso ostinato tipicamente maschile/androide e quindi "meno ostinato"  (specie il grasso sottocutaneo addominale inferiore) rispetto a quello femminile/ginoide. Parte di queste differenze può essere spiegata dal rapporto tra adrenorecettori α-2 e β-2.

In conclusione, si può dire che normalmente le catecolammine abbiano un effetto fortemente anti-lipolitico soprattutto verso il grasso ostinato caratteristico del fenotipo ginoide, e ancora più nel sesso femminile  (area gluteo-femorale).
Sensibilità insulinica

In pieno antagonismo con le catecolammine, l'insulina è nota come il principale ormone anti-lipolitico, ovvero che impedisce la mobilizzazione dei grassi depositati. Ciò avviene a causa del suo effetto inibitorio sulla regolazione dell'enzima lipolitico HSL, principalmente stimolato dalle catecolammine. In realtà, l'inibizione della HSL non è regolata solo dall'insulina, poiché anche il solo aumento dei lipidi plasmatici (a seguito di un pasto puramente lipidico) è in grado di inibirla senza aumentare i livelli dell'ormone.

Comunque, l'insulina è stimolata prevalentemente dai carboidrati e dalle proteine, anche se normalmente in maniera più potente da parte dei carboidrati. Soprattutto se stimolata dai carboidrati o dai pasti misti, l'insulina ha l'effetto fisiologico di inibire in acuto la liberazione e l'impiego energetico dei grassi, di promuoverne invece il rideposito e la sintesi epatica, e di portare al preferenziale impiego energetico dei carboidrati a scapito dei grassi. Questo accade anche perché fisiologicamente i carboidrati hanno la priorità sui grassi in termini di impiego energetico, quindi l'ingestione dei carboidrati porta in acuto ad enfatizzare la loro ossidazione, inibendo invece l'ossidazione dei grassi  (ciclo di Randle).

Eccetto rari casi, l'effetto anti-lipolitico dell'insulina normalmente sovrasta l'effetto lipolitico delle catecolammine, inibendo l'attività lipolitica. Oltre ad essere fortemente anti-lipolitica, l'insulina è anche il più importante attivatore del principale enzima coinvolto nei processi di accumulo dei trigliceridi, la lipoproteina lipasi  (LPL) adipocitaria. Pur risultando rilevante nei processi lipogenetici, l'LPL non sembra tuttavia essere la più importante. La LPL infatti è semplicemente responsabile dell'idrolisi dei trigliceridi presenti nei chilomicroni plasmatici in acidi grassi liberi all'esterno della cellula, mentre una molecola più importante, l'ASP  (acylation stimulating protein), determina l'effettiva sintesi dei trigliceridi in sede intracellulare, indipendentemente dall'attività insulinica.

Per quanto riguarda le varie zone adipose, esse presentano una diversa "sensibilità anti-lipolitica" all'ormone insulina. È stato infatti osservato che l'insulina sia in grado di sopprimere la lipolisi per circa la metà nel tessuto adiposo viscerale rispetto al grasso sottocutaneo, soprattutto quello distribuito nelle zone inferiori. In altri termini, l'insulina esercita maggiormente i suoi effetti inibitori sulla liberazione dei grassi dal tessuto adiposo sottocutaneo che in quello viscerale. Mentre tra i due principali depositi adiposi sottocutanei, l'ormone è più anti-lipolitico nell'area gluteo-femorale, e meno anti-lipolitico nella regione addominale.

Anche se la lipolisi è meno inibita nel grasso viscerale rispetto al grasso sottocutaneo, la captazione del glucosio è invece maggiore nel grasso viscerale. Questo indica che i depositi sottocutanei sono più influenzati dall'insulina per quanto riguarda l'inibizione della liberazione dei grassi, ma sono meno sensibili all'azione insulinica per quanto riguarda l'uptake di glucosio. Sintetizzando, l'insulina sopprime di più la lipolisi nella zona gluteo-femorali, proprio i siti di deposito che sono anche più resistenti alla mobilizzazione dei grassi perché più densi di recettori α-2 adrenergici (antilipolitici).
Flusso ematico

Un altro fattore condizionante e fondamentale nei confronti del grasso ostinato è il flusso sanguigno del tessuto adiposo (nella ricerca viene identificato con l'acronimo ATBF). Nel tessuto adiposo, il flusso degli acidi grassi attraverso la membrana cellulare è bi-direzionale: va verso l'esterno nei periodi di netta mobilizzazione dei grassi, come nel digiuno o durante l'esercizio, mentre va verso l'interno durante il periodo post-prandiale. L'ATBF viene quindi aumentato sia durante i processi di mobilizzazione che durante quelli di deposito, ma per scopi e con meccanismi differenti.

Nei processi di accumulo, l'ATBF è regolato dall'ossido nitrico (NO), mentre nei processi di mobilizzazione è regolato dai recettori β-2 adrenergici (lipolitici). Durante i processi lipolitici, l'ATBF aumenta per facilitare la mobilizzazione e rifornire l'albumina plasmatica richiesta per il trasporto degli acidi grassi, mentre nel periodo post-prandiale esso aumenta per favorirne il deposito.

È importante precisare che i vasi sanguigni sono controllati dagli adrenorecettori esattamente come accade per il metabolismo degli adipociti, quindi l'attività delle catecolammine nel processo lipolitico è in grado di inibire (vascocostrizione) o di aumentare (vasodilatazione) l'ATBF a seconda dell'area in cui prevalgono rispettivamente gli α-2 o i β-2 recettori.

Per questo motivo, poiché gli α-2 recettori sono maggiormente espressi nelle regioni inferiori, durante la lipolisi il flusso ematico nella zona gluteo-femorale è molto minore rispetto a quello della zona addominale (attorno al 65% in meno), e le catecolammine possono indurre vasocostrizione dei vasi in queste aree pur aumentando l'ATBF nelle regioni superiori, più dense di β-2 recettori.

In relazione ai processi di accumulo adiposo (lipogenesi), l'ATBF viene aumentato dall'insulina. L'insulina ha infatti l'effetto di aumentare il flusso ematico tramite la stimolazione dell'ossido nitrico  (NO). Come è stato visto in precedenza, l'insulina risulta essere il più potente ormone anti-lipolitico, ma anche l'ossido nitrico di per sé è noto per sopprimere i processi lipolitici. Nei processi di accumulo di grasso, l'ATBF inoltre differisce tra i sessi. Nel periodo post-prandiale, nelle donne l'aumento del flusso ematico viene osservato nel tessuto adiposo delle regioni inferiori, ma ciò non avviene significativamente negli uomini. Inoltre, il grasso addominale sottocutaneo della parte inferiore è penalizzato da un minore flusso ematico rispetto a quello superiore, e questo può in parte spiegare la maggiore difficoltà spesso osservata nel ridurre il grasso ostinato del basso addome.

Per quanto non sembrino esistere evidenze sul ATBF in relazione ai fenotipi, in base all'evidenza empirica si può presumere che anche l'appartenenza fenotipica sia in grado di condizionare questo aspetto nei processi di accumulo lipidico. In sintesi, durante i processi di accumulo, il flusso ematico verso il tessuto adiposo (ATBF) aumenta per consentire un efficiente stoccaggio degli acidi grassi. Tuttavia, gli aumenti del ATBF sono condizionati dal sesso, e molto probabilmente anche dal fenotipo. Negli uomini, l'ATBF nel periodo post-prandiale è generalmente maggiore nelle zone superiori, mentre nelle donne prevale nelle aree inferiori.

Per quanto riguarda invece i processi di liberazione dei grassi dagli adipociti (lipolisi), l'ATBF viene normalmente aumentato, ad esempio, durante il digiuno a breve e a lungo termine, durante l'attività aerobica molto prolungata (3-4 ore), o con l'aumento della temperatura corporea. Poiché, come detto, i β-2 recettori (che favoriscono i processi lipolitici) sono maggiormente espressi negli adipociti e nei vasi sanguigni delle parti superiori, normalmente la lipolisi e la ATBF prevalgono in queste aree, mentre vengono inibite nelle zone inferiori a causa della prevalenza di recettori α-2.

