L’iperplasia muscolare esiste? Vediamo le evidenze scientifiche

L’iperplasia muscolare è il processo biologico che conduce ad un aumento del volume muscolare dovuto alla moltiplicazione delle fibre muscolari. Ma esiste?

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L’iperplasia muscolare è il processo biologico che conduce ad un aumento del volume muscolare dovuto alla moltiplicazione delle fibre muscolari. Si differenzia, invece, dall’ipertrofia muscolare, che invece corrisponde ad un aumento della sezione traversa delle singole fibre muscolari.


Adattamento muscolare ai sovraccarichi

Osservando il fisico di un maratoneta in confronto a quello di un bodybuilder diventa chiaro come allenamenti diversi abbiano degli effetti molto diversi. Sappiamo che un allenamento di tipo aerobico aumenta la densità mitocondriale, gli enzimi ossidativi e la densità capillare (1). In molti atleti di endurance le fibre muscolari possono in realtà avere una sezione traversa inferiore rispetto a quella di individui sedentari. I bodybuilder ed altri atleti di potenza, invece, attraverso un allenamento specifico aumentano la massa muscolare (2, 3). Tutti i meccanismi relativi al metabolismo aerobico non sono necessari per massimizzare l’aumento di massa muscolare e di forza, è sufficiente l’aumento di proteine contrattili. Sappiamo che questo aumento di massa è dovuto soprattutto all’ipetrofia, ossia all’aumento della sezione traversa dei muscoli, ma in altre situazioni è possibile che le fibre muscolari possano aumentare di numero?. Esiste quello che è il fenomeno dell’iperplasia muscolare?


Iperplasia Muscolare

Il fenomeno dell’iperplasia è sempre stato al centro di dibattiti riguardo l’esistenza nelle persone. C’è un problema di fondo che corrisponde all’impossibilità di misurare direttamente il numero delle fibre muscolari umane.

Molte ricerche hanno cercato di verificare il fenomeno dell’iperplasia sugli animali fornendo molti tipi di stimoli allenanti. Il Dr. William Gonya è stato il primo a dimostrare l’iperplasia muscolare indotta dall’allenamento, usando dei gatti come modelli. I gatti sono stati allenati in esercizi che coinvolgevano la flessione di polso di una zampa contro resistenza, come input per ricevere del cibo. L’arto controlaterale è stato utilizzato come controllo per il confronto dei risultati. La resistenza è stata aumentata durante il periodo di allenamento ed è stato dimostrato che in aggiunta all’ipertrofia muscolare, il muscolo flessore radiale del carpo ha aumentato il numero di fibre del 9-20%.  Dopo aver esaminato le variabili dell’allenamento per stabilire quali fossero le cause dell’iperplasia, il Dr Gonyea ipotizzò una correlazione con la velocità del sollevamento, i gatti che svolgevano l’azione in modo lento avevano dei guadagni muscolari maggiori di chi compiva l’esercizio in modo balistico.

iperplasia muscolare nei gatti
I gatti utilizzati nello studio sull’iperplasia muscolare.

 

Anche i ratti sono stati soggetto di numerosi studi (7, 8, 9). In uno studio giapponese (8), ai ratti veniva fatto eseguire uno squat in risposta ad una stimolazione elettrica. Si è visto come il numero di fibre del muscolo plantare è aumentato del 14%. Inoltre, altre interessanti osservazioni hanno suggerito l’esistenza dell’iperplasia muscolare [3, 4, 5, 9, 10]. Veniva infatti notata la presenza di singole fibre di piccola dimensione, si è pensato all’inizio di un segno di atrofia muscolare, ma non aveva nessun senso visto che tutto il muscolo era andato incontro ad una ipertrofia generalizzata. Il fenomeno sembrava più essere attribuibile alla formazione di nuove fibre muscolari e quindi all’iperplasia muscolare.

iperplasia muscolare nei ratti
Studio sui ratti. Veniva fatto eseguire uno squat.

 

Iperplasia muscolare nell’uomo

Il problema principale è la possibilità di determinare direttamente il numero di fibre muscolari nelle persone. In letteratura, di conseguenza, sono molto pochi gli studi. Per questo si cerca di contare il numero di fibre in modo indiretto, per esempio uno studio ha determinato che il tibiale anteriore è formato da circa 160000 fibre (11). Immagina il lavoro nel contare un numero di fibre così elevato, il bicipite brachiale ne contiene circa 250000 (12).

