Come i tendini diventano più rigidi e più forti

I tendini collegano i muscoli alle ossa. Sono relativamente sottili, ma devono sopportare forze enormi. Se i tendini sono leggermente elastici, possono assorbire carichi elevati come un impatto senza strapparsi. Negli sport che enfatizzano gli sprint e i salti, tuttavia, i tendini rigidi sono un vantaggio perché trasferiscono le forze sviluppate dai muscoli più direttamente alle ossa. Un allenamento adeguato porta anche a un irrigidimento ottimale dei tendini.

Ricercatori dell'ETH di Zurigo e dell'Università di Zurigo, che lavorano presso l'Ospedale Universitario Balgrist di Zurigo, hanno ora decifrato il modo in cui le cellule dei tendini percepiscono le sollecitazioni meccaniche e sono in grado di adattare i tendini alle esigenze del corpo. Le loro scoperte sono state pubblicate nell'ultimo numero della rivista scientifica pagina esternaNatura Ingegneria biomedica pubblicato.

Il cuore del meccanismo appena scoperto è un sensore di forza molecolare nelle cellule dei tendini, una cosiddetta proteina canale ionico. Questa riconosce quando le fibre di collagene che compongono i tendini si spostano l'una contro l'altra in direzione longitudinale. Se si verifica un movimento di taglio così forte, il sensore permette agli ioni di calcio di fluire all'interno delle cellule del tendine. Questo favorisce la produzione di alcuni enzimi che legano tra loro le fibre di collagene. Di conseguenza, i tendini perdono elasticità e diventano più rigidi e resistenti.

Variante genica con reazione di overshooting

? interessante notare che la proteina del canale ionico responsabile di questo fenomeno è presente in diverse varianti genetiche nell'uomo. Alcuni anni fa, altri scienziati hanno dimostrato che una certa variante, chiamata E756del, è più frequente nelle persone di origine africana occidentale. All'epoca non si conosceva ancora l'importanza di questa proteina per la rigidità dei tendini. Un terzo delle persone di origine africana è portatore di questa variante genica, mentre è rara in altri gruppi di popolazione. Questa variante genetica protegge gli sponsor da gravi forme di malaria tropicale. Gli scienziati ipotizzano che la variante si sia affermata in questo gruppo di popolazione proprio grazie a questo vantaggio.

I ricercatori, guidati da Jess Snedeker, professore di Biomeccanica ortopedica presso l'ETH di Zurigo e l'Università di Zurigo, sono riusciti a dimostrare che i topi con questa variante genetica hanno tendini più rigidi. Essi ritengono probabile che questa variazione genica provochi un "superamento" della risposta adattativa dei tendini all'allenamento.

Grande vantaggio in termini di prestazioni

Questo ha anche un effetto diretto sulla capacità di saltare negli esseri umani, come hanno dimostrato gli scienziati in studi che hanno coinvolto 65 volontari afroamericani. Dei partecipanti, 22 sponsorizzavano la variante E756del, mentre gli altri 43 non avevano questa variante. Poiché la potenza di salto di una persona dipende da molti fattori, tra cui il fisico, l'allenamento e la forma fisica generale, i ricercatori hanno confrontato le prestazioni dei soggetti testati durante un salto lento e uno veloce. I tendini svolgono un ruolo secondario durante i salti lenti, ma sono particolarmente importanti durante i salti veloci. In questo modo, gli scienziati hanno potuto analizzare l'influenza della variante genetica sulle prestazioni di salto.

Lo studio ha dimostrato che gli sponsor della variante E756del hanno ottenuto risultati migliori del 13% in media. "? affascinante che una variante genetica che si è evoluta per un effetto antimalarico sia anche associata a una migliore capacità atletica. Non ce lo aspettavamo all'inizio del progetto", afferma Fabian Passini, dottorando del gruppo di Snedeker e primo autore dello studio. ? possibile che questa variante genetica spieghi in parte il motivo per cui gli atleti con ascendenze provenienti da Paesi in cui l'E756del è molto comune eccellono nelle competizioni sportive, ad esempio nello sprint, nel salto in lungo o nella pallacanestro. Finora non è stata condotta alcuna indagine scientifica per stabilire se questa variante genica sia più comune tra gli atleti di alto livello. Tuttavia, uno studio in tal senso sarebbe scientificamente interessante, afferma Passini.

Il fatto che ora si conoscano il sensore di forza e il meccanismo con cui i tendini si adattano alle richieste fisiche è importante anche per la fisioterapia. "Ora abbiamo una migliore comprensione del funzionamento dei tendini. Questo dovrebbe aiutarci a trattare meglio le lesioni ai tendini in futuro", afferma Snedeker. A medio termine, è ipotizzabile anche lo sviluppo di farmaci che si aggancino al sensore di forza appena scoperto. Questi potrebbero un giorno aiutare a curare i tendini e altre patologie del tessuto connettivo.

Questo studio è stato pubblicato da pagina esternaFondo nazionale svizzero per la ricerca scientifica supportata.