In sintesi, in entrambi i sessi, e presumibilmente in entrambi i fenotipi, il flusso ematico del tessuto adiposo durante i processi lipolitici aumenta nelle parti superiori e si riduce nelle parti inferiori. L'aumento del flusso ematico nei processi lipolitici pare essere piuttosto importante, sia per garantire che gli ormoni lipolitici raggiungano le aree interessate, sia per facilitare il trasporto degli acidi grassi per via ematica in modo da essere ossidati.
Conclusioni

In questo articolo sono stati approfonditi i principali meccanismi che determinano la differente difficoltà nei processi di mobilizzazione dei grassi dal tessuto adiposo. Questi meccanismi, in entrambi i sessi, sono essenzialmente rappresentati da:

    rapporto tra adrenorecettori α-2 e β-2 nel tessuto adiposo e nei vasi sanguigni;
    sensibilità insulinica verso i processi anti-lipolitici e lipogenetici;
    flusso ematico nei processi di deposito (lipogenesi) e mobilizzazione (lipolisi) dei grassi.

Notiamo che nell'uomo l'accumulo di grasso tende a prevalere nelle aree superiori del corpo, in particolare nella zona addominale e tra i visceri (conformazione androide). Nella donna invece, l'accumulo propende nelle aree inferiori, nella zona gluteo-femorale (conformazione ginoide). Tuttavia, in entrambi i sessi, la mobilizzazione del grasso è più facile e rapida nelle aree superiori, e molto più resistente in quelle inferiori. Questo conferisce al grasso tipicamente ginoide il nominativo di grasso ostinato per eccellenza tra i principali depositi lipidici. In realtà anche l'uomo presenta delle zone particolarmente resistenti ai processi di dimagrimento, ovvero il basso addome e soprattutto la bassa schiena. Nel prossimo capitolo verrà approfondite le modificazioni alimentari per facilitare la mobilizzazione del grasso ostinato.

Nella prima parte sono stati approfonditi i meccanismi generali che regolano i processi di accumulo adiposo regionale. È stato riconosciuto che, in entrambi i sessi, i depositi di grasso distribuiti nelle parti superiori del corpo sono più sensibili ai processi di mobilizzazione (lipolisi) rispetto ai depositi localizzati nelle parti inferiori. Poiché nel sesso maschile è più frequente e accentuato l'accumulo adiposo nelle parti superiori del corpo (fenotipo androide) piuttosto che in quelle inferiori, è molto più facile per questi soggetti riuscire a ridurre il grasso nelle aree più predisposte al deposito.

Nel sesso femminile, al contrario, l'accumulo adiposo prevale più frequentemente nelle zone inferiori del corpo (fenotipo ginoide), ed essendo tali aree molto molto meno sensibili ai processi di mobilizzazione, è più difficile per questi soggetti ridurre l'adipe nelle aree predisposte.

Questo porta a concludere che il grasso ostinato tipicamente maschile (specie il basso addome) sia meno ostinato di quello femminile (area gluteo-femorale). In questa sede verranno affrontati gli aspetti dietetici, proposti da alcuni Autori sulla base dell'evidenza scientifica, per facilitare la mobilizzazione del grasso ostinato (1, 2, 3).
Principi generali

Il processo di riduzione del grasso corporeo necessita in primo luogo di applicare alcuni principi dietetici generali. Per consentire la perdita di grasso è necessario che la spesa calorica superi l'introito calorico (4, 5), rendendo quindi il bilancio calorico negativo. Normalmente il bilancio calorico negativo si ottiene con una restrizione delle calorie in rapporto ai livelli di mantenimento, rendendo la dieta ipocalorica. In realtà, il bilancio negativo, e il conseguente decremento della massa grassa, si possono ottenere anche senza mantenere una restrizione energetica cronica o autoimposta.

Ad esempio, la sola attività fisica – sia aerobica che pesi – in abbinamento alla dieta abituale o senza restrizione calorica, può permettere un decremento della massa grassa (6, 7). In alternativa, il bilancio negativo può essere calcolato su base settimanale (o di un arco di tempo maggiore) – e non giorno per giorno – alternando giornate di mantenimento o senza restrizione, a giornate di forte restrizione calorica, e ottenendo risultati simili o superiori alla normale restrizione calorica cronica in termini di dimagrimento e di valori metabolici (8, 9), similmente a quanto detto in"Dimagrire efficacemente in maniera semplice e salutare".

Come ampiamente trattato nell'articolo "Alterazioni della massa magra nella dieta ipocalorica", il bilancio energetico non è l'unico aspetto determinante per ottenere il miglioramento della composizione corporea e un efficiente dimagrimento. È necessario infatti che, oltre al bilancio negativo, l'apporto proteico venga aumentato rispetto alle quantità minime ideali rispettivamente per il sedentario (0.8 g/kg/die) o per lo sportivo (1.2-1.7 g/kg/die), non solo per impedire il decremento della massa muscolare, ma anche per mantenere elevato il metabolismo basale e migliorare la perdita di grasso corporeo (10), puntando quindi a un "vero" dimagrimento, inteso come ricomposizione corporea.

È ben risaputo però, che il processo di dimagrimento intacca preferenzialmente i depositi di grasso naturalmente più esposti alla mobilizzazione (11). Come si è visto nel precedente capitolo, questi siti sono rappresentati primariamente dal tessuto adiposo viscerale (nell'addome profondo), e poi dal tessuto adiposo sottocutaneo addominale (area addominale superficiale). Infatti, sia i programmi dietetici per il dimagrimento (12), sia le attività fisiche aerobiche (13) che anaerobiche (14), dimostrano di intaccare preferenzialmente i depositi di grasso superiori.
Principi dietetici per il grasso ostinato

La letteratura scientifica sembra essere scarsa di evidenze solide inerenti alle strategie alimentari utili per ridurre il grasso ostinato. Ciò nonostante, alcuni Autori hanno proposto, esclusivamente sulla base dell'evidenza scientifica, dei metodi alimentari che meritano di essere presi in considerazione, specie se abbinati a specifici protocolli di allenamento. Di particolare rilevanza in questo ambito spicca il lavoro del Fisiologo americano Lyle McDonaldThe stubborn fat solution (2008, 1). In questo testo l'Autore concentra tutto il materiale scientifico essenziale per poter estrapolare dei metodi riguardanti l'alimentazione, l'allenamento e la supplementazione, in grado di permettere l'intaccamento del grasso ostinato.

Come approfondito nella prima parte, la sensibilità lipolitica e il flusso sanguigno del tessuto adiposo (ATBF) nei processi lipolitici sono strettamente condizionati dal rapporto tra α-2 e β-2 adrenorecettori. Tuttavia, il grasso ostinato presenta una maggiore densità di recettori α-2, ovvero, quelli che provocano un effetto inibitorio verso la lipolisi e l'aumento del ATBF ad opera delle catecolammine. La strategia proposta dall'Autore è quindi quella di bloccare l'attività degli α-2 adrenorecettori e/o di aumentare l'attività dei β-2 adrenorecettori, in maniera tale che le catecolammine – cioè, le principali molecole che mobilizzano i grassi depositati – possano avere un effetto pro-lipolitico nei confronti del grasso ostinato, al contrario di quanto avviene in condizioni normali (1).

Se una potente strategia per aumentare l'attività dei β-2 adrenorecettori è normalmente l'esercizio fisico (15), questo è però anche capace di attivare gli α-2 recettori  (anti-lipolitici, 16), provocando un'inibizione della lipolisi nelle zone adipose ostinate. Anche secondo l'evidenza empirica, l'attività fisica non sembra essere sufficiente da sola per intaccare significativamente il grasso ostinato (13, 14). Pertanto, agire anche sulla soppressione dei recettori α-2 mediante una manipolazione alimentare, in modo da migliorare il rapporto β-2:α-2 a favore dei primi, può tradursi in un risultato più soddisfacente per questi scopi.
Dieta ipoglucidica-iperlipidica (low carb-hi fat)

La strategia di base, scientificamente provata, per bloccare l'attività degli adrenorecettori α-2  (anti-lipolitici) è quella di seguire una dieta ipoglucidica-iperlipidica (low carb-hi fat), ovvero a basso contenuto di carboidrati e ad alto contenuto di grassi (1). A sostegno di questa scelta, McDonald fa affidamento su uno studio degno di nota (Gesta et al., 2001), in cui si dimostrò che almeno 4 giorni consecutivi di dieta ipoglucidica-iperlipidica con il 20% di carboidrati e il 65% dei grassi fossero in grado di inibire naturalmente gli α-2 recettori (17).