Un altro studio ha dimostrato che i bodybuilder ed i powerlifter d’élite avevano una circonferenza del braccio del 27% superiore agli individui sedentari usati come gruppo di controllo sebbene la sezione trasversale delle fibre muscolari degli atleti (nel muscolo tricipite brachiale) non fossero diverse da quelle del gruppo di controllo. I ricercatori hanno affermato che nonostante le grandi differenze nella forza in estensione di gomito e la circonferenza del braccio non c’è una differenza rilevante nell’area trasversale delle singole fibre, questo significa che gli atleti d’etile probabilmente devono avere un numero di fibre maggiore

Nygaard e Neilsen [13] hanno fatto uno studio nel quale hanno visto che i nuotatori hanno fibre di tipo I e IIa più piccole comparati alla dimensione di quelle del gruppo del gruppo di controllo che però aveva una massa muscolare del deltoide maggiore. Larsson e Tesch [14] hanno visto che pur avendo una circonferenza totale del braccio più grande del 19%, i bodybuilder non avevano però fibre più grandi nella loro sezione trasversa rispetto al gruppo di controllo e questo significherebbe un aumento del numero di fibre muscolari. Altri studi hanno però dimostrato invece che i bodybduider hanno fibre molto ampie in fatto di sezione traversa rispetto al numero, in confronto ad un gruppo di controllo (46,50,51).


Conclusione

Le evidenze scientifiche mostrano come l’iperplasia muscolare esiste, senza ombra di dubbio, negli animali. Gli studi sono molti e di una certa rilevanza scientifica e questo può essere la base per poter ragionare rispetto agli umani. Negli uomini infatti non è stato possibile verificare direttamente un aumento del numero di fibre in seguito ad un programma di allenamento, per chiare ragioni, si è dovuto quindi passare ad una verifica indiretta, con risultati contrastanti a seconda degli studi considerati. La logica però vuole che noi non siamo così diversi dagli animali per poter credere che l’iperplasia muscolare non esista negli esseri viventi. Anche i ricercatori ed i fisiologi dello sport concordano infatti che l’iperplasia muscolare dovrebbe verificarsi anche nei muscoli degli esseri umani. Aspettando la conferma di ulteriori ricerche scientifiche che possano dare una conferma definitiva alla questione, ci sentiamo di sostenere l’esistenza dell’iperplasia muscolare, quindi dell’aumento di fibre muscolari in seguito all’allenamento.


Bibliografia

1.  Holloszy JO, Booth FW: Biochemical adaptations to endurance exercise in muscle. Annu Rev Physiol 1976, 38:273-291.

2.       Costill DL, Coyle EF, Fink WF, Lesmes GR, Witzmann FA: Adaptations in skeletal muscle following strength training. J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol 1979, 46:96-99.

3.       Tesch PA, Larsson L: Muscle hypertrophy in bodybuilders. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1982, 49:301-306.

4.       Kennedy JM, Eisenberg BR, Reid SK, Sweeney LJ, Zak R: Nascent muscle fiber appearance in overloaded chicken slow-tonic muscle. Am J Anat 1988, 181:203-215.

5.     Chalmers GR, Roy RR, Edgerton VR: Variation and limitations in fiber enzymatic and size responses in hypertrophied muscle. J Appl Physiol (1985) 1992, 73:631-641.

6.     Giddings CJ, Gonyea WJ: Morphological observations supporting muscle fiber hyperplasia following weight-lifting exercise in cats. Anat Rec 1992, 233:178-195.

7.     Ho KW, Roy RR, Tweedle CD, Heusner WW, Van Huss WD, Carrow RE: Skeletal muscle fiber splitting with weight-lifting exercise in rats. Am J Anat 1980, 157:433-440.

8.     Tamaki T, Uchiyama S, Nakano S: A weight-lifting exercise model for inducing hypertrophy in the hindlimb muscles of rats. Med Sci Sports Exerc 1992, 24:881-886.

9.   Yamada S, Buffinger N, DiMario J, Strohman RC: Fibroblast growth factor is stored in fiber extracellular matrix and plays a role in regulating muscle hypertrophy. Med Sci Sports Exerc 1989, 21:S173-180.

10.     Kennedy JM, Sweeney LJ, Gao LZ: Ventricular myosin expression in developing and regenerating muscle, cultured myotubes, and nascent myofibers of overloaded muscle in the chicken. Med Sci Sports Exerc 1989, 21:S187-197.

11.     Frenzel H, Schwartzkopff B, Reinecke P, Kamino K, Losse B: Evidence for muscle fiber hyperplasia in the septum of patients with hypertrophic obstructive cardiomyopathy (HOCM). Quantitative examination of endomyocardial biopsies (EMCB) and myectomy specimens. Z Kardiol 1987, 76 Suppl 3:14-19.

12.     Klein CS, Marsh GD, Petrella RJ, Rice CL: Muscle fiber number in the biceps brachii muscle of young and old men. Muscle Nerve 2003, 28:62-68.

13.     Nygaard, E. and E. Nielsen. Skeletal muscle fiber capillarisation with extreme endurance training in man. In Eriksson B, Furberg B (Eds). Swimming Medicine IV(vol. 6, pp. 282-293). University Park Press, Baltimore, 1978.

14.     Larsson L, Tesch PA: Motor unit fibre density in extremely hypertrophied skeletal muscles in man. Electrophysiological signs of muscle fibre hyperplasia. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1986, 55:130-136.