Lo studio dimostrò che la dieta iperlipidica riuscisse modificare il rapporto tra l'attivazione β-2 dipendente e l'inibizione α-2 dipendente della lipolisi, portando ad un'alterazione della mobilizzazione del grasso depositato. Inoltre, si dimostrò anche che erano gli acidi grassi liberi (FFA) plasmatici ad inibire l'attività α-2 adrenergica, e che la lipolisi indotta dall'attività fisica con la dieta low carb-hi fat era maggiore (17).

Esistono altre evidenze piuttosto rilevanti, non segnalate da McDonald, a favore delle diete ipoglucidiche-iperlipidiche per sopprimere l'attività anti-lipolitica dei recettori α-2. Ad esempio, la stessa équipe in seguito ha rilevato che l'aumento importante degli FFA plasmatici a seguito di un pasto quasi puramente lipidico (95% lipidi) assunto dopo il digiuno notturno, fosse in grado di sopprimere completamente l'effetto anti-lipolitico dei recettori α-2 durante l'attività aerobica a bassa intensità in soggetti sia magri che sovrappeso (Polak et al., 2007).

L'aspetto interessante è che la soppressione degli α-2 recettori era maggiore a seguito del pasto iperlipidico che in stato di digiuno (18), riconfermando l'azione antagonista sugli α-2 recettori da parte dei lipidi plasmatici (nonché, probabilmente, l'induzione dell'ossidazione lipidica da parte dei grassi come segnalato in "Grassi dimagranti"). I ricercatori ipotizzarono ancora che l'assunzione di lipidi dietetici, promuovendo l'aumento degli FFA plasmatici, modificasse il rapporto tra l'attivazione β-2 dipendente e l'inibizione α-2 dipendente della lipolisi a livello della membrana cellulare degli adipociti sottocutanei. Un'ulteriore evidenza interessante ha registrato, in soggetti maschi sovrappeso/obesi, un maggiore tasso di lipolisi nel tessuto adiposo sottocutaneo addominale con una dieta iperlipidica-ipoglucidica rispetto ad una dieta bilanciata (con più carboidrati e meno grassi) in due settimane (Howe HR 3rd et al., 2011, 19).

Tutti questi studi, pur non avendo determinato se tali modifiche a livello recettoriale potessero predire il decremento del grasso ostinato sul lungo termine, evidenziano che la riduzione dei carboidrati e l'aumento dei grassi nella dieta siano strategie in grado di sopprimere gli α-2 recettori e aumentare la lipolisi nelle zone adipose più resistenti. Un altro motivo per cui le diete low carb possono permettere una maggiore mobilizzazione del grasso ostinato è l'abbassamento dei livelli di insulina che, come visto in precedenza, è l'ormone anti-lipolitico per eccellenza (anche tramite stimolazione dell'ossido nitrico), soprattutto nei siti di accumulo adiposo più difficili da mobilizzare (20).

Inoltre, le diete low carb tendono ad aumentare naturalmente i livelli di catecolammine (21)  (in antagonismo con il decremento dell'insulina), sebbene le diete iperlipidiche-ipoglucidiche non sembrino influenzare l'attività dei β-2 recettori (18).

McDonald in realtà fa essenzialmente affidamento sulla ricerca di Gesta et al. (2001, 17), stabilendo, come nell'esperimento, un valore di soglia che non superi il 20% di carboidrati nella dieta per inibire gli α-2 recettori, mantenendo queste quantità per almeno 4 giorni (1). Analizzando però il disegno di studio di Gesta, emerge che il 20% dei carboidrati era basato sull'introito calorico abituale dei soggetti prima di partecipare allo studio (17), e quindi su quantità indefinite nonché soggettivamente molto variabili. Visto che le quantità di carboidrati relative a queste percentuali variano significativamente in dipendenza di diversi fattori come il fabbisogno calorico, l'apporto calorico o i livelli di restrizione calorica individuali, è possibile che il 20% possa corrispondere ad una dieta chetogenica per alcuni soggetti e ad una dieta low carb non-chetogenica per altri.

Con un apporto calorico di 2000-2500 kcal, il 20% dei carboidrati sul totale apporterebbe quantità superiori a quelle che caratterizzano la dieta chetogenica (circa 100-110 gr), mentre per il sesso femminile questo si tradurrebbe con tutta probabilità in quantità glucidiche tipiche di questo regime. Sembra comunque che McDonald sottintenda per questi scopi l'uso della dieta chetogenica per almeno 4 giorni consecutivi, seguiti da giornate di reintroduzione dei carboidrati. Questo approccio, per altro da lui descritto in anni precedenti, prende il nome di dieta chetogenica ciclica (CKD, 22, 23).
Dieta chetogenica ciclica  (CKD)

La dieta chetogenica ciclica (CKD, cyclical ketogenic diet), è un termine generico che identifica i regimi alimentari in cui vengono alternati diversi giorni consecutivi di vera e propria dieta chetogenica (carboidrati attorno ai 50 g/die) con brevi e regolari fasi di reintroduzione ciclica dei carboidrati (22, 23).

McDonald è stato uno dei principali Autori a trattare approfonditamente questo approccio alimentare nel suo testo di riferimento The ketogenic diet  (1998, 23), preceduto da altri Autori come Di Pasquale (con Anabolic Diet e successivamente La Dieta Metabolica) e Duchaine (con Underground Bodyopus – 24, 25).

Come descritto sopra, il 20% di carboidrati sul fabbisogno calorico, per alcune persone può corrispondere alle quantità caratteristiche della dieta chetogenica (specie per le donne). Ad ogni modo, anche se il 20% non coincide con queste quantità, la CKD può essere comunque un'opzione poiché tali percentuali rappresentano solo il limite di soglia massima. La chetosi infatti si manifesta normalmente con un apporto di carboidrati inferiore ai 100 g/die (26, 27), anche se le quantità normalmente suggerite per un ideale instauramento della chetosi ammontano a circa 30-50 g/die (26).

A differenza della normale dieta chetogenica, la CKD prevede da manuale l'alternanza tra 5-6 giorni di dieta puramente chetogenica e giornate di reintroduzione ciclica di elevate quantità di carboidrati per un periodo circoscritto (1-2 giorni). Almeno quattro giorni consecutivi a basso apporto di carboidrati suggeriti da McDonald per inibire i recettori α-2, alternati a fasi di reintroduzione glucidica, possono effettivamente corrispondere ai principi imposti dalla CKD. Le diete chetogeniche sono note per simulare il digiuno a lungo termine, evitando però gli effetti avversi quali la degradazione del muscolo scheletrico e l'ipoglicemia (28). Per questo motivo McDonald cita alcuni studi sul digiuno prolungato in cui è stato osservato un aumento del flusso sanguigno del tessuto adiposo (ATBF, 29), un aumento dell'attività dei nervi simpatici (output) innervati nel tessuto adiposo, e un aumento sovrafisiologico della noradrenalina (30). Non è noto se la dieta chetogenica possa portare ad effetti paragonabili, tuttavia, essendo questo regime dietetico molto simile al digiuno prolungato in termini metabolici (28), è stato supposto un impatto analogo (1).

Nel suo testo, McDonald non ha fatto esplicito riferimento alla CKD per intaccare il grasso ostinato, ma è possibile riconoscerlo come protocollo alimentare idoneo perché rispetta effettivamente le sue indicazioni. Non solo l'Autore indica un periodo low carb/chetogenico di almeno 4 giorni consecutivi, ma indica anche delle fasi di reintroduzione di carboidrati e di calorie (refeed). Questo servirebbe per ristabilire il quadro ormonale influendo positivamente su alcuni ormoni come i tiroidei e la leptina, che hanno un ruolo indiretto nella perdita del grasso ostinato e nell'impedire il decremento del metabolismo basale (1).

Anche se McDonald non sembra attribuire molta importanza all'apporto lipidico nella dieta low carb/chetogenica per il grasso ostinato, lo studio su cui fa principalmente affidamento (Gesta et al., 2001) riconosceva che fosse proprio la componente lipidica, in concomitanza con l'abbassamento dei carboidrati, a bloccare i recettori α-2 (17). Questi risultati sono stati poi confermati da studi successivi (18). Comunque, visto che una restrizione calorica eccessiva può essere controproducente nel processo di dimagrimento, i lipidi alimentari dovrebbero essere introdotti nella dieta chetogenica anche per moderare il deficit calorico. McDonald lascia intendere che le diete fortemente low carb o chetogeniche possono essere di maggiore necessità per le donne piuttosto che per la controparte maschile. Questo è dovuto al fatto che il grasso delle parti inferiori è molto più sensibile all'effetto anti-lipolitico e lipogenetico dell'insulina (11), e per tali motivi sarebbero le donne (e presumibilmente i soggetti di tipo ginoide in genere) ad ottenere i maggiori benefici seguendo tali indicazioni alimentari (1).
Time-restricted feeding (digiuno intermittente)

Il Time-restricted feeding (TRF) è una popolare forma di digiuno intermittente (IF, Intermittent Fasting) che prevede di limitare l'assunzione di cibo in una finestra ristretta di tempo all'interno delle 24 ore (31). A differenza di altre modalità di digiuno intermittente – come l'Alternate day fasting (ADF), in cui si alternano giorni di normoalimentazione ad libitum a giorni di forte restrizione calorica – il TRF alterna fasi di alimentazione (4-12 ore) a fasi di digiuno (12-20 ore) nelle stesse 24 ore (31). Il modello più popolare di TRF è probabilmente l'approccio Lean Gains di Martin Berkhan, diffuso soprattutto nel bodybuilding e nel fitness, il quale alterna in media 8 ore di alimentazione a 16 ore di digiuno (32). Sul questo stesso blog è stato descritto un altro "modo" di praticare il Digiuno Intermittente, inteso come alimenazione glucidica temporizzata o timed restricted cho-feeding.

Prendendo in considerazione le basi scientifiche racchiuse in The stubborn fat solution di McDonald, Berkhan ha ritenuto che il regime alimentare Lean Gains fosse ideale per intaccare il grasso ostinato (2). L'Autore spiega che il digiuno a breve termine (fasting) previsto nel suo approccio, sarebbe in grado di attivare i recettori β-2 e bloccare i recettori α-2 mediante diversi meccanismi. Il "fasting" è infatti in grado di:

    aumentare i livelli di catecolammine (33);
    abbassare a livelli minimi le concentrazioni di insulina (33);
    aumentare l'attività dell'enzima lipolitico HSL negli adipociti (34);
    sopprimere l'attività dell'enzima lipogenetico LPL negli adipociti (35);
    abbassare a livelli minimi il quoziente respiratorio (QR) (36);
    aumentare il tasso di ossidazione lipidica (36);
    aumentare l'ATBF del grasso sottocutaneo (34);
    mobilizzare il grasso dai depositi sottocutanei (34).

Un altro dei motivi per cui Berkhan suggerisce il digiuno intermittente (in modalità TRF) piuttosto che una normale dieta low carb-hi fat, è il fatto che l'inibizione dell'enzima lipolitico HSL e l'attivazione dell'enzima lipogenetico LPL non sono causati solo dall'insulina (stimolata soprattutto dai carboidrati), ma anche dai soli i lipidi alimentari (37). Di conseguenza, i normali regimi low carb a pasti frequenti (nibbling) eserciterebbero comunque, ad un certo modo, un effetto inibitorio verso i meccanismi che regolano la mobilizzazione del grasso ostinato, a partire dalla prima colazione (2) (pasto che nella Lean Gains viene evitato).

Ulteriori punti forti emergono valutando le variazioni del quoziente respiratorio (QR) durante il digiuno. Il QR misura le proporzioni dei grassi e dei carboidrati impiegati a livello energetico, dove bassi valori (0.8) indicano un metabolismo misto relativamente più orientato sull'impiego di lipidi, mentre alti valori (1.0) indicano un metabolismo quasi completamente orientato sull'impiego energetico dei carboidrati (38). In condizioni di normale alimentazione, il QR rimane generalmente nel range tra 0.8 e 1.0. Dopo un pasto a base di carboidrati, ad esempio, il QR aumenta a valori attorno a 1.0 (38), mentre dopo il digiuno notturno, in cui normalmente viene raggiunto il maggiore tasso di ossidazione lipidica a riposo durante la giornata, il QR esprime valori attorno a 0.8 (36).

Tuttavia, dopo 16 ore di digiuno, il QR raggiunge valori ancora più bassi, di circa 0.75 (36), indicando un tasso di ossidazione lipidica a riposo ben superiore alle condizioni di normoalimentazione. Inoltre, è dimostrato che dopo un periodo di digiuno a breve termine di 14-20 ore, in soggetti normopeso, non solo si verifica un importante aumento dell'ossidazione degli acidi grassi (QR basso), ma aumenta ulteriormente anche il flusso ematico e l'ossidazione dei grassi derivanti dai depositi adiposi sottocutanei (34).

Berkhan asserisce che il digiuno a breve termine proposto nel suo modello di TRF sia in grado di: aumentare l'ossidazione dei lipidi generale, aumentare l'ATBF nei depositi del grasso ostinato, permettere alle catecolammine di raggiungere più facilmente le zone adipose ostinate, modificare in maniera favorevole il rapporto tra α-2 e β-2 recettori, sovraregolare gli enzimi lipolitici (HSL), e sottoregolare gli enzimi lipogenici (LPL). Gran parte di queste constatazioni sono state effettivamente espresse sulla base dell'evidenza scientifica, e potrebbero permettere di intaccare il grasso ostinato ottenendo dei risultati concreti, al pari del metodo proposto da McDonald.

Un ulteriore suggerimento per potenziare l'effetto del metodo Lean Gains contro il grasso ostinato potrebbe essere quello di ridurre l'apporto di carboidrati (aumentando quello di lipidi) a livelli simili a quelli suggeriti da McDonald.
Carb cycing e Calorie shifting

Un altro approccio dietetico che potrebbe dimostrare un'utilità per intaccare il grasso ostinato prevede la combinazione di due metodi alimentari piuttosto popolari (3). Il carb cycling  (ciclizzazione dei carboidrati) è una strategia dietetica che normalmente alterna giornate a basso, moderato e alto introito di carboidrati nell'arco della settimana (39, 40). Questo modello alimentare, largamente e storicamente usato dai bodybuilder nei periodi di definizione, prevede giornate in cui il consumo di carboidrati può raggiungere livelli analoghi a quanto previsti dalla dieta chetogenica (20-50 g), alternandoli a giornate in cui i carboidrati vengono assunti in quantità moderate (low carb) e elevate  (refeed).

Pur essendo spesso confuso con la dieta chetogenica ciclica (CKD) per via della ciclizzazione glucidica, i due approcci differiscono in maniera piuttosto evidente. Infatti, il carb cycling non permette l'adattamento metabolico allo stato della chetosi, la quale inizia fisiologicamente ad instaurarsi dopo diversi giorni di privazione cronica di carboidrati (23). Il carb cycling mantiene i carboidrati molto ristretti per uno o pochi giorni (39, 40), impedendo l'instauramento della chetosi e prevenendo il fisiologico declino del metabolismo basale indotto dalla privazione glucidica protratta.

Il carb cycling viene normalmente associato ad un'altra strategia dietetica, il calorie shifting  (oscillazione calorica). Invece di mantenere cronicamente lo stesso livello di restrizione calorica, il calorie shifting prevede una frequente variazione delle calorie, con la possibilità di raggiungere o superare, in alcune giornate, i livelli di mantenimento (fase di refeed).

Alcune forme di calorie shifting hanno dimostrato di poter prevenire il decremento del metabolismo basale che normalmente si manifesta con le normali diete ipocaloriche con restrizione cronica e costante, pur riducendo allo stesso modo la massa grassa (41). Poiché il carb cycling varia l'apporto di carboidrati frequentemente, se ad esempio le proteine e i grassi vengono mantenuti costanti, queste variazioni glucidiche portano anche a delle significative variazioni caloriche, permettendo che i due metodi vengano combinati. Questo può inoltre facilitare la compliance dietetica perché facilita il calcolo dei macronutrienti (variando solo i carboidrati), e permette di assumere più calorie e più carboidrati in alcune giornate, anche ravvicinate tra loro.

La combinazione tra carb cycing e calorie shifting trova applicazione in un protocollo per il grasso ostinato perché può essere organizzato in maniera tale da rispettare a grandi linee le indicazioni alimentari fornite da McDonald, o dalla Ricerca, atti alla soppressione dei recettori α-2. Per bloccare i recettori α-2, McDonald suggerisce almeno 4 giorni di dieta low carb con una quantità di carboidrati che non superino il 20% sul totale calorico, come stabilito dallo studio di Gesta et al. (2001, 17). Tuttavia, uno studio successivo condotto dalla stessa équipe osservò che la totale soppressione dei recettori α-2 poteva avvenire anche a breve termine, se dopo il digiuno notturno i soggetti assumevano un pasto iperlipidico poche ore prima dell'esercizio (18).

Si notò che i recettori α-2 venivano bloccati a seguito del pasto lipidico piuttosto che in condizioni di digiuno, esercitando un effetto α-2 antagonista. Questo potrebbe indicare che non ci sia per forza la necessità di mantenere i carboidrati così ristretti per 4 giorni consecutivi, ma che si potrebbero ciclizzare con maggiore frequenza. La strategia carb cycing/calorie shifting può essere messa in pratica secondo il seguente schema:

– almeno 4 giorni consecutivi in cui vengono alternate giornate ipocaloriche low carb-hi fat con 30-50 gr di carboidrati, e giornate ipocaloriche low carb-hi fat da 100-130 gr di carboidrati;

– a seguito dei 4 o più giorni low carb-hi fat segue un refeed glucidico e calorico  (mantenimento o ipercalorica) per resettare il quadro ormonale, impedire la depressione del metabolismo e risaturare le scorte glicogeno;

– possibilmente, evitare l'assunzione di nutrienti stimolanti l'insulina (carboidrati e proteine) a colazione, o saltare la colazione (come nell'Intermittent Fasting secondo Martin Berkhan o come suggerito dal Dott. Tortora in "Digiuno intermittente 2.0") prolungando il digiuno notturno;

– affrontare l'esercizio specifico per il grasso ostinato nei giorni low carb, evitando di assumere carboidrati nelle ore precedenti;
Conclusioni

Questa seconda parte ha analizzato in maniera approfondita i principi fisiologici in grado di facilitare la mobilizzazione del grasso ostinato mediante le manipolazioni alimentari. Pur potendo inibire i fattori anti-lipolitici verso il grasso ostinato anche con alcuni farmaci e supplementi (spesso proibiti; alcuni descritti nell'e-book The Body Chance), è importante conoscere e applicare anche le strategie dietetiche, in abbinamento a protocolli di allenamento specifici, per poterlo intaccare in maniera naturale, senza necessariamente l'uso di queste sostanze.

Modificare le proporzioni dei macronutrienti nella dieta ipocalorica, aumentando l'apporto di grassi e riducendo l'apporto dei carboidrati a livelli abbastanza definiti, sembra essere ad oggi la principale strategia scientificamente riconosciuta per inibire in maniera naturale i fattori che normalmente inibiscono la mobilizzazione di grasso dai depositi ostinati. Nella terza parte si analizzeranno i principali metodi di allenamento proposti per ridurre il grasso ostinato da diversi Autori.
Protocolli d'allenamento adeguati

Dopo aver gettato le basi per comprendere la fisiologia del "grasso resistente" (parte 1) e approfondito le manipolazioni alimentari in grado di facilitare la mobilizzazione dei depositi di grasso più ostinati (parte 2), in questo terzo e ultimo capitolo verranno trattate le metodiche di allenamento, proposte da diversi Autori, volte ad intaccarlo in maniera efficace. Il rispetto di tali principi, in concomitanza con regimi alimentari adeguati, può offrire uno spunto concreto per organizzare un programma di allenamento volto alla riduzione del grasso ostinato in maniera più razionale.
Grasso ostinato e dimagrimento localizzato

Nonostante esistano molte controversie nella letteratura scientifica sul dimagrimento localizzato, ad oggi non emergono evidenze solide in grado di confermare l'esistenza di questo fenomeno, come evidenziato in "Come accumuliamo grasso – parte 3".

Più precisamente, la teoria del dimagrimento localizzato (spot reduction) riconoscerebbe la possibilità di intaccare e ridurre i depositi di grasso situati nelle regioni adiacenti ai muscoli in attività, sia tramite l'esercizio aerobico che con i pesi (1, 2).

Diversamente da questa teoria, attualmente piuttosto controversa in ambito scientifico, l'articolo sarà principalmente focalizzato su delle strategie di allenamento in grado di ridurre il grasso ostinato, ma non necessariamente localizzato nelle aree sotto sforzo. Ciò significa che, anche se ipoteticamente le aree adipose ostinate non venissero mobilizzate durante l'esercizio, questa pratica sarebbe in grado di intaccarle efficacemente.

Le differenze fondamentali tra i metodi per il grasso ostinato e per il grasso localizzato sono da riconoscere nel fatto che, mentre i primi intendono intaccare il grasso mediante la mobilizzazione del grasso dalle aree adipose incriminate, i protocolli per il grasso ostinato non necessariamente mobilizzano le parti corporee da intaccare, ma agiscono mediante la manipolazione di meccanismi ormonali-recettoriali, e non strettamente meccanici.

Ad esempio, l'aumento del flusso ematico del tessuto adiposo (ATBF) si verifica anche nelle aree adipose distanti dal muscolo sotto sforzo (3), indicando che non ci sia necessariamente una correlazione tra l'area mobilizzata e la lipolisi. Comunque, alcune metodiche di allenamento per il grasso localizzato possono rispettare anche i principi qui descritti per intaccare il grasso ostinato, fornendo la possibilità di adottarle per questi scopi.
Principi generali

Riassumendo ciò che era stato esplicato nei capitoli precedenti, gli α-2 recettori agiscono come inibitori della mobilizzazione di grasso (lipolisi), portando le catecolammine (le principali molecole lipolitiche) ad inibire gli enzimi lipolitici e a indurre vasocostrizione dei vasi nelle aree ostinate. I β-2 recettori agiscono invece come acceleratori della lipolisi, permettendo alle catecolammine di attivare gli enzimi lipolitici e stimolare il flusso sanguigno del tessuto adiposo (ATBF) per facilitare la mobilizzazione dei lipidi depositati.

Il grasso ostinato è caratterizzato da un rapporto sfavorevole tra adrenorecettori α-2 e β-2. Quindi, anche se le catecolammine (adrenalina e noradrenalina) sono le principali molecole che favoriscono la lipolisi, nei confronti del grasso ostinato esse hanno un effetto normalmente anti-lipolitico. Questi meccanismi sono stati descritti nel dettaglio dal Dott. Tortora nel suo "approccio alla ricomposizione corporea".

La proposta di McDonald è stata quella di modificare questo rapporto recettoriale, bloccando i recettori α-2 e/o attivando i recettori β-2 (4). Le strategie per bloccare naturalmente i recettori α-2 sono state approfondite nel capitolo precedente, e dipendono essenzialmente dall'alimentazione. Per attivare naturalmente i recettori β-2 è invece necessario agire sull'attività fisica. Secondo McDonald, "l'attività fisica è molto probabilmente l'arma più potente del nostro arsenale per raggiungere l'obiettivo della stimolazione dei β-recettori" (4).
Modalità di allenamento
Esercizio aerobico

Poiché, rispetto all'esercizio anaerobico, quello aerobico favorisce un maggiore flusso sanguigno, facilitando la mobilizzazione e il trasporto degli acidi grassi liberi (FFA) e consentendone un impiego molto maggiore durante lo sforzo (5), si potrebbe presumere che questo sia più indicato per intaccare in tempo reale il grasso ostinato. Per di più, gli adattamenti provocati dall'esercizio aerobico consistono in un aumento del numero di mitocondri e capillari, in una sovraregolazione degli enzimi ossidativi (6), e quindi in una maggiore capacità di ossidare i grassi da parte del muscolo allenato (7). Infine, un altro adattamento indotto dall'allenamento aerobico cronico consiste in un aumento della sensibilità β-adrenergica e un decremento della sensibilità degli α-recettori (8,9), cosa che non è stata analizzata per i protocolli cardio anaerobici (HIIT – 10).

L'aumento della sensibilità lipolitica verso le catecolammine indotto dall'aerobica può instaurarsi anche dopo sole 3 settimane di allenamento costante (11). Queste evidenze lascerebbero supporre la maggiore idoneità dell'aerobicasteady state per gli scopi trattati.

Nonostante l'esercizio aerobico sembri risultare in questo senso una strategia generalmente migliore, se comparato a quello anaerobico, la fisiologia non sembrerebbe confermare questa ipotesi. Ad esempio, l'attivazione degli α-2 recettori (anti-lipolitici), su soggetti giovani, magri, sani e non allenati, è stata verificata anche solo con l'aerobica a bassa intensità (50% VO2max – 12). Questo indicherebbe che anche sforzi aerobici blandi sarebbero capaci di indurre una vasocostrizione e l'inibizione della lipolisi nelle aree ostinate, naturalmente più dense di α-2 recettori. Non a caso, è stato osservato che nelle atlete di endurance la mobilizzazione dei lipidi durante l'esercizio provenga preferenzialmente dai depositi sottocutanei addominali piuttosto che da quelli femorali (9), indicando che l'attività aerobica, anche cronica, di per sé non sembri offrire alcun particolare vantaggio diretto nella mobilizzazione del grasso ostinato.

Queste evidenze sono anche coerenti con i risultati a lungo termine, dove l'aerobica ha dimostrato di ridurre di più il grasso nelle regioni del tronco che in quelle inferiori, nonostante queste ultime risultassero le uniche parti mobilizzate durante l'esercizio (cicloergometro – 13). Questo considerando anche l'esistenza di vie metaboliche che, ad esempio nelle donne, portano a liberare i grassi dalle aree superiori per ridepositarli in quelle inferiori, provocando il mantenimento della distribuzione del grasso di tipo femminile o ginoide (14).
Esercizio anaerobico o ad alta intensità

Dal momento che i livelli di catecolammine incrementano in proporzione all'intensità dell'esercizio (quindi più nelle attività anaerobiche – 15), questo può avere delle implicazioni favorevoli nella mobilizzazione del grasso ostinato.

McDonald sostiene che l'attività cardiovascolare anaerobica o ad alta intensità sia capace di sopraffare l'insensibilità lipolitica del grasso ostinato per via di differenze nel modo in cui diversi ormoni legano gli α e i β-recettori (4). In altre parole, l'esercizio ad alta intensità riuscirebbe a limitare alcuni dei problemi associati al dominio degli α-recettori nel grasso ostinato, migliorandone la sensibilità lipolitica. Bisogna anche considerare che i protocolli anaerobici o misti (HIIT) di fatto sono in grado di provocare adattamenti muscolari analoghi all'aerobica (16, 17), di aumentare maggiormente i livelli di catecolammine (15) (esercitando quindi un maggiore effetto β-2 agonista) e di poter portare ad una perdita di grasso anche maggiore rispetto all'aerobica (18, 19).

Anche l'esercizio ad alta intensità però può presentare degli aspetti svantaggiosi in questo senso. Anche nei rangeaerobici, superata una certa soglia dell'intensità (detta "punto di crossover"), i carboidrati iniziano a prevalere sui grassi come substrato energetico (20).

Ad intensità molto elevate, cioè durante l'esercizio anaerobico, si verifica vasocostrizione, provocando una riduzione del flusso ematico del tessuto adiposo e un momentaneo intrappolamento dei grassi negli adipociti a causa degli alti livelli di lattato (5, 21). Questo indica che, se con la sola aerobica la vasocostrizione e i fattori anti-lipolitici si esprimono preferenzialmente nei depositi di grasso ostinati, l'attività anerobica provoca, durante lo sforzo, un effetto inibitorio generalizzato e non solo esteso ai depositi ostinati.

Nonostante l'efficacia dei protocolli HIIT per perdere grasso possa essere associata anche all'aumento dell'attività metabolica e del dispendio lipidico nel periodo successivo all'esercizio  (EPOC – 10), McDonald precisa che il grasso ostinato presenta uno scarso flusso sanguigno e gli acidi grassi mobilizzati dall'esercizio anaerobico verrebbero ridepositati (4). Quindi, nonostante le attività ad alta intensità riescano a mobilizzare meglio gli acidi grassi nei depositi ostinati grazie alla maggiore stimolazione β-adrenergica, questo non risolverebbe il problema (4).
Conclusioni

Un problema potenziale legato generalmente all'attività fisica, è che nonostante aumenti l'attivazione dei β-2 recettori (10), essa attiva anche gli α-2 recettori (12, 22), provocando in acuto l'inibizione della lipolisi e una vasocostrizione nelle zone adipose ostinate (23, 24). Appurato che sia l'esercizio aerobico che anaerobico presentano dei vantaggi e degli svantaggi nel processo di mobilizzazione del grasso ostinato, le strategie proposte da McDonald per questi scopi consisterebbero nel combinare queste due modalità, agendo su meccanismi differenti e complementari.
Allenamento a digiuno

L'esercizio a digiuno (fasted training) viene spesso proposto come metodo superiore rispetto all'esercizio a stomaco pieno per enfatizzare la riduzione del grasso corporeo. In realtà, l'efficacia di questa scelta non è mai stata verificata scientificamente, dal momento che fino ad oggi le varie analisi si sono focalizzate solo sugli effetti acuti (spesso con risultati non convincenti), oppure senza che venissero misurate le variazioni della massa grassa sul lungo termine.

Questo non ha permesso di poter stabilire empiricamente se l'aerobica a digiuno potesse portare ad un effettivo maggiore dimagrimento rispetto all'esercizio a stomaco pieno. La teoria dell'allenamento a digiuno per il dimagrimento è stata infatti ampiamente messa in discussione in letteratura, anche a causa dell'assenza di misurazioni ed evidenze empiriche (18, 19). Non a caso, già nel 1998 anche lo stesso McDonald aveva lasciato intendere, seppure indirettamente, pareri negativi su questa pratica, poiché secondo la fisiologia non c'è correlazione tra l'utilizzo di grassi durante l'esercizio e il decremento della massa grassa sul lungo termine (25), una constatazione effettivamente confermata in letteratura (18, 19).

Ciò significa che impiegare grassi o massimizzarne l'impiego durante l'esercizio non è un requisito necessario o fondamentale per ridurre la massa grassa mediante l'attività fisica. Tali principi fisiologici smentiscono anche la teoria dell'allenamento aerobico in "zona lipolitica" (fat-burning zone) per un maggiore dimagrimento, un'ipotesi in realtà mai confermata (18). Infatti, se più carboidrati sono impiegati durante l'esercizio, più grassi sono impiegati nel resto della giornata, e viceversa (18,19). Similmente può essere messa in discussione la teoria secondo cui per bruciare i grassi si debbano necessariamente svolgere almeno 20 minuti di attività.

Questo spiega perché sia stato osservato che l'allenamento HIIT, cioè un metodo cardiovascolare anaerobico o misto, possa portare ad una perdita di grasso simile o superiore alla normale aerobica in zona lipolitica (18, 19). Ciò nonostante, McDonald sostiene che per intaccare il grasso ostinato la pratica dell'esercizio a digiuno possa essere utile: "[…] il cardio a digiuno è un argomento di grande dibattito; in gran parte delle condizioni non credo faccia un briciolo di differenza il momento in cui il cardio viene praticato. Il grasso ostinato è uno dei casi in cui potrebbe". Lo stesso Autore però specifica che non ci sia l'assoluta necessità di rispettare queste indicazioni, sostenendo che i protocolli da lui descritti possano consentire di ottenere risultati soddisfacenti anche con l'allenamento a stomaco pieno (4).
I protocolli
Steady State training

Una delle metodiche suggerite dai vari Autori per mobilizzare il grasso ostinato è la classica aerobica ad andamento costante, allenamento meglio noto come steady state training. In The stubborn fat solution (2008) McDonald descrive una delle modalità di steady state da utilizzare nel suo programma, denominata "Protocol 1" (4). Il "Protocol 1" non è altro che un normale allenamento steady state ad intensità bassa-moderata e a moderato volume da svolgere nelle giornate di dieta ipoglucidica-iperlipidica (low carb-hi fat) con circa il 20% di carboidrati, come descritta nella parte 2 di questa serie sul grasso ostinato.

L'intensità suggerita dovrebbe essere mantenuta ad un ritmo di 130-140 bpm, che potrebbe corrispondere indicativamente al 65-75% del HRmax. Il volume suggerito invece si manterrebbe normalmente entro i 45-60 minuti. I vantaggi dell'aerobica steady state sarebbero da riconoscere nella possibilità di applicarlo frequentemente senza rischio di sovrallenamento, purché i volumi rimangano moderati (4).

Anche Berkhan suggerisce l'aerobica steady state, prescrivendola a bassa intensità (50-60% HRmax) e di lunga durata, da svolgere però all'interno del periodo di digiuno di 12-16 ore previsto nel suo metodo alimentare Lean Gains (ovvero, unTime-Restricted Feeding – 26). Secondo le sue indicazioni, non solo lo steady state durante le ore di digiuno permette di esaltare la mobilizzazione del grasso sottocutaneo (cosa che era stata verificata anche solo in condizioni di riposo entro 14-20 ore di digiuno – 27), ma le basse intensità previste, in associazione allo stato di digiuno, permettono anche di utilizzare una percentuale di grassi molto maggiore sul totale impiego energetico (5, 28).

Presumibilmente, queste circostanze permetterebbero allo steady state di aumentare in maniera importante il tasso di lipolisi nelle aree ostinate più di qualsiasi altro metodo di allenamento. Abbastanza in linea con quanto sostenuto da McDonald, Berkhan preferisce generalmente lo steady state a bassa intensità al posto delle forme di cardio anaerobiche o miste (HIIT), anche per il fatto che questo non interferisce significativamente sul rendimento in palestra e può essere praticato quotidianamente (26).
High Intensity Interval Training (HIIT)

L'High Intensity Interval Training (HIIT) è probabilmente la forma più rappresentativa di esercizio cardio anaerobico o misto. L'HIIT può infatti consistere in una pura prestazione anaerobica (sprint), intervallata quindi da un recupero passivo, anche se più frequentemente alterna in maniera continua e costante sforzo anaerobico e aerobico (recupero attivo) sullo stesso macchinario.

La durata degli sprint e dei recuperi è piuttosto variabile, ma possono esistere delle tempistiche più adeguate per gli scopi trattati. Gli sprint di maggiore durata esauriscono più glicogeno e tendono a provocare un maggiore stress metabolico, risultando anche molto duri e causando un grande accumulo di lattato (29). Questo può interferire con il rilascio di acidi grassi che avviene al termine del HIIT. Al contrario, sprint di minore durata hanno un minore impatto negativo sulla lipolisi durante l'esercizio, permettendo anche un minore affaticamento e una maggiore ossigenazione muscolare (30).

Valutando i risultati delle varie analisi, McDonald stabilisce una possibile durata degli sprint di 10-15 secondi  (cioè, tempistiche "alattacide"), alternati da 45-50 secondi di recupero. La minore durata degli sprint dovrebbe essere però compensata da un proporzionale aumento dell'intensità, che potrebbe arrivare a circa l'85-90% del HRmax (4). Poiché queste intensità non sono facilmente sostenibili per molte persone, è comunque possibile aumentare la durata dellosprint, riducendo l'intensità di picco (al di sopra la soglia anaerobica) e il tempo di recupero (4).

Come descritto in precedenza, il cardio anaerobico ad alta intensità, rappresentato essenzialmente dal HIIT, è una metodica proposta per intaccare il grasso ostinato in abbinamento ai programmi aerobici tradizionali. Superata la soglia anaerobica, ovvero il livello di intensità che sancisce la predominanza dei metabolismi anaerobici in sede muscolare, i livelli di catecolammine incrementano esponenzialmente (5). Secondo McDonald, questo permette di ottenere una risposta ormonale in grado di sopraffare la resistenza lipolitica dovuta alla predominanza degli α-recettori che caratterizza il grasso ostinato (4).

Il problema apparente legato all'attività anaerobica è che questa non utilizza i grassi ad un grado significativo, preferendo i carboidrati come substrato energetico (20) (una descrizione più ampia dei sistemi energetici coinvolti durante l'attività è presente in "Alimentazione pre- e post-allenamento… in soldoni!").

Infatti, come spiegato sopra, i grassi vengono momentaneamente intrappolati negli adipociti, per essere rilasciati solo in seguito al termine dell'attività. Come verrà approfondito, McDonald sostiene però che l'HIIT riesca ad essere utile in particolar modo se abbinato all'attività aerobica nella sessione. Per questo motivo, considerato l'abbinamento con losteady state, il volume del HIIT trova una durata limitata, di circa 10 minuti totali (4).
Metabolic Resistance Training (MRT)

Il Metabolic Resistance Training, o "esercizio con i pesi metabolico", è un termine generico che viene attribuito a quegli stili di allenamento con i pesi basati su bassi carichi (40-60% 1-RM), alte ripetizioni (15-20 o più), TUT enfatizzati (45-60 sec), brevi tempi di recupero (30-60 sec), e nel complesso alte densità di allenamento. Gli allenamenti tipici del Crossfitpossono essere inclusi in questa definizione, come High Intensity Power Training, così come lo stile di allenamentoEscalate Density Training.

Questi possono essere riconosciuti anche come "depletion training", perché sono capaci di esaltare la deplezione del glicogeno, oltre che come protocolli di endurance muscolare locale, perché portano a stimolare le capacità di resistenza allo sforzo prolungato (31). Come l'HIIT, anche l'esercizio con sovraccarichi glicolitico-lattacido è in grado di aumentare la densità capillare (32), e gli sforzi prolungati sono capaci di aumentare anche la densità mitocondriale (33). Una classica rappresentazione dell'esecizio con i pesi "metabolico" può essere quindi il classico circuit training, in cui, oltre a rispettare le caratteristiche sopra citate, gli esercizi dedicati a diversi gruppi muscolari (più spesso total body) vengono svolti in rapida successione, con tempi di recupero molto brevi, tra 0 e 30 secondi (34).

Poiché l'esercizio con i pesi metabolico può essere in grado di mimare l'effetto del HIIT, generando un impatto metabolico, ormonale e lipolitico paragonabile, esso è stato proposto come possibile strategia di allenamento alternativa da introdurre in un programma per il grasso ostinato (4). Questo può essere di particolare interesse per chi già si allena con i pesi e intende continuare a farlo. Dei buoni esempi di protocolli "metabolici" possono essere la variante con i pesi del Tabata training (35), il Metabolic Resistance Training  (MRT) di Brad Schoenfeld (36) o il German Body Composition (GBC) di Charles Poliquin (37).

Più spesso questi protocolli condividono delle ulteriori caratteristiche fondamentali per massimizzare l'impatto metabolico, come l'uso prevalente di esercizi multiarticolari ad alta sinergia, e modalità total body (36, 37). Come suggerito per l'HIIT, McDonald sostiene che l'esercizio con i pesi metabolico necessiti di essere combinato con l'aerobicasteady state per facilitare il processo di riduzione del grasso ostinato. Nei casi in cui aerobica e pesi vengono eseguiti nella stessa sessione consecutivamente, questa combinazione prende il nome di concurrent training (38).

Per quanto riguarda l'applicazione dell'esercizio con i pesi in un programma per il grasso ostinato in concomitanza con il digiuno intermittente (Time-Restricted Feeding), anche Berkhan fornisce i suoi personali suggerimenti. Come menzionato per lo steady state, anche l'esercizio con i pesi andrebbe affrontato in condizioni di digiuno, assumendo solo 10 g di BCAA nel pre-allenamento (26). La scarsità di carboidrati infatti è in grado di esaltare ulteriormente la risposta delle catecolammine all'esercizio (39), pertanto queste condizioni possono provocare un effetto sinergico che potenzierebbe la risposta ormonale lipolitica (26).
Stubborn Fat Protocol (SFP)

Lo Stubborn Fat Protocol (SFP), cioè "protocollo per il grasso ostinato", è uno dei metodi specifici proposti da McDonald per intaccare il grasso ostinato in alternanza ai soli programmi aerobici  (come il "Protocol 1" citato in precedenza). L'SFP prevede di combinare in un'unica sessione attività aerobica e anaerobica, permettendo di ottenere i benefici complementari forniti da entrambi per ottenere questi obiettivi (4).

Il concetto di base promosso dal SFP consiste nello sfruttare l'esercizio anaerobico per attenuare la resistenza lipolitica del grasso ostinato grazie alla grande stimolazione ormonale, mentre l'esercizio aerobico esalta l'ossidazione acuta dei grassi liberati durante lo sforzo anaerobico. Esistono due varianti del SFP, che differiscono tra loro essenzialmente per l'ordine in cui vengono eseguiti esercizio aerobico e anaerobico.

L'SFP1.0 si imposta con una prima parte dedicata al HIIT della durata di 10 minuti, un riposo totale di 5 minuti, e l'aerobica steady state di 20-40 minuti a moderata intensità. McDonald ha indicato la possibilità di sostituire l'HIIT con l'esercizio con i pesi "metabolico" (MRT) come sopra descritto, poiché, se organizzato in maniera adeguata, riesce ad indurre una stimolazione ormonale e metabolica simile. La durata del MRT dovrebbe però estendersi fino a circa 20 minuti, cioè il doppio del tempo che si dedicherebbe al HIIT. In questo senso, il concurrent training, cioè lo svolgimento di pesi e aerobica consecutivamente nella stessa seduta (38), può essere organizzato in maniera da rientrare nei canoni del SFP.

L'SFP2.0 rispetta gli stessi principi del primo, ma prevede di ridistribuire la componente anaerobica dell'esercizio sia prima che dopo l'aerobica. I volumi di lavoro del SFP2.0 rimangono essenzialmente gli stessi, ma la durata totale delle fasi anaerobiche viene ridistribuita, ammontando a 5 minuti prima, e 5 minuti dopo la fase aerobica (o 10 minuti prima e dopo l'aerobica se si sceglie l'MRT). Lo steady state viene quindi collocato al centro della sessione, preceduto e seguito da fasi HIIT o MRT. Per concludere, la frequenza settimanale indicata per l'SFP non dovrebbe superare le due volte a settimana, data la natura molto stressante del protocollo, la quale può esporre più facilmente al sovrallenamento (4). Per chi fosse interessato a maggiori dettagli su come impostare lo Stubborn Fat Protocol, ho provveduto a dedicarne un articolo completo su Wikipedia in lingua italiana (40). Per maggiori dettagli, si rimanda alla lettura del libro The Stubborn Fat Solution.
Spot reduction (SR) modificato

Lo Spot reduction (SR) è un protocollo proposto da alcuni Autori italiani che si prefigge come obiettivo il dimagrimento localizzato (41, 42). L'SR assume le caratteristiche generali del Aerobic Circuit Training (ACT) , un metodo che alterna stazioni aerobiche e mini-circuiti con i pesi (superset, triset o set giganti) in maniera continua (34, 43).

Nel ACT, gli esercizi con i pesi o a corpo libero vengono eseguiti in successione senza pausa tra loro, seguiti immediatamente da stazioni aerobiche (recupero attivo), in un circuito continuo (34, 43). Il protocollo Spot reduction (SR) è quindi una forma di ACT che però prevede una stimolazione specifica delle aree corporee in cui si intende ridurre il grasso localizzato. Un esempio di SR per la zona gluteo-femorale può consistere in un'alternanza tra set giganti di esercizi per cosce, glutei e ischiocrurali, e stazioni aerobiche steady state a intensità bassa-moderata della durata di 5-10 minuti, in un ciclo continuo senza pause.

L'SR venne testato in una ricerca (Dussini et al., 1994) in cui si dimostrò una maggiore riduzione delle pliche cutanee nelle aree stimolate rispetto ad un normale concurrent training (aerobica seguita dai pesi nella stessa sessione), lasciando intendere un dimagrimento localizzato (44). I risultati di questo studio però sono rimasti controversi a causa dei metodi di misurazione utilizzati (plicometria) giudicati non attendibili (1, 45), la mancata considerazione dello studio da parte della letteratura scientifica sull'argomento (1, 2), nonché la recente conferma di una discutibile attendibilità dei risultati da parte di uno degli stessi Autori dello studio (46).

Una ricerca che sembra avvalorare la possibilità del dimagrimento localizzato è stata quella di Stallknecht et al. (2007 – 47). I Ricercatori osservarono un aumento della lipolisi e del flusso sanguigno nell'arto inferiore sottoposto a sforzo aerobico continuato, indicando la possibilità del dimagrimento localizzato. Lo studio è stato criticato da McDonald, il quale ha puntualizzato che, anche se il tasso di lipolisi delle aree sotto sforzo può aumentare durante l'esercizio, il grasso liberato da una zona adiposa specifica non può essere effettivamente utilizzato dal muscolo sottostante (48). Egli ha precisato che anche gli stessi Ricercatori riconobbero una possibile non correlazione con il dimagrimento localizzato sul lungo termine, in quanto i grassi liberati durante l'esercizio avrebbero potuto essere semplicemente riesterificati al termine dello stesso (47). L'aspetto più rilevante tuttavia si riconosce nel fatto che non siano stati stabiliti i risultati a lungo termine per poter confermare l'esistenza effettiva del fenomeno (48).

Comunque, l'SR potrebbe essere proposto come metodo per intaccare il grasso ostinato, in quanto presenta caratteristiche miste aerobiche e anaerobiche, presumibilmente in grado di indurre anche una stimolazione ormonale simile a quella provocata dai metodi precedentemente trattati. Anche se l'obiettivo di una riduzione adiposa localizzata è discutibile, l'SR può indurre una simile stimolazione ormonale.

Nelle fasi anaerobiche (pesi) avverrebbe una grande stimolazione β-adrenergica in grado di aumentare la sensibilità lipolitica delle zone ostinate, mentre nelle fasi aerobiche si verificherebbe una grande liberazione e ossidazione dei grassi, a patto che la stazione duri per un tempo sufficiente. Esistono quindi alcune modifiche per fare in modo che il protocollo SR rispetti anche i principi sopra trattati. Alcuni Autori avevano infatti già proposto delle forme di SR modificate (42).

Gli esercizi con i pesi dovrebbero porre un maggiore accento su volume e densità, facendo possibilmente affidamento su set giganti piuttosto che su superset, in modo da aumentare lo stimolo metabolico e ormonale. Poiché anche sui pesi i livelli di catecolammine tendono ad elevarsi in proporzione all'intensità di carico (% 1-RM, cioè in proporzione al carico – 49), può essere suggeribile aumentare leggermente i carichi (65-70% 1-RM) riducendo il numero di ripetizioni (12-15) rispetto a quanto normalmente previsto dal protocollo.

Un'altra caratteristica fondamentale sarebbe il maggiore affidamento ad esercizi multiarticolari ad alta sinergia muscolare, al contrario di quanto normalmente previsto dal metodo SR. Poiché, come riferito da McDonald, la liberazione dei grassi dopo lo sforzo anaerobico si manifesta in maniera importante solo dopo circa 5 minuti (4), le stazioni aerobiche dovrebbero durare per un tempo superiore (circa 8-10 minuti).

L'intensità dell'aerobica dovrebbe corrispondere a valori bassi-moderati (50-70% HRmax). Le basse intensità permettono di smaltire più rapidamente il lattato se le aree coinvolte sono le stesse stimolate nella parte anaerobica (50), mentre intensità moderate permettono di massimizzare l'ossidazione lipidica per unità di tempo (51). Ulteriori indicazioni possono essere quelle di eseguire il protocollo a digiuno, e nelle giornate low carb, come indicate nel capitolo precedente. Per chi volesse approfondire ulteriormente lo Spot reduction, ho riportato la descrizione del protocollo su Wikipedia (52).
Riferimenti essenziali

    McDonald L. The stubborn fat solution. Lyle McDonald, 2008.
    Berkhan M. "Intermittent fasting and stubborn body fat". www.leangains.com. June, 2010
    Spattini M. La dieta COM e il dimagrimento localizzato. Tecniche Nuove, 2012.
    Paoli A, Neri M. Principi di metodologia del fitness. Elika, 2010.
    Schoenfeld BJ. "Does cardio after an overnight fast maximize fat loss?" Strength & Conditioning Journal. 2011.
    Helms ER et al. "Recommendations for natural bodybuilding contest preparation: resistance and cardiovascular training." The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. Jul, 2014.
    Ramírez-Campillo R et al. "Regional fat changes induced by localized muscle endurance resistance training." The Journal of Strength & Conditioning Research. Aug, 2013.
    Romijn JA et al. "Regulation of endogenous fat and carbohydrate metabolism in relation to exercise intensity and duration." American Journal of Physiology. Sep, 1993.
    Boutcher SH. "High-intensity intermittent exercise and fat loss." Journal of Obesity. 2011.
    Stich V et al. "Activation of antilipolytic α2-adrenergic receptors by epinephrine during exercise in human adipose tissue." American Journal of Physiology. Oct, 1999.
    Stallknecht B et al. "Are blood flow and lipolysis in subcutaneous adipose tissue influenced by contractions in adjacent muscles in humans?" The American Journal of Physiology, Endocrinology and Metabolism. Feb, 2007.
    Dussini N et al. "Multifactorial analysis of circuit-training induced regional fat reduction." Pflügers Archiv – European Journal of Physiology. 1